微型燃气轮机冷热电联产系统运行模式研究
热电联产燃气轮机工作原理
热电联产燃气轮机工作原理燃气轮机是一种化学能转换为机械能的设备，利用燃料在高温下的燃烧产生的热能，驱动轮机进行机械转动，从而实现能量转换和能量利用。
热电联产燃气轮机是在燃气轮机基础上，通过热回收技术，同时产生电力和热能的系统。
热电联产燃气轮机的工作原理如下：1. 燃气燃烧：燃料（如天然气或液化石油气）通过喷嘴进入燃烧室，在点火系统的作用下进行燃烧。
燃烧产生的高温燃气在燃烧室内进行膨胀，释放能量。
2. 涡轮驱动：高温燃气在燃烧室内膨胀产生的能量通过涡轮叶片的作用转化为机械能，驱动涡轮机转动。
涡轮机分为高压涡轮和低压涡轮，他们通过轴连接在一起，形成一个整体。
3. 压缩空气：高压涡轮驱动的压缩机将进入机组的空气压缩，提高进气压力和温度。
通过压缩机的作用，将空气引入燃烧室，为燃烧提供氧气。
4. 热回收：燃气轮机燃烧产生的高温烟气经过燃气热交换器，将烟气中的热能传递给工作介质，如水或蒸汽。
通过这种方式，可以实现余热回收，提高能量利用效率。
燃气燃烧后的烟气排出系统。
5. 发电：在热回收过程中，工作介质的温度和压力得到提升，并流入蒸汽轮机。
蒸汽轮机通过工作介质的膨胀驱动涡轮机，产生机械能。
涡轮机通过与发电机的轴连接，将机械能转化为电能。
6. 热能利用：在热回收过程中，产生的蒸汽可以用于供热，例如加热水、供暖或工业流程中的蒸汽需求。
通过热电联产，系统可以同时提供电力和热能，提高能源利用效率。
通过以上工作原理，热电联产燃气轮机将化学能转化为电力和热能，实现了能源的综合利用，提高了能源效率，减少了能源的浪费和环境污染。
该技术被广泛应用于工业、商业和住宅等领域。
微燃机冷热电联产系统的优化配置与动态能耗分析的开题报告
微燃机冷热电联产系统的优化配置与动态能耗分析的开题报告一、研究背景和意义随着能源的有限性和环境的恶化，绿色低碳能源的开发和应用成为全球关注的焦点。
微燃机冷热电联产技术是一种绿色低碳的能源利用方式，能够实现高效、清洁、可再生的能源利用，达到节能减排的目的。
微燃机冷热电联产系统是将微型燃气轮机和吸收式制冷机、余热回收系统等组合起来实现冷、热、电的联合生产，能够提高能源利用效率，降低污染排放。
因此，微燃机冷热电联产技术具有很高的应用价值，是未来能源利用的重要方向。
二、研究目的和内容本研究的目的是对微燃机冷热电联产系统进行优化配置和动态能耗分析，以提高系统的性能和能源利用效率。
具体包括以下内容：1. 对微燃机冷热电联产系统进行建模和仿真，分析系统的运行特点和性能指标；2. 对微燃机的结构和工作原理进行分析和探究，并研究不同参数对系统性能的影响；3. 对系统的优化配置进行研究，包括微燃机的选型和配置、余热回收系统的设计、吸收式制冷机的优化等，以提高系统的性能和效率；4. 对系统的动态能耗进行分析，以了解系统能耗变化的规律和优化措施；5. 对系统的经济性进行评估，从能源利用效率、环保效益、经济成本等多个方面探究优化效果和应用前景。
三、研究方法和技术路线本研究采用建模和仿真、理论分析、实验测试等方法进行研究，具体技术路线如下：1. 系统建模和仿真。
基于MATLAB/Simulink软件对微燃机冷热电联产系统进行建模和仿真，分析系统的运行特点和性能指标。
2. 微燃机结构和工作原理分析。
对微燃机的结构和工作原理进行分析和探究，研究不同参数对系统性能的影响。
3. 优化配置设计。
对微燃机的选型和配置、余热回收系统的设计、吸收式制冷机的优化等进行研究，以提高系统的性能和效率。
4. 动态能耗分析。
对系统的动态能耗进行分析，以了解系统能耗变化的规律和优化措施。
5. 经济性评估。
从能源利用效率、环保效益、经济成本等多个方面探究优化效果和应用前景。
燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析
收稿日期:2004-10-20; 修订日期:2005-03-24基金项目:国家自然科学基金资助项目(90210032)作者简介:冯志兵(1972-),男,湖北武穴人,中国科学院博士研究生.文章编号:1001-2060(2005)04-0425-05燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析冯志兵,金红光(中国科学院工程热物理研究所,北京 100080)摘 要:分析了现有商业燃气轮机用于热电联产系统和冷热电联产系统时的性能。
与常规分产系统相比,两系统在热力学性能上均有较大优势,绝大多数节能率超过20%。
功率较小的燃气轮机单位造价偏高,用于冷热电联产系统时经济性较差;随着功率的增加经济性不断改善,冷热电联产系统的经济性受到很多因素的影响,其中运行时间和电价的影响最明显,其次为燃料价格的影响,热价和冷价的影响相对最小;这些因素在燃气轮机功率较小时影响较大,随功率的增加影响逐渐减小。
关键词:燃气轮机;冷热电联产系统;热电联产系统;经济性分析中图分类号:TK123 文献标识码:B符号说明C—制冷量; COP—制冷系统性能系数; f—输入燃料能量;h—烟气焓;H—供热量;w—输出电量;q—动力系统排气中热量;T—绝对温度;x—利用热量在排气热量η—效率;中比例;下标0—环境;a—吸收式制冷;b—锅炉;c—制冷;CHP—热电联产系统; CCHP—冷热电联产系统;e—电,压缩式制冷;eg—电网;h—供热;re—参照分产系统;1 前 言热电联产系统将动力系统排向环境的热量回收用于供热,在一定程度上对燃料能量进行了梯级利用,具有较高的能源利用效率。
