考虑冷负荷特征影响的楼宇冷热电联供系统中余热锅炉结构优化研究

当前我国国民经济面临节约能源和环境保护两大挑战,充分合理地利用能源是可持续发展的关键。楼宇冷热电联供(BCHP)系统能够实现对一次能源合理梯级利用,是合理利用天然气资源的有效途径和手段之一,而余热锅炉是BCHP系统的关键设备之一,因此对楼宇冷热电联供系统中的余热锅炉进行深入研究具有十分重要的意义。 在对BCHP系统中的余热锅炉进行广泛了解的基础上,本文对某一已经运行的余热锅炉进行了深入的研究。鉴于有研究者提出余热锅炉的最优结构与系统冷负荷的延续特性有关,因此本文根据系统的部分冷负荷数据和标准气象年资料建立了系统冷负荷延续特性模型,得出冷负荷延续时段数据。在此基础上,建立了考虑冷负荷延续特性影响,以BCHP系统运行和余热锅炉投资总费用、余热锅炉排烟阻力损失和螂(火用)效率等为优化目标,以余热锅炉排烟温度、蒸发器和省煤器中螺旋翅片管管排数、每排管数、管束横向节距和纵向节距为决策变量的余热锅炉结构优化的多目标优化数学模型,详细研究了余热锅炉的热力计算方法、热经济学计算方法和多目标数学优化模型的计算方法,给出了该BCHP系统中余热锅炉的最优结构参数结果,并指出了该结果不具有通用性的理由。 本文揭示了BCHP系统冷负荷延续特性对余热锅炉结构参数优化的影响规律,并且在对本BCHP系统进行一定简化的基础上给出了本系统符合热经济学孤立化原理的证明,为以后对余热锅炉的进一步优化研究奠定了基础。