冷热电联产系统运行优化与分析评价研究

论文摘要

冷热电联产系统是一种建立在能量梯级利用基础上的总能系统,它能提高能源的综合利用效率,同时具有较好的经济性和节能性。但是系统的经济性和节能性在很大程度上与系统运行优化的合理性有关。只有根据外界负荷变化的要求,合理地调整系统的运行方案,才能使冷热电联产系统最大限度的获得经济效益和节能效益。本文首先介绍冷热电联产系统的基本概念和配置模式,确定本文的研究对象。综述冷热电联产系统的国内外研究成果和应用现状。根据冷热电联产系统集成建模的基本理论和思想,综合考虑影响系统运行优化的诸多因素,建立冷热电联产系统的设备模型和不同目标函数的多周期优化模型,为系统运行优化的求解奠定模型基础。依托某石化企业具体的工程案例,计算和分析工程案例的冷、热、电负荷需求,分别对建立的以系统火用效率为目标函数和以系统运行费用为目标函数多周期优化模型进行求解。给出运用两种不同模型所优化出的具体系统运行方案,对比分析两种模型的求解结果。综合考虑两种不同目标函数的运行优化结果的经济效益和节能效益,择优选取适用于解决企业冷热电联产系统优化问题多周期模型,为企业的冷热电联产系统的调度和运行方案的制定提供理论参考。最后对冷热电联产系统的经济性进行敏感性分析。分别论证了燃料价格、电价和燃料热值的变化对系统全周期运行费用的影响,绘制相应的关系曲线,更加形象的描述运行费用随各影响因素的变化而呈现的规律。最后根据热经济学原理,以一次能耗率和制冷机当量热力系数为评价指标,将冷热电联产系统与常规的热电联产、冷分产系统进行对比分析,评价和论证本文冷热电联产系统优化方案的节能性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 冷热电联产系统概述
• 1.2.1 冷热电联产系统的基本概念
• 1.2.2 冷热电联产系统的主要配置模式
• 1.3 冷热电联产系统的国内外发展现状
• 1.3.1 国外的发展状况
• 1.3.2 国内的发展状况
• 1.4 冷热电联产系统的国内外研究概述
• 1.4.1 联产系统的优化配置和运行研究
• 1.4.2 联产系统的经济性研究
• 1.4.3 联产系统的理论评价指标研究
• 1.4.4 联产系统与可再生能源互补的研究
• 1.5 本研究课题的主要内容
• 1.6 本章小结
• 2 冷热电联产系统的分析与评价方法
• 2.1 热力学分析的基本理论
• 2.1.1 火用理论分析
• 2.1.2 火用效率的定义
• 2.1.3 能分析与火用分析
• 2.2 经济学分析的基本理论
• 2.2.1 技术经济性评价的目的
• 2.2.2 技术经济性评价的内容
• 2.3 系统综合经济评价方法
• 2.4 LINGO软件介绍
• 2.5 本章小结
• 3 冷热电联产系统的集成建模
• 3.1 冷热电联产系统的集成建模思想
• 3.2 冷热电联产系统的集成模型结构
• 3.2.1 冷热电联产系统的物理结构模型
• 3.2.2 冷热电联产系统的流结构模型
• 3.2.3 冷热电联产系统的功能结构模型
• 3.3 冷热电联产系统的优化模型
• 3.4 冷热电联产系统的主要设备模型
• 3.4.1 锅炉性能模型
• 3.4.2 汽轮机性能模型
• 3.4.3 吸收式制冷机的性能模型
• 3.4.4 减温减压器的数学模型
• 3.4.5 其他设备性能模型
• 3.5 本章小结
• 4 冷热电联产系统的运行优化方法研究
• 4.1 冷热电联产系统运行特点研究
• 4.1.1 系统能量需求变化不定
• 4.1.2 系统运行安全稳定性要求高
• 4.1.3 影响系统运行优化因素多
• 4.2 冷热电联产系统优化模型建立
• 4.2.1 冷热电联产系统的运行优化模型
• 4.2.2 冷热电联产系统的设备运行模型
• 4.2.3 冷热电联产系统的质量平衡模型
• 4.2.4 冷热电联产系统的运行约束模型
• 4.3 本章小结
• 5 工程运行优化应用与分析评价研究
• 5.1 工程案例
• 5.2 冷热电联产系统运行优化
• 5.2.1 基于（?）效率的运行优化
• 5.2.2 基于运行费用的运行优化
• 5.3 单因素敏感性分析
• 5.3.1 燃煤价格影响
• 5.3.2 电价影响
• 5.3.3 燃煤品质影响
• 5.4 节能性评价
• 5.4.1 一次能耗率
• 5.4.2 当量热力系数
• 5.4.3 计算结果及分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 全文符号说明
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