随着人民生活水平的改善,夏季对冷负荷的需求显著增加。
在这种情况下,将热电联产系统进行扩展,把从动力系统回收的热量先用于制冷,然后用于供热,使能量梯级利用水平进一步得到提高,系统的性能和经济性将显著改善。
通常冷热电联产系统布置在用户周围,直接向用户提供电力,减少了对电网的依赖,提高了用户用电安全性;系统性能的改善使满足相同需求时消耗的燃料减少,同时动力系统的污染物排放量较少,因此对环境的压力明显降低;在满足冷需求的同时,提供了部分电力,从而大大缓解夏季用电高峰时电网的压力。
冷热电联产系统设计优化的研究
低 温 与 超 导 第４ １ 卷 第 ８期
制冷技 术
Ｒｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｃ ｒ ｙ ｏ ． ＆ Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ
Ｖ０ ｌ ＿ ４１ Ｎｏ ． ８
冷 热 电联产 系统 设计 优 化 的研 究
郑莆燕 ， 陈修 文， 袁 言周 ， 周 志云 ， 王建 刚
系统进行理论优化 ， 为工程实际优化奠定 了基础 。 关键词 ： 冷热电联供 系统 （ Ｃ Ｃ Ｈ Ｐ ） ； 微 型燃气轮机 ； 溴化锂制冷机 ； 换热 网络 ； 夹点理论
Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ａｅ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＣＣＨＰ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｐ ｕ ｙ ａ ｎ，Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｘｉ ｕ ｗ ｅ ｎ，Ｙｕ ａ ｎ Ｙａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ，Ｚ ｈ ｏ ｕ Ｚ ｈ ｉ ｙ ｕ ｎ，Ｗ ａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ， Ｓ ｈ ｎｇ ａ ｈａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
微型燃气轮机与冷热电联供系统
单效排气 制冷 、 直热型 采暖 ７ ～ ｌ ３ Ｗ 高温烟气 ２０ ４ ｏ℃ Ｏ８ Ｏ ｌ ０ｋ ６ ０～ｏ ．
系统在能源利用 中的优势。
关 键 词 ： 热 电联供 ； 型 燃 气轮 机 ； 热利 用 ： 布 式 能 源 冷 微 余 分
中图分类号 ： Ｋ１ ， Ｋ１＋ Ｔ ４Ｔ １５
文献标识码 ： Ｂ
０ 引言
随着能源危机 和环境污染的 日益加剧 ， 人们对 动力 和电 力设备 的技术革新 已开始从追求单独设备效率高、 能耗低 向 注重 能源梯级 、 高效综合利用及环境保护等方 向转 变。冷热
就显示 出优 越性 ， 其可 以减 少夏季用 电负荷 ， 补夏 季用燃 填
发电效率为 １ ％。 ６ 完全打开回热器 ， 效率可提高到 ２ ％。 ８ 在保
持 ８ Ｗ 出力的前提下 ， ０ｋ 通过调节 回热器关闭程度和燃料 消 耗量 ， 排烟温度可从 ２ ５ｃ 提高到 ６ ５ｃ 供热量从 １５ｋ ７ Ｃ １ Ｃ， ５ Ｗ 增加到 ４ ５ｋ ， ２ Ｗ 当制冷系数从 ０ ５提高到 １ ． ７ ． ， ３时 制冷量 从
１１ 微型燃气轮机及其适应的热电冷联产 系统 ．
１ 微型燃气轮机冷热电联供 系统的分类 ． ３
表 １ 几种利用排烟余热溴化锂 吸收式冷温水机组性能 项目 功能 冷热量 热源种类 热源特性 Ｃ Ｐ ０
微 型燃气轮机是单机发 电功率为 ２ ０ Ｗ 的小功率 ５ ３ ０ｋ 燃气 轮机 ， 其可 以利 用天然气 、 沼气 、 汽油 、 柴油及烷类气体
冷热电联产中带抽燃气微型燃气轮机的建模与仿真
是利用 发 电后 的烟 气余 热 产 生 蒸 从 微 型 燃 气 轮 机 的 燃 烧 室
通 向 透 平 的 管 道 中 抽 取 部 分 燃 气 进 入 蒸 汽 发 生 器 ， 据 质 量 守 恒 ， 量 守 恒 ， 燃 气 率 ｚ 和 透 平 根 能 抽
摘 要 ： 出 了在 冷 热 电联 产 系 统 中从 微 型 燃 气 轮 机 的 燃 烧 室 通 向透 平 的 管 道 中 抽 取 燃 气 进 入 蒸 汽 提 发 生 器 的思 想 ， 以微 型 燃 气 轮 机 作 为 研 究 对 象 ， 立 起 带 抽 燃 气 微 型 燃 气 轮 机 中各 物 理 部 件 的 数 建 学 模 型 ， 据 透 平 负 载 率 和 抽 燃 气 率 的 变 化 ， 用 Ｓ ＭＵＩ ＮＫ 工 具 对 带 抽 燃 气 微 型 燃 气 轮 机 变 工 根 运 Ｉ Ｉ 况 运 行 方 式 进 行 了仿 真 ． 真结 果 与 事 实 相 符 ， 仿 且能 正 确 地 反 映 全 工 况 的 动 态 特 性 ． 关 键 词 ： 型燃 气 轮 机 ； 燃 气 ； 模 ； 真 ； 热 电联 产 ； １ 微 抽 建 仿 冷 Ｓ ＭＵＩ Ｎ Ｋ Ｉ
