適用于分布式能源系統(tǒng)的小型燃?xì)廨啓C(jī)通用模型研究.pdf

1、在分布式能源系統(tǒng)中，小型燃機(jī)不僅僅是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的動(dòng)力設(shè)備，還是余熱的提供設(shè)備。雖然小型燃機(jī)的發(fā)電效率并不高，但其在分布式能源系統(tǒng)中的能源利用率很高，對(duì)于冷熱負(fù)荷較大的用戶而言，選擇小型燃機(jī)有其潛在的優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)小型燃機(jī)的發(fā)電、余熱特性進(jìn)行研究，建立通用的小型燃機(jī)模型，可對(duì)選擇合適的小型燃機(jī)型號(hào)和合適的分布式能源系統(tǒng)配置提供一個(gè)可靠的參考。本文的主要工作和成果如下:
　　 (1)首先對(duì)小型燃機(jī)各個(gè)主要部件進(jìn)行模塊化建模，

2、形成壓氣機(jī)、燃燒室、透平、管道等部件模塊。并將各部件模塊連接組合成小型燃機(jī)完整模型，結(jié)合兩種型號(hào)的小型燃機(jī)參數(shù)對(duì)其穩(wěn)態(tài)模型的準(zhǔn)確性和通用性進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，在全負(fù)荷或者部分負(fù)荷下，穩(wěn)態(tài)驗(yàn)證的準(zhǔn)確性高，可用于小型燃機(jī)動(dòng)態(tài)仿真。
　　 (2)小型燃機(jī)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真時(shí)，當(dāng)設(shè)定發(fā)電功率以斜坡輸入，空氣質(zhì)量流量、燃?xì)赓|(zhì)量流量和排煙溫度也都為斜坡變化，壓比的變化范圍很小，大致仍在在設(shè)計(jì)工況范圍內(nèi)，說(shuō)明壓氣機(jī)仍然保持較高的效率運(yùn)行。

3、>　　 (3)將小型燃機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型與建立的余熱鍋爐模型組合形成分布式能源系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型，在環(huán)境溫度15℃時(shí)，小型燃機(jī)全負(fù)荷運(yùn)行，所以小型燃機(jī)的各項(xiàng)模擬輸出數(shù)據(jù)基本不變，而在余熱鍋爐中傳遞的熱量在3278kW左右，分布式能源系統(tǒng)的熱電效率模擬值為76.88％。與設(shè)計(jì)總效率77.8％的誤差是1.18％。
　　 (4)對(duì)應(yīng)用案例中的用電量情況進(jìn)行分析，將小型燃機(jī)模型用于模擬不同季節(jié)典型日里實(shí)際發(fā)電量的變化。并結(jié)合實(shí)際用電量情況，確定了

4、小型燃機(jī)的全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間和部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間。模擬結(jié)果顯示，小型燃機(jī)的燃?xì)饬髁孔兓c發(fā)電量變化一致;在全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，煙氣流量亦與發(fā)電量變化一致;部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于空氣流量會(huì)增加，即使燃?xì)饬髁繙p少，煙氣流量仍呈現(xiàn)增加的趨勢(shì);煙氣溫度的基準(zhǔn)溫度與當(dāng)下的環(huán)境溫度有關(guān)，但其變化趨勢(shì)與發(fā)電量的大小變化一致。
　　 (5)對(duì)小型燃機(jī)進(jìn)行動(dòng)力性能優(yōu)化運(yùn)行分析，結(jié)果顯示，在炎熱的氣候條件下，通過(guò)對(duì)小型燃機(jī)壓氣機(jī)入口空氣進(jìn)行冷卻，發(fā)電功率有所增加