冷热电联供系统中_以热定电_与_以电定热_的分析研究.pdf

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1、第28卷增刊-2建筑科学Vol.28，Supplement22012年10月BUILDINGSCIENCEOct．2012［文章编号］1002-8528(2012)增刊2-0255-05冷热电联供系统中“以热定电”与“以电定热”的分析研究康书硕，李洪强，蔡博，胡姗，张国强(湖南大学土木工程学院，长沙410082)［摘要］为平衡冷热电联供系统中负荷变化，解决冷热电供需不平衡的问题，对燃气轮机冷热电联供的运行方式进行了优化选择。根据系统规模及容量，选择燃气轮机作为联供系统的原动机，同时选用了冷热电联供系统常用的两种运行模式:“以热定电”和“以电定热”。本文从热电输出和燃料消耗量两个

2、方面比较分析了联供系统在两种运行模式中的性能差异，通过冷热电联产公式计算及AspenPlus软件建模分析表明:当实际的热电输出等于终端的热电需求时，其最佳热电比HPR为1.75;当热电需求比在1≤HPR＜1.75区间时，“以热定电”为最佳的系统运行方式;当热电需求比在1.75＜HPR≤2.5区间时，“以电定热”为最佳的系统运行方式。系统的总热效率不随回热温度的升高或降低而变化;即使热电比发生改变，总热效率也基本保持不变，基本保持在87%～88%。［关键词］冷热电联供;以热定电;以电定热;总热效率;热电比+［中图分类号］TU833．12;TU995.3［文献标识码］A热)和发展的

3、诸多瓶颈中，最突出的是分布发电多1引言［4］余电力上网的问题。同济大学霍小亮认为:以热分布式能源系统是解决目前全球能源危机的一定电运行模式比以电定热运行模式节能，但受电、燃种重要途径，受到研究者以及大众的广泛关注，而楼气价格的影响，经济性并不是总比以电定热模式［5］宇间冷热电联供是分布式能源系统应用的一个重要优。合肥工业大学马婉玲通过对热电比的确定，［1，2］领域，楼宇间冷热电联供系统一个突出特点在得出在热电需求比小于和高于额定热电比时，宜分［6］于多产品输出，而多产品的不同输出比例，则会严重别采用“以热定电”和“以电定热”的运行方式。影响系统的整体效率。目前而言，“以热定电”

4、和同时，国外的一些学者如FamerR．、BilgenE．和“以电定热”是燃气轮机分布式冷热电联产系统两PilavachiPA．等人也对此问题做了探讨，文献［7］种传统的运行方式。“以热定电”，是以热需求(冷～［11］中涉及了相关的研究分析。此外，关于“以热负荷)为基准，来确定系统的电力输出;相反，“以热定电”和“以电定热”的问题，有关学者也通过多电定热”则是以电需求为基准，来确定系统的热需种评价指标对其进行了评价分析，如电气比价以及求(冷热负荷)输出。热电比等。关于“以热定电”和“以电定热”的问题，已有部纵观发现，以往的研究仅凭借丰富的实践经验，分学者对其做了相关的研究，如于建

5、国指出:“以热针对系统定性的说明，而定量的分析很少。本文将定电”的合理性不是绝对的，而是有条件的，片面的从热电比与回热温度相结合，定量分析其对系统热东西不能指导全局。因此，把“以热定电”作为发展电输出的影响，以更深入的探讨“以热定电”和“以［3］热电的原则来提，是不科学的，是应该摒弃的。电定热”问题。同济大学的龙惟定撰写的“分布式能源热电联产2以燃气轮机为顶循环的CCHP两种方案‘以热定电’的新理解”中提到，在影响我国分布式系统架构能源热电冷联产系统配置(以热定电还是以电定燃气轮机冷热电联产(CCHP)，顾名思义，就是［收稿日期］2012-05-23供热(制冷、采暖及供热水)与

6、发电过程一体化的多［基金项目］国家青年自然科学基金项目(No．51106045)［作者简介］康书硕(1988-)，男，硕士研究生联产能源系统，是能源综合梯级利用原则的体现，总［联系方式］kangshushuo@126.com的能源利用率可以达到75%～90%。256建筑科学第28卷根据研究，本文将“以热定电”和“以电定热”两后进入吸收式制冷机组用于供热(制冷或采暖)，出种运行方式，应用在配备回热装置的冷热电联产系口的余热经逆流式换热器生产生活热水，以满足用统中，通过对系统的分析，得出运行方式的适宜性。户对热能的需求，剩余的废热经处理后排入大气。图1、图2分别为燃气轮机冷热电联产

7、系统“以热定该图示是以满足用能热需求(制冷、采暖及生活热电”和“以电定热”系统集成模拟流程图。水)为原则，确定原动机，进而确定联产系统的电力图1为燃气轮机顶循环发电的冷热电联产系统输出，其中用能热需求由制冷、采暖及生活热水表现流程，系统集成原则为“以热定电”。空气经压缩出来。图2表示的系统集成原则为“以电定热”，系机压缩后进入回热器预热，预热后的气体进入燃烧统结构与“以热定电”运行方式基本相同，不同的是以室与压缩后的天然气混合、燃烧，产生的高温烟气被用能电需求来确定联产系统的总热输出，而总热