带抽燃气 的微
气
图 １ 冷热 电联 产 系 统 示 意 图
本 文 只对其 中 的带 抽燃气 微型 燃气 轮机进行 研 究 ， 出了一种 抽燃气 的方 法 ： 微型燃 气轮机 提 从 的燃烧 室通 向透平 的管道 中抽 取部 分燃气 进入蒸 汽 发生 器 ， 为蒸 汽发生 器 的动力 ， 可能 让燃气 作 尽 的抽气率 与 透平 的 负载 率 形成 互 补 ， 满足 并 ＋ 一１ 当用户 电功 率 降低 时 ， 平 的负载 率 ， 透 随之 减少 ， 同时控制 管道 阀 ， 让更 多 的燃 气进 入蒸
微型燃气轮机研究与应用
微型燃气轮机研究与应用微型燃气轮机是一种高效、可靠、灵活的热力设备，已经在工厂、学校、住宅等多个领域得到了广泛的应用，其中最为典型的就是微型燃气轮机发电。
本文旨在介绍微型燃气轮机的研究现状和应用前景，以及其存在的问题和发展方向。
一、微型燃气轮机概述微型燃气轮机是基于燃气轮机技术的一种小型发电设备，其原理是利用高温高压下的燃气驱动叶轮旋转，驱动发电机工作。
与传统的燃油发电机相比，微型燃气轮机具有高效率、低污染、可靠性高、运行成本低等优点，特别是在固定负载、长时间运行的场合下性能优越。
二、微型燃气轮机技术的研究现状目前，微型燃气轮机技术已经进入一个成熟发展阶段，一些企业和高校开展了相关研究，燃气轮机技术也得到了较大的发展。
总体上，微型燃气轮机技术的研究现状可以概括为以下几个方面：1. 燃气轮机机型设计当前，微型燃气轮机技术的研究主要集中在机型设计方面，包括叶轮和燃烧室的设计。
目前采用的基本叶轮类型有：开式叶轮和封闭型叶轮。
开式叶轮由多片叶片组成，用于传输动能，封闭型叶轮包括静叶、转轮和动叶，广泛应用于工业燃气轮机。
对于燃烧室的设计，主要有截形燃烧室和环状燃烧室等。
2. 燃气轮机材料研究在微型燃气轮机中，钛合金、高温合金等高分子材料的应用得到了很大的发展。
新材料的应用，可以大大提高燃气轮机的温度和耐腐蚀性，提高机器的质量和使用寿命，同时也能够减少由于运行产生的噪音等负面影响。
3. 燃气轮机节能技术研究随着环保和低碳经济政策的逐步推进，燃气轮机的节能技术也愈发重要。
经过多年的研究，目前主要有三种燃气轮机的节能技术：循环废热利用技术、燃气轮机热交换技术、燃气轮机冷凝技术。
在这些节能技术的帮助下，微型燃气轮机的能源利用效率得到了更大程度的提高。
三、微型燃气轮机的应用前景微型燃气轮机具有很大的应用前景和市场需求。
在现今紧张的能源环境下，燃气轮机的优势非常明显，不仅可以解决能源供电和环境污染等问题，同时也能够推动低碳经济和工业发展。
微型燃气轮机冷热电联供系统的热经济性分析
· 146 ·区域治理经济瞭望与纵览在分布式能源系统发展日益受到重视的背景下，小型化成为热电联产系统在技术进步和发展中的重要方向。
分布式能源系统能够满足用户的多种能源需求，实现冷热电联供的能源系统。
小型冷热电联产系统不仅可以向建筑物供电，还能为建筑物的制冷、采暖、卫生热水、除湿等提供热源。
基于此，文章对微型燃气轮机冷热电联供系统的热经济性进行了分析。
一、微型燃气轮机及其热电冷联产系统1.1概念微型燃气轮机是指单机发电功率为25到300kW 的小功率燃气轮机，其可以有效地利用天然气、沼气、汽油、柴油及烷类气体等多种燃料。
近年来，微型燃气轮机得到了快速的发展，其发电效率已从17％到20％上升为26％到30％，但以微型燃气轮机为动力的供电系统热转功效率远远小于大型集中电站，其主要原因是微型燃气轮机的排烟中有很多可利用能量，却被排入大气浪费掉了。
而将微型燃气轮机与溴化锂冷温水机组组成的联产系统，在很大程度上提升了能源利用效率。
同时，系统利用微型燃气轮机的烟气余热制冷、供暖和生活热水，减少了传统利用方式上的锅炉、热交换器、化学水系统等，降低了造价、运行成本和维护难度。
微型燃气轮机冷热电联供系统见图1。
图1 微型燃气轮机冷热电联供系统1.2分类（见表1）表1 几种利用排烟余热溴化锂吸收式冷温水机组性能。
二、微型燃气轮机冷热电联供系统的热经济性分析小型燃气轮机系统的投资回收期最短，微型燃气轮机系统虽然在初投资上略高于燃气内燃机系统，但前者的投资回收期却要小于后者，其主要原因是：第一，年运行成本中的运行维护费低，不到燃气内燃机系统的一半；第二，系统的供热量大，其供热收入高，燃气内燃机系统的发电效率较高，调节能力强，但其自身供热量有限，需要解决其供热能力与发电量匹配的问题；第三，小型燃气轮机系统的供电量和供热量都较大，而且系统可靠性高，适合于较大型的场所.燃料电池系统虽然自身具有很多其它系统难以比拟的优点，但计算得到的投资回收期很长。
燃气轮机冷热电联供系统分析
燃气轮机冷热电联供系统分析摘要:利用燃气轮机发电的联供系统是各国家目前普遍使用的方式之一。
利用燃气轮机发电，冷热电负荷不同，选择的形式、方案也不尽相同。
关键词：分布式能源、燃气轮机、梯级利用、以电定热中图分类号： tu996.2文献标识码：a 文章编号：目前，以天然气为主要燃料的新型分布式能源技术设备和冷热电联产系统，将能源利用和环保标准提高到一个全新的层次。
这种新型能源将从根本上改变传统的发电、供热、供冷互相分离的能源利用模式。
