燃气内燃机热电冷联产系统的应用实践研究

论文摘要

本文针对目前热电冷联产技术研究多见于理论分析而少有应用实践研究的现状,首次自主搭建一个基于燃气内燃机和烟气吸收热泵的热电冷联产系统实验平台,通过对实际系统的全面测试、模拟及分析,研究实际联产系统中可能存在的问题及解决的途径,从而为实际系统的设计及运行提供参考。论文研究进行的思路是:实验测试与模拟分析相结合,通过实验测试发现可能存在的问题,然后通过模拟对问题进行分析及评价,并指导实验系统进行改进。研究的内容主要从系统能效、运行策略可及性、运行安全控制及环境影响这四个角度来展开。系统能效研究中,通过对系统各环节性能的测试及模拟分析,提出了实验系统中目前存在的问题,并对问题的解决途径及潜力进行分析;指出了烟道构件对保温烟道散热的影响不容忽视,并对烟气吸收热泵在热电冷联产系统中应用的可行性、以及影响其能效的主要因素进行了分析与评价。系统运行策略可及性研究中,通过对燃气内燃机、烟气吸收热泵等动态响应性能的实测及系统热动态响应的模拟分析,对系统启停、以热定电等运行策略的可及性进行了探讨,指出了实际系统运行过程中可能存在的某些运行策略不可及的问题。运行安全控制研究中,针对内燃机纯发电机组缸套水控制策略在热电冷联产系统应用中易出现的问题,提出了分级控制策略;并对烟气吸收热泵启停机的安全控制流程及安全运行区域进行了分析。系统环境影响研究中,对燃气内燃机的噪声特征进行了实测分析,并通过降噪实践证实了燃气内燃机噪声控制的可行性;对燃气内燃机的污染排放进行了实测分析及评价。综述之,本论文基于实际系统的测试及模拟分析,获得了热电冷联产系统在能效、运行策略可及性、安全控制及环境影响等方面一些新的认识,为热电冷联产系统的合理应用奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 燃气内燃机热电冷联产系统工程应用状况
• 1.3 燃气内燃机热电冷联产相关技术研究现状
• 1.4 问题的提出
• 1.5 本课题的研究目的、研究内容及思路
• 1.6 本章要点
• 第2章 实验系统介绍
• 2.1 实验系统介绍
• 2.2 实验对象、目的及数据采集
• 2.3 本章要点
• 第3章 系统能效分析与评价
• 3.1 系统能效测试及引出的问题
• 3.2 燃气内燃发电机
• 3.3 烟-水换热器
• 3.4 烟道及其构件
• 3.5 烟气吸收热泵
• 3.6 系统能效潜力评价
• 3.7 本章要点
• 第4章 系统运行策略可及性分析
• 4.1 本章引论
• 4.2 系统源端设备的动态响应性能测试
• 4.3 系统部件热动态响应模型
• 4.4 系统热动态响应模型
• 4.5 系统启停响应分析
• 4.6 系统以热定电可及性分析
• 4.7 系统以电定热可及性分析
• 4.8 本章要点
• 第5章 系统运行安全控制
• 5.1 发动机缸套冷却水系统
• 5.2 烟气吸收热泵系统
• 5.3 本章要点
• 第6章 系统环境影响评价
• 6.1 噪声评价
• 6.2 污染排放评价
• 6.3 本章要点
• 第7章 结论
• 一、系统能效分析与评价
• 二、系统运行策略可及性分析
• 三、系统运行安全控制
• 四、系统环境影响
• 本文的创造性工作在于:
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果