两种典型天然气分布式能源系统的应用研究

本文对燃气内燃机驱动和燃气轮机驱动两种比较典型的天然气分布式能源系统进行了应用研究。分析了不同天然气分布式能源系统流程适用的建筑类型；研究了燃气内燃机和燃气轮机两种类型发电机组驱动天然气分布式能源系统效率的变化规律;通过对工程实例的分析,确定其天然气分布式能源系统的流程、机组配置和运行、控制策略。本文的主要研究内容如下： (1)针对燃气内燃机驱动和燃气轮机驱动两种天然气分布式能源的系统流程,研究了两种发电机组的余热形式及余热利用方式,举例说明不同燃气发电机组形式驱动的冷热电联供系统的适用范围。 (2)在热力学第一定律的基础上研究了燃气内燃机驱动联供系统效率随负荷率的变化规律。针对燃气内燃机驱动联供系统一般不能同时满足用户的冷、热、电负荷需求的情况,研究了在采暖季和制冷季内燃机不能满足负荷需求需要补燃或购电时,系统效率随补燃量和购电量的变化规律。 (3)利用热平衡原理研究了燃气-蒸汽联合循环系统效率、一次能源节约率和热电比等指标随抽汽量的变化规律。针对燃气轮机驱动联供系统也存在机组配置并不能同时满足用户冷、热、电负荷需求的情况,研究了联供系统在采暖季用电、供热高峰期和制冷季用电、供冷高峰期时的系统效率、一次能源节约率和热电比等指标随补燃量和购电量的变化规律。 (4)针对不同用户冷热电负荷需求不同的情况,根据用户冷、热、电负荷大小关系的不同,确定联供系统机组配置的原则为按照负荷需求较小的负荷类型进行配置,特殊情况应具体问题具体分析。 (5)以某高铁站、医院、商场和热电厂为例,通过分析这四种用户的热源现状,冷、热、电负荷需求,以及项目建设的位置、背景和环保要求等实际因素,确定适用的天然气分布式能源系统技术方案、机组配置方案以及运行和控制策略。