燃气轮机冷热电联产系统中，燃气轮机在发电的同时，回收利用其烟气的余热制冷或制热，实现在能的梯级利用基础上的冷热电联产，从而达到节能目的。
在冷热电联产系统中，燃气轮机不仅仅是动力设备，还是热的提供者。
笔者调查了国内外主要品牌的燃气轮机的相关余热特性，发现燃气轮机的排气温度都比较高，均具有很好的可用性。
例如，索拉透平公司，是全球工业燃气轮机行业的知名企业，也是美国排名前50强的出口企业。
其生产的“水星”mercury 50燃气轮机，排气温度可达到377℃,taurue60燃气轮机，排气温度可高达到510℃;国内青岛汽轮机厂生产的rf0221燃气轮机，排气温度可达到454℃, rf0391燃气轮机，排气温度可达到532℃.在制定和选择以燃气轮机作为原动机的冷热电联产系统集成方案时,应充分考虑燃气轮机的额定工况及变工况特点。
燃气轮机的余热温度高,使得余热的回收利用方式更为灵活,能够满足各种不同的冷热需要。
因此，对冷热负荷较大的用户，选择以燃气轮机作为冷热电联产能源利用方式具有潜在优势。
笔者通过调查国内外部分运行的冷热电联产系统发现，集成方式多种多样，根据需要选择性也相对灵活，主要方式包括：燃气轮机-锅炉并联、燃气轮机-余热锅炉型、燃气-蒸汽联合循环型、燃气轮机-直燃机型、燃气轮机-湿空气型等等。
具体应用方式如下：1、燃气轮机+余热锅炉+蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组此系统是一种“以电定热”的余热应用方式。
燃气轮机热电冷联产系统的优化设计与运行
燃气轮机热电冷联产系统的优化设计与运行摘要：一个优化的联产系统应该充分考虑用户负荷需求变化、外部气象条件、能源价格以及联产设备性能，并对能源系统进行优化选择。
对燃气轮机热电冷联产系统进行优化设计能够较好地保证其运行效益，如果不能够做到这一点，就可能会导致能源、成本出现消耗的情况，甚至无法发挥系统的真正作用，所以需要对相关问题进行研究，尤其是在国内缺乏相关研究的情况下，必须要填补国内研究的空白。
本文分析了燃气轮机热电冷联产系统的优化设计与运行问题。
关键词：燃气轮机；热电冷联产系统；优化设计能源、环境问题已经日益成为制约我国经济可持续发展的一个瓶颈，分布式冷热电联产系统以它的节能、经济、环保和供能可靠等特性，在我国有着广泛的发展前景。
对联产系统的能源用户，特别是对建筑能源用户，其终端负荷需求随季节、昼夜和使用时间呈现多周期的变化规律，因而对联产系统的设计提出了严格的要求。
近年来，燃气轮机热电冷联产系统正在国内外得到越来越广泛的应用，为了充分发挥它的作用，必须在优化其运行的基础上合理地确定系统的规模与组成形式。
一、冷热电联供系统冷热电联供系统（CCHP）是以天然气为燃料，同时具备发电、供热和制冷（或除湿）功能的能源转换和供应系统，其采用的动力装置包括内燃机、燃气轮机、斯特林机和燃料电池等。
火力发电效率一般为 30%-40%，内燃机、燃气轮机的发电效率分别为35%-41%、20%-50%。
CCHP 系统能源利用率高，为70% 以上，大型机组可达 80%-90%，最高可达 95%；同时 CCHP 项目还具有节能减排、供电可靠、调度灵活、能缓解电网压力等优点。
二、分布式冷热电联产面临的问题随着我国能源、环境问题的日益凸现，我国的分布式冷热电联产系统刚刚起步，其应用、推广和发展还有一段较长的路要走。
根据我国分布式冷热电联产系统的发展状况来看，在系统实际的设计和运行过程中，存在以下一些问题：l、用户终端负荷的准确预测。
微型燃气轮机发电系统的设计与研究
微型燃气轮机发电系统的设计与研究随着经济发展和能源需求的增加，人们对于新型能源的需求也越来越高。
传统的燃油发电机往往存在着能源利用率低、污染排放高等不足。
而微型燃气轮机发电系统却可以解决这些问题，成为新型能源中的一匹黑马。
一、微型燃气轮机发电系统的基本原理微型燃气轮机发电系统是一种先进的能源利用系统，其基本原理是将燃料与空气在燃烧室内混合燃烧，燃烧产生的高温高压气体通过轮叶驱动涡轮转子旋转，最终带动发电机输出电能。
与传统燃油发电机不同的是，微型燃气轮机发电系统由涡轮机和发电机组成，能够更为有效地利用燃料，并将其转化为电能输出。
二、微型燃气轮机发电系统的优点1、高效微型燃气轮机发电系统具有高效、低排放、低噪音等诸多优点。
其中，高效是其最为突出的优点之一。
相比于传统燃油发电机的能源利用率仅为30%左右，微型燃气轮机发电系统的能源利用率可以达到60%以上。
这意味着，微型燃气轮机发电系统可以更加有效地利用燃料，降低能源消耗和污染排放。
2、低排放微型燃气轮机发电系统不仅具有高效的能源利用率，还可以大大降低排放量。
相比于传统燃油发电机的污染排放量，微型燃气轮机发电系统的排放量可以降低至少50%以上。
这不仅可以降低对环境的污染，还可以更好地保障人们的健康。
3、低噪音传统燃油发电机的噪音往往会影响人们的生活和工作，特别是在居民区和商业区等地方。
而微型燃气轮机发电系统的噪音则要低得多，通常只有传统燃油发电机的1/3左右。
这使得其在城市和城镇等噪声限制较高的环境中得以更好地应用。
三、微型燃气轮机发电系统的应用和前景由于微型燃气轮机发电系统具有高效、低排放、低噪音等诸多优点，现在已经成功应用于各种领域，如家用、商用、工业等。
