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当前我国正面临着能源短缺、资源枯竭、环境污染等问题。寻找一种解决此问题的有效方法和途径已成为我国经济可持续发展得必然要求。微燃机(微型燃气轮机的简称)冷热电联供(Combined CoolingHeatingand Power,CCHP)系统作为一种建立在能源梯级利用基础之上,可以为用户提供电能的同时还可供冷能、热能等多种能源形式的系统,不仅充分、合理利用能源,还起到保护环境的作用,因此发展微燃机冷热电联供系统可为我国可持续经济发展做出贡献。
发达国家对微燃机冷热电联供研究较早,也较为成熟;而在国内由于种种缘由使得此方面研究起步较晚,特别是对微燃机的研究与应用较少。因此开展关于微燃机冷热电联供的研究意义重大。基于此背景下,本文借助Matlab/Simulink仿真平台建立微燃机变工况模型,利用拟合性能参数图方法建立溴化锂吸收式机组模型,深入研究微燃机冷热电联供系统在办公楼中运行情况,为该系统推广奠定了基础。本文主要工作和成果如下:
1.利用建立的微燃机和溴化锂吸收式机组模型,结合了厂家提供的数据,验证了微燃机和溴化锂吸收式机组模型的准确性。结果表明,模型能较好地反映微燃机和溴化锂吸收式机组变工况运行情况。并利用模型分别研究了微燃机在全年典型气象条件下的运行情况和溴化锂吸收式机组在制冷季/供暖季的运行情况。
2.对上海航天能源公司办公楼根据冷/热负荷需求情况进行了仿真,结果表明,配置的30kW装机容量微燃机冷热电联供系统(简称为MTC30-CCHP系统)中微燃机烟气余热承担的制冷量在总冷量需求中所占份额要高于烟气余热承担的制热量在总热量需求中所占份额。此外,制冷季微燃机余热利用率显著高于供暖季。
3.在烟气制冷/供热并不能满足办公大楼冷/热负荷需求时,溴化锂吸收式机组进行补燃,仿真结果表明,溴化锂吸收式机组在制冷季补燃耗量要显著大于供暖季。在满足冷/热负荷情况下,MTC30-CCHP系统的制冷季一次能源利用率要显著高于供暖季。
4.最后对MTC30-CCHP系统能耗费用分析结果表明,制冷季/供暖季消耗燃气费用最大,电价折合效益次之,实际运行费用最小。此外,制冷季燃气总费用稍高于供暖季,供暖季电价折合效益显著高于制冷季,供暖季实际运行总费用显著高于制冷季。