“育鲲”轮燃气轮机冷热电联产系统的方案设计与研究

论文摘要

伴随着全球经济的增长,能源资源的消耗也日益增加。面临能源价格逐渐上涨的趋势,很多行业都做出了相应的措施,把提高能源利用率、降低能源支出费用作为重中之重。船舶运输行业也不例外,它在给国家创造巨大利润的同时也消耗着大量的国家能源资源,在船舶航运支出费用中,燃料费用的支出占总支出的一半以上,而船舶耗用的燃料能量只有很少部分被利用,大部分被排放,这样造成了很大程度的能源浪费。燃气轮机冷热电联供系统作为分布式供能系统中的一种主要集成形式,具有能源利用率高、可采用燃料种类多、绿色环保等优点,符合当今能源利用发展的大方向。本文将分布式供能系统中的冷热电联产的概念应用到船舶供能系统当中,研究与评价联产系统的经济性与热经济性。首先,选择大连海事大学的教学实习船“育鲲”轮作为研究对象,以船舶的停泊工况作为研究背景,按照船舶负荷计算准则分别计算出船舶的冷、热、电负荷：供暖负荷475kW,空调负荷520kW,电负荷362kW,生活热水负荷108kW,燃油滑油预热热负荷562kW。然后以计算出的冷、热、电负荷为基础设计两套燃气轮机冷热电联产系统方案并为系统进行选型。接着对原供能系统和两套联产系统进行经济性与热经济性分析,从而评价各个系统的优劣。综合分析后得知,采用带有换热装置的燃气轮机的方案二联产系统在经济性与热经济性上更具有优势。文章的最后部分分析了燃气轮机冷热电联产系统的热力过程,然后对整个联产系统进行数学建模,编写联产系统性能计算程序,得到燃气轮机性能与联产系统输出能量的关系图,并且讨论燃气轮机的压比、温比、回热器传递温差和吸收式制冷机的性能对整个联产系统性能的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 分布式供能系统的研究意义及船舶冷热电联产概念的提出
• 1.1.1 研究分布式供能系统的意义
• 1.1.2 船舶冷热电联供系统概念的提出
• 1.2 分布式供能系统国内外发展与科研情况
• 1.2.1 分布式供能系统在国外的发展情况
• 1.2.2 分布式供能系统在国内的发展情况
• 1.2.3 船舶余热利用的研究状况
• 1.3 研究内容
• 第2章 育鲲轮冷热电负荷估算
• 2.1 “育鲲”轮的简介
• 2.2 育鲲轮的冷、热、电负荷估算
• 2.2.1 空调与采暖热负荷的计算
• 2.2.2 生活用热的热负荷
• 2.2.3 蒸汽用热负荷
• 2.2.4 船舶电负荷
• 2.3 本章小结
• 第3章 “育鲲”轮冷热电联供系统的方案设计与选型
• 3.1 燃气轮机冷热电联供系统的分类
• 3.2 燃气轮机冷热电联供系统中的关键设备
• 3.2.1 微型燃气轮机的简介
• 3.2.2 溴化锂吸收式制冷机的简介
• 3.3 “育鲲”轮冷热电联供系统的方案设计
• 3.3.1 “育鲲”轮原供能系统
• 3.3.2 “育鲲”轮冷热电联供系统的设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 “育鲲”轮冷热电联供系统的经济性分析
• 4.1 系统的经济性分析
• 4.1.1 系统的初投资
• 4.1.2 系统的运行成本
• 4.1.3 系统的投资回收期
• 4.2 系统的热力学性能分析
• 4.3 系统的敏感性分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 燃气轮机的性能对整个联产系统的影响
• 5.1 燃气轮机冷热电联供系统的流程分析
• 5.2 燃气轮机冷热电联产系统设计工况下的热力学分析
• 5.3 燃气轮机的设计参数对联产系统性能的影响
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录 燃气轮机冷热电联产系统建模程序
• 致谢