此外，在未来的十年中，微型燃气轮机发电系统的市场份额也将逐步扩大，成为新能源领域中的重要一份子。
特别是在新能源政策持续推动、气化率提高和技术不断创新的大环境下，微型燃气轮机发电系统有望成为未来能源发展的主导品种之一。
新型微型燃气轮机的性能研究
新型微型燃气轮机的性能研究随着经济的快速发展，能源需求不断增加，能源结构也在逐步优化。
其中，燃气轮机作为一种高效、可靠的能源装备，广泛应用于发电、供暖和工业等领域。
传统的大型燃气轮机已经越来越难以满足市场需求，而随着微型化技术的不断发展，新型微型燃气轮机成为一种备受关注的新型能源装备。
一、新型微型燃气轮机概述新型微型燃气轮机是指功率小于100kW、转子直径小于50cm的燃气轮机，是一种高效、紧凑、可靠的能源装备。
新型微型燃气轮机的应用范围广泛，可以用于制冷、空调、发电、航空、船舶、轿车等多个领域，具有起动快、效率高、噪音小等优点。
二、新型微型燃气轮机的优点1、高效率新型微型燃气轮机的效率可达40%以上，比传统内燃机效率高出近50%。
其高效率不仅能够提高能源利用率，还可以减少能源的浪费，极大地节约了能源成本。
2、紧凑结构新型微型燃气轮机采用紧凑的结构设计，由于构造简单、体积小、重量轻，因此可以减少占用的空间。
同时，由于其体积小，可以更灵活地安装在各种设备上，实现多种功能，更进一步提高了装载效率。
3、可靠性高新型微型燃气轮机采用的是先进的制造工艺和材料技术，其关键部件采用高温合金材料，具有高抗腐蚀性和耐热性的特点。
此外，新型微型燃气轮机还采用了先进的主动控制技术和智能监测系统，可以自动监测和调节机器的运行状态，有效提高了设备的可靠性。
4、环保节能新型微型燃气轮机采用的是清洁燃气燃烧技术，其二氧化碳排放量较低，同时排放的废气也经过净化处理，对环境影响较小。
加上其高效率，能够降低企业能源消耗，为企业节约能源成本，实现环保与节能的双赢。
三、新型微型燃气轮机的市场前景新型微型燃气轮机始于20世纪70年代，自该时期以来，各国的燃气轮机制造商开始对其进行了大量的投入和研发，经过数十年的不懈努力，新型微型燃气轮机已经得到了较为广泛的应用，并在现代工业和航空领域中起到了重要作用。
在国内，新型微型燃气轮机的发展还处于起步阶段，但是随着国家对环保和节能的重视，以及市场对燃气轮机优势的认识，新型微型燃气轮机具有广阔的市场前景。
低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术研究
低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术研究引言随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，寻求高效能源利用和减排的技术已成为全球性的关注焦点。
低热值煤气是一种传统能源资源，其利用对于促进能源结构调整和可持续发展具有重要意义。
本文着重研究低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术，探讨其在高效能源利用和减排方面的潜力。
一、低热值煤气的特点和问题低热值煤气主要来源于煤炭气化和焦化等工艺过程，其特点是热值较低、含硫和灰分较高，还含有一定量的一氧化碳、甲烷、氢气等气体。
由于传统燃气轮机对燃料的要求较高，需要较高的热值和较低的硫含量，低热值煤气的利用受到了限制。
二、低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术冷热电联供技术是指通过一套设备实现废热的回收利用，并同时提供电力、热能和制冷能力的技术。
对于低热值煤气，冷热电联供技术可以大幅提高其能源利用效率。
下面将从冷、热、电三个方面探讨低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术。
1. 冷能利用低热值煤气燃气轮机在运行过程中产生大量废热，通过采用废热回收技术，可以将废热转化为制冷能力，用于供应制冷负荷。
利用废热回收技术，可提高系统能量利用效率，降低能源消耗，并减少对环境的影响。
目前，常用的废热回收技术包括吸收式制冷、蒸发冷凝和压缩冷凝等，这些技术可以有效地将废热转化为制冷能力。
2. 热能利用低热值煤气燃气轮机产生的热能可以通过余热锅炉回收利用，用于供应热负荷。
余热锅炉技术可以高效地回收燃气轮机的废热，并将其转化为热水或蒸汽，供应给工业用热、采暖或其他热负荷。
通过热能的有效回收利用，可以实现能源的高效利用，减少能源消耗，同时降低温室气体的排放。
3. 电能利用低热值煤气燃气轮机利用煤气发电，可以将化学能转化为电能。
通过优化燃气轮机的设计和操作，提高燃气发电的效率，减少燃料消耗和排放物的排放。
同时，可以采用余热回收技术，将废热转化为蒸汽，用于供应蒸汽轮机，实现燃气-蒸汽联合循环发电，进一步提高发电效率。
“育鲲”轮燃气轮机冷热电联产系统的方案设计与研究的开题报告
“育鲲”轮燃气轮机冷热电联产系统的方案设计与研究的开题报告一、研究背景和意义随着经济的发展和能源的消耗，环保和节能问题愈来愈成为现代社会面临的一大挑战。
冷热电联产系统是提高能源利用率和减少污染排放的重要手段之一。
而燃气轮机作为一种高效、灵活的热力发电装置，被广泛应用于冷热电联产系统中。
