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          能量系統優化與分布式供能系統
          2015-06-29 10:14:52|點擊次數:

          分布式能源能量系統優化與分布式供能系統

          分布式供能技術目前是一項重要的節能減排技術,典型系統就是分布式冷熱電聯供系統。

          隨著城市化進程的不斷發展,能源、環境問題不斷突出,工業和建筑用戶冷熱電需求不斷增長,負荷變化范圍比較大。但是常規的單一功能模式,比如說單一供冷、供熱、供電分別獨立生產與供應有一些問題,比如說電,集中大規模單一發電,難以實現梯級利用。冷:高品位電制低品位冷,熱:高品位燃料制低品位熱,能源效率就會比較低,如果是這樣,必須要發展一個新型的節能減排新的功能模式。而分布式供能系統典型系統是小型、臨近用戶、冷熱電聯產的供能系統,燃料化學能首先進入燃氣輪機發電,然后溫煙氣進入吸收式機組,低溫煙氣進入換熱器,產生的熱提供給工業與建筑用戶。而且它有很高的環保優勢,相對于大電網來說,供能的可靠性比較高,可以應對大電網突發事件,實現電力調峰,形成互補的作用,所以分布式功能和大規模集中功能的有機結合,被稱為未來能源系統的發展方向。

          因為分布式供能對燃料的化學,一直到高溫、中溫、低溫不同品位的能源持續提級利用模式,這是相對于分產利用的,因為實現了能的綜合梯級利用,節能率會有一個非常好的節能率。

          除了剛才所說的和大電網的互補,它還有其它一些特點,比如它適合多種能源,包括天然氣、煤層氣、焦爐氣等等。另外還可以與可再生能源互用,比如太陽、地熱、生物質能等,所以它是一個非常靈活的應用方式,而且它適用于多種工業和民用領域。有一個預計,如果是未來5年,新增電力中20%采用分布式供能,初步估計年節能約3000萬噸標煤,年減排二氧化碳約7000萬噸。目前分布式供能系統在國家科技發展規劃中也是處于很重要的地位,而且地方政府也都制定的一些未來的發展規劃,包括我們國家能源局綠色縣分布式供能計劃。它的關鍵技術,按照技術發展,現在已經有三代了,第一代是一個簡單的常規的動力技術和制冷技術的組合,節能率相對較低。發展到第二代,可能采用比較好一些的動力發展技術和改進型的制冷技術,所以節能率有一定提高。而在我們現在研究的第三代,可能是更體現了能源的綜合梯級利用,包括在燃料轉化方面化學能的利用,還有先進微小型燃氣輪機,還有余熱先進轉換與利用技術,蓄能與系統全工況調控,以及和太陽能可再生能源的互補的情況下,新一代的分布式供能系統節能利用有一個顯著的提高。這個還是能的提級利用原理,按照品位不同,用到不同的用處。

          技術瓶頸,符合重大需求的節能減排技術,但是面臨技術難題是,小型發動機發電效率低,依賴進口。中低溫余熱利用,動力余熱500度,制冷利用200度,熱冷利用溫度落差大,梯級利用差。多能源互補與全工況調控,可再生能源難以高效利用,系統變工況效率低。

          因為分布式供能系統有不同的冷熱電負荷輸出,而用戶的要求變化比較多,所以它經常處于變工況性能,而在變工況運行情況下,大家看到燃氣輪機變工況特性,隨著負荷降低,效率迅速下降,所以在變工況的時候,能耗顯然就是積極性各種情況非常不好。所以這項研究中考慮怎么改善它的的變工況的一些能耗的情況,研究變工況條件下動力循環與熱泵循環的耦合機制。一個比較突出的想法是,采用一個主動蓄能模式。不同于常規的小型供能系統中,常規供能給用戶以后,用戶用不了的就去蓄能,用戶不夠用,又從蓄能系統中抽出來,所以這種蓄能稱為被動蓄能模式,僅考慮了用戶的負荷需求。而在主動蓄能模式中,蓄能是兼顧了供能側和用戶側兩側,考慮了分布式供能系統自身的特點,使得供能系統盡可能處于一個接近于設計點的運行工況,這樣系統效率會有一個明顯的上升,但是這個主動調控的模式顯然現在是一個研究的難點。

          文章來自:http://www.ytebara.com.cn/index.php?catid=723/

                        
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