因此，开展燃气轮机冷热电联产系统的研究和方案设计，对于解决能源和环保问题有着重要的意义。
二、研究内容和目标本研究将以“育鲲”轮为燃气轮机，结合管式余热锅炉、蒸汽吸收式制冷机和热泵等设备，设计燃气轮机冷热电联产系统方案，并对其性能和经济性进行评价和分析。
具体研究内容包括：系统组成、参数设计和优化、运行控制及安全性等方面。
研究目标是建立一套高效稳定的燃气轮机冷热电联产系统方案，为实际应用提供参考和支持。
三、研究方法和步骤（1）研究文献资料，了解燃气轮机冷热电联产系统的基本原理、发展历程和应用情况。
（2）选择“育鲲”轮燃气轮机，根据系统要求，确定管式余热锅炉、蒸汽吸收式制冷机和热泵等辅助设备的型号和参数，并进行系统组成设计。
（3）利用建立的数学模型，进行系统性能和经济性分析。
对系统参数进行优化和调整，提高能源利用效率和经济性。
（4）设计运行控制系统和安全保护系统，保障系统的运行稳定和安全。
（5）进行实验验证，验证系统方案的可行性和性能。
四、预期成果和意义预期成果包括：燃气轮机冷热电联产系统方案设计；系统参数优化和调整结果；系统性能评价和经济性分析报告；运行控制和安全保护系统设计方案。
这些成果将为燃气轮机冷热电联产系统的实际应用提供基础数据和支持。
此外，本研究还将探索燃气轮机冷热电联产系统在节能减排、可再生能源利用等方面的应用前景，为推动我国经济可持续发展做出贡献。
基于微型燃气轮机的冷热电联产系统仿真的开题报告
基于微型燃气轮机的冷热电联产系统仿真的开题报告1. 研究背景和意义随着社会经济的发展，能源消耗量不断增加，而传统的能源方式极其依赖于煤炭、石油等化石燃料，这些燃料的储量有限，且使用后会影响环境质量。
因此，研究和开发新的可再生能源和高效能源利用技术成为世界各国所关注的问题。
在新能源领域，冷热电联产技术以其高效节能、环保、可靠性强等特点而受到广泛关注。
微型燃气轮机作为一种高效节能设备，具有能量输出稳定、易于控制、自动化程度高等优点，因此被广泛应用于冷热电联产系统中的热力部分。
该设备可以将燃料的化学能转化为电能和热能，并实现余热回收利用，从而提高能源利用率。
2. 研究内容和方法本文的研究内容主要是基于微型燃气轮机的冷热电联产系统的仿真分析，包括冷热电联产系统的构成和工作原理、微型燃气轮机的工作原理及其热力性能模型建立、系统模型建立及模拟分析等内容。
具体的研究方法包括：1）文献调查与资料收集；2）对微型燃气轮机的工作原理和热力特性进行分析和模型建立；3）建立冷热电联产系统的模型，包括燃气轮机、废热锅炉、蒸汽轮机、冷水机组以及管道等组成部分，仿真分析系统的性能和能量流动；4）对系统的关键参数进行灵敏度分析，优化系统设计，提高系统性能；5）对仿真结果进行分析和评估，为工程应用提供参考。
3. 预期成果和意义本研究的预期成果包括：1）建立微型燃气轮机的热力性能模型，准确评估其能量利用率，为后续的燃气轮机优化提供参考；2）建立冷热电联产系统的仿真模型，对系统的性能、安全性、稳定性等关键因素进行评估分析，为系统改进和优化提供技术支持；3）对系统的关键参数进行灵敏度分析，为系统设计提供指导；4）评估冷热电联产系统的能效，为进一步的应用推广提供参考。
本研究的意义在于提高冷热电联产系统的能量利用率和效益，减少能源消耗和环境污染，实现节能减排，促进可持续发展。
同样，研究成果也为微型燃气轮机和冷热电联产系统的工程应用提供了技术支持。
论小型冷热电联产
论小型冷热电联产0 引言中国天然气探明总储量为38万亿m3，仅次于前苏联和美国，是世界上天然气富有的国家之一。
国家实施“西气东输”工程，中国东部地区天然气在清洁能源中的比重将大大增加。
而从其它国家的实践经验来看，美国73%的热电联产项目使用的是燃气，俄罗斯热电联产燃料构成中，70%是石油和天然气。
中国能源结构多元化是冷热电联产产业发展的物质基础和前提条件。
借助西气东输这个有利契机，发展以天然气为燃料的小型燃气发电机组及其余热锅炉与LiBr吸收式制冷机组组成的小型冷热电联产，进行能源的梯级利用是提高能源利用效率的重要途径。
冷热电联产(Combined Cooling Heating and Power，CCHP)是一种建立在能量梯级利用概念基础上，将制冷、制热(包括供暖和供热水)及发电过程一体化的总能系统。
其最大的特点就是对不同品质的能量进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能用来发电，而温度比较低的低品位热能则被用来供热或是制冷。
这样做不仅提高了能源的利用效率，而且减少了碳化物和有害气体的排放，具有良好的经济效益和社会效益。
美国国务院2005年4月份的一份报告提到，为迎接2008年奥运会，净化北京的空气，中国将与美国在11个领域中进行技术合作，其中就有冷热电联产技术。
中国对此技术也表现出极大的兴趣，在不久的将来，至少有3幢建筑作为试点。
1 小型冷热电联产的简介小型冷热电联产的核心设备是热电转换装置。
在全球目前投入使用的天然气热电联产系统中，微型燃气轮机、燃气热气机和燃气内燃机是主要的几类热电转换装置。
随着微型燃机技术的不断完善，微型燃机发电机组已成为小型冷热电联产的主力。
、汽油、柴油等为微型燃气轮机是功率为数百kW以下的、以天然气、CH4燃料的超小型燃气轮机。
它的雏形可追溯到20世纪60年代，但作为一种新型的小型冷热电联产系统，发展历史则较短。
目前，开发微型透平的燃气轮机的厂商主要集中在北美，以及欧洲的瑞典和英国。
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本文针对微型燃气轮机的冷热电联产系统及其在 各种负荷下的系统匹配、运行方式进行了研究，计算分 析了微型燃气轮机的冷热电联产系统在不同运行方式 下的热经济性和技术经济性。
１分布式发电／能源系统
美国商业建筑、办公楼、居民住宅等建筑物的能源 消耗占全国能源消耗的３６％。据美国能源信息管理 局（ＥＩＡ）预测，在未来２０年需要新增电力的总容量大 约２７６ ＧＷ，其中分布式发电／能源系统占到新增电力 容量的２０％，容量达５５ Ｇｗ。
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（上接第３页）
４结论
微型燃气轮机及其分布式发电／能源系统是一种 提供清洁、可靠、高质量电能并实现冷热电联产的供能 新技术，作为大电网的补充，它能保证供电的质量和稳 定。通过建立相对独立稳定的供能系统，分布式联产 系统能够提高能源利用效率、改善人民生活质量和生 态环境。
收稿日期：２００４—０３—１５
收稿日期：西安交通大学创新研究群体项目（２００１—０６）、国家高技术研究发展计划（２００２ＡＡ５０３０２０）
作者简介：黄锦涛（１９６８一），女，博士，西安交通大学能源与动力工程学院副教授，主要从事发电厂热力系统经济性、分布式能源系统、冷热电联
产方面的研究。
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典型的供暖季（１１月～次年３月），电力负荷Ｐ。 为（１００～２００）ｋＷ，供暖负荷Ｑ｝ｌ为（５８３～１ １６６）ｋＷ， 此时的系统设备组合为２台微型燃气轮机＋２台排气 再燃空调机。２台微型燃气轮机分别带额定负荷和部
分负荷运转，２台空调机分别带额定负荷和根据负荷 需求带变负荷运转，且２台空调机都需要补燃。
表２不同季节运行方式下的热经济指标
万方数据
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从表３可见，当２台微型燃气轮机和２台空调机 全部投入使用时，节省年运行费用最多，系统投资的回 收年限最短，最能充分发挥冷热电联产系统的优势，联 产系统优于微型燃气轮机单独运行。此外，２台微型 燃气轮机全部投入使用比投入１台经济性好，如１台 微型燃气轮机＋电网购电的运行方式不如２台微型燃 气轮机都投入使用的运行方式经济性好。需要指出的 是，表３中的计算结果，是在给定电价和天然气价格的 基础上按照全年设定的运行方式作出的。而实际上随 着负荷的波动，运行方式也会发生相应的变化，存在最 优的方式。另外，电价和天然气价格的波动，对运行费 用的影响很大，尤其是天然气的价格。
微型燃气轮机 冷热电联产系统运行模式研究
黄锦涛，丰镇平，刘 莉
（西安交通大学，陕西西安７１００４９）
［摘要］介绍了微型燃气轮机及分布式发电／能源系统的技术特点及其应用场合和发展现状，对微型燃 气轮机冷热电联产系统的多种方案进行了研究。根据实际负荷曲线，设计了１００ ｋＷ级微型燃气轮机的冷 热电联产系统，并对其在各种负荷下的系统匹配、运行方式等进行了讨论。通过计算和分析，给出了微型 燃气轮机冷热电联产系统在不同运行方式下的热经济性和技术经济性的比较结果。
针对建筑物的分布式发电／能源系统主要以冷热 电联产（ＣＣＨＰ）为主，世界工业发达国家都在大力发 展建筑物ＣＣＨＰ系统。在欧洲，欧盟决定到２０１０年 将其热电联产的比例增加１倍，占总发电比例的 １８％，而实现这一目标将主要依靠ｉ００ ｋｗ以下的用 户能源系统来实现。美国宣布到２０１０年将热、电联产 容量在１９９８年的基础上翻一番，达到４６ ＧＷ。美国能 源部为实现该计划，要求联邦政府２５％的建筑物采用 分布式冷热电联产系统，到２０２０年所有联邦政府建筑
大区域互连电网在安全性、稳定性、供电质量方面 存在着隐患，其中的一个环节出现故障，就可能导致互 连电网发生大面积停电事故。例如：２００３年８月１４ 日，在美国纽约、底特律和克利夫兰等城市以及加拿大 多伦多、渥太华等地发生的突发性大面积停电事故，给 当地的生产和生活带来了重大损失和严重影响。对此 采用微型燃气轮机的分布式发电／能源系统，作为中心 大电站集中式发电和大电网供电模式的补充，可保证 供电的质量和稳定，减少用户对电网的依赖，特别在一 些电网容量接近饱和的地区，减少电力负荷将会增加 电网可靠性。
目
魁
（３）建议运行中严格控制燃煤粒度，采用合理的燃
枢
烧床温和风量配比，以保证锅炉燃烧效率和运行经济
性。
［参考文献］
［１］王鹏利，张敏．河南神火集团１３研究院，２００４．
５００ ６００ ７００ ８００ ９００ ｌ ０００
［２］王智微，朱正良，饶民，等．循环流化床燃烧开远褐煤的试
是设备在设计工况下的数据，用户的实际冷、热、电负 荷是随着季节、气候条件、酒店入住率每月、每日甚至 每时都在变化，一套冷热电联产系统的运行必须同时 满足用户对各种负荷的要求。根据２００２年负荷变化 的统计资料及２台１００ ｋｗ微型燃气轮机和２台 １５５．３ ＭＪ／ｈ排气再燃型空调机的组合情况，微型燃气 轮机冷热电联产系统的常用运行方式有５种。
３．２技术经济性分析 技术经济性分析采用资金时间价值的动态分析方
法，计算联产系统在增加了２台微型燃气轮机投资后 所新增投资的回收年限。
系统新增投资为２台微型燃气轮机的费用。参考 目前国际上微型燃气轮机的价格每千瓦５００美元，运 输、安装、服务费约占新增投资的１５％，系统投资按２０ 年均摊，年利率ｉ取５％，电价０．７５６元／（ｋＷ．ｈ），天然 气价格１．４５元／ｍ３。按照酒店全年负荷变化情况，将 运行方式分为５种，计算结果见表３。
床温／℃
验研究［Ｊ］．热力发电，２００２，（１）．
图ｌ试验煤各工况床温沿床高分布
［３］王鹏利，王智微，等．煤种试烧在循环流化床锅炉工程中 的作用口］．热力发电，２００３，（５）．
３结 论
Ｅ４］４４０ ｔ／ｈ超高压再热ＣＦＢ锅炉说明书Ｅｚ］．东方锅炉股份 有限公司，２００２．
［５］岑可法，等．循环流化床锅炉的理论、设计及运行［Ｍ］．中
根据调研所得酒店全年的冷、热、电负荷变化情 况，确定出微型燃气轮机冷热电联产系统的运行方式， 计算各种运行方式下联产系统的一次能耗率，以及相 同负荷输出的分产系统一次能耗率，并将二者相比较 计算得一次能节约率。表２列出了３种系统供暖季、 制冷季、春秋季最常用运行方式下的一次能耗率和一 次能节约率。在一年中各个季节运行，微型燃气轮机 冷热电联产系统均比分产系统节能，其中供暖季一次 能节约率最小，为４．９６％，制冷季和春秋季的一次能 节约率分别为１４．５％和１８．６％。
本文在前期对微型燃气轮机及分布式冷热电联产 系统研究的基础上［５］，提出了以微型燃气轮机为主体 的冷热电联产系统５种方案。结合西安地区某酒店的 冷、热、电负荷变化特点，详细讨论了方案３的多种运 行方式，并对系统在各种运行方式下的热经济性和技 术经济性进行了研究比较。联产系统在不同季节下的 一次能耗率都比分产系统低，一次能节约率在４．９６％ ～１８．６％之间变化，这说明对于该酒店，在不同的季节 使用联产系统均具有节能效果。最后，计算了联产系
＊７０．４％为热电联产效率；５７％为冷电联产热效率
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日期 图１ ２００２年采暖季日负荷曲线
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图２ ２００２年制冷季日负荷曲线
万方数据
图３ １００ ｋＷ微型燃气轮机冷热电联产系统
２．３运行方式 表１及图３中所列出的联产系统参数及热效率都
２．２系统设备组合 表１给出了微型燃气轮机冷热电联产系统设备不
同组合的５种方案。根据该酒店的负荷特点，微型燃 气轮机冷热电联产系统采用了方案３的系统设备组 合，以２台１００ ｋｗ微型燃气轮机为供电设备，２台
１５５．３ Ｍ／ｈ排气再燃型空调机为供热制冷设备，其系
统流程见图３。 ．
表１微型燃气轮机ＣＣＨＰ系统方案
统５种典型运行方式的年费用节省和相应的投资回收 年限，结果表明，２台微型燃气轮机和２台空调机全部 投入使用时，系统初投资的回收年限最短，最能充分发 挥冷热电联产系统的优势。
［参考文献］ ［１］丰镇平．先进微型燃气轮机技术进展及其在我国的研发
应用前景［Ａ］．中国科协第二届学术年会论文集．中国科 技出版社，２０００． ［２］丰镇平．微型燃气轮机技术进展及应用展望ＥＪ］．燃气轮 机发电技术，２００１，３（１）：９—１６． ［３］Ｕ Ｓ ＥＰＡＲＴＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ．Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｉｃｒｏｔｕｒ－ ｂｉｎｅ Ｓｙａｔｅｍｓ［Ｒ］．Ｐｒｏｇｒａｍ Ｐｌａｎ Ｆｏｒ Ｆｉｓｃａｌ Ｙｅａｒｓ ２０００
万方数据
物以及５０％接受联邦政府资助的机构须采用该技术。 在日本，截止２０００年底，已建冷热电联产系统共１ ４１３ 个，平均容量４７７ ｋＷ，主要是小型系统。
分布式ＣＣＨＰ系统主要应用在工业和建筑物，主 要包括办公楼、医院、高校等对冷、热、电负荷均有要 求，而且热电所占比例较高的地方，供电、供暖和制冷 负荷通过中央系统供应。与区域供暖、制冷相比，分布 式ＣＣＨＰ系统的水、蒸汽、冷水管道输送损失小、管网 投资小。
［关键词］微型燃气轮机；分布式能源系统（ＤＥＲ）；冷热电联产（ＣＣＨＰ）；热效率；热经济性
［中图分类号１ＴＫ４７２．５
［文献标识码］Ａ
［文章编号］Ｉ００２—３３６４（２００４）１０—０００１—０３
微型燃气轮机及其分布式发电／能源系统是一种 清洁、可靠、多用途小型发电及实现冷热电多联产的能 源新技术［１七］。近年来，微型燃气轮机在美国发展迅 猛，２００１年美国能源部推出了一个长达６年的先进微 型燃气轮机计划［３“］，旨在发展高效率、低排放、长寿 命、低成本、燃料适应性强的先进微型燃气轮机装置， 具体目标为：发电效率至少达到４０％，Ｎｑ排放小于 ７“Ｌ／Ｌ（天然气），大修周期１１ ０００ ｈ，设备寿命至少 ４５ ０００ ｈ，系统造价小于每千瓦５００美元，可燃用柴 油、乙醇、垃圾填埋物、生物质燃料。