【摘要】：分布式燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)是以能的綜合梯級利用和冷熱電聯(lián)供為特色的分布式能源,具有良好的節(jié)能特性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)保特性,受到世界各國廣泛關(guān)注。由于直接面向用戶,它總是處于變工況狀態(tài),運(yùn)行節(jié)能特性與設(shè)計(jì)情況相悖問題成為發(fā)展應(yīng)用的瓶頸。本學(xué)位論文依托國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)和國家自然科學(xué)基金等重要項(xiàng)目,以典型分布式燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)為研究對象,從用戶負(fù)荷變化和系統(tǒng)全工況特性關(guān)聯(lián)層面探討系統(tǒng)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換與梯級利用機(jī)理,深入系統(tǒng)地研究聯(lián)供系統(tǒng)的全工況特性和相應(yīng)主動控制方法,旨在為破解發(fā)展難題提供一類思路、途徑與方法。 本文主要研究內(nèi)容和成果如下： (1)分布式聯(lián)供系統(tǒng)全工況模擬。概述了分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)全工況特性模擬核心問題,闡述分布式聯(lián)供系統(tǒng)全工況概念,提出相應(yīng)的模擬方法和評價準(zhǔn)則。構(gòu)建了基于模塊全工況特性的分布式聯(lián)供系統(tǒng)模擬程序,包括率先構(gòu)建高精度通用性的全徑流微小型燃?xì)廨啓C(jī)全工況模型,還包括建筑用戶全年逐小時冷熱電負(fù)荷模塊、煙氣型雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)、煙氣熱水換熱器以及追蹤冷熱電負(fù)荷控制模塊等全工況模型。全工況模擬軟件不僅考慮用戶負(fù)荷變化對系統(tǒng)性能的影響,也考慮單元模塊變工況特性對系統(tǒng)性能的影響,為研究分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)全工況性能和主動調(diào)控方法奠定了基礎(chǔ)。 (2)分布式聯(lián)供系統(tǒng)全工況特性。研究了典型分布式燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的全工況特性與變工況運(yùn)行性能下降機(jī)理。分析了用戶日負(fù)荷變工況、全年制冷期逐小時運(yùn)行特性和典型分布式燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)配置及全工況特性規(guī)律。探索了冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)性能的變化規(guī)律和與組成模塊之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,以及系統(tǒng)輸出與用戶負(fù)荷之間的匹配變化規(guī)律,凝練了冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)高效變工況運(yùn)行的調(diào)控要求。運(yùn)用(?)與能量品位分析法剖析燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)供系統(tǒng)全工況能量平衡與能量品位的變化以及(?)損失特性規(guī)律,探討造成冷熱電系統(tǒng)變工況運(yùn)行性能下降的本質(zhì)原因和提升的潛力,從科學(xué)用能高度揭示分布式聯(lián)供系統(tǒng)全工況能量轉(zhuǎn)換與梯級利用機(jī)制。 (3)分布式聯(lián)供系統(tǒng)主動調(diào)控方法與運(yùn)行優(yōu)化。全面論述燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)供系統(tǒng)主動調(diào)控概念、機(jī)制與方法。針對傳統(tǒng)調(diào)控方式下變工況運(yùn)行時燃?xì)廨啓C(jī)透平入口溫度下降而導(dǎo)致聯(lián)供系統(tǒng)性能大幅度惡化的問題,提出組合式主動調(diào)控思路與方法。嘗試兩種改善系統(tǒng)變工況性能的主動調(diào)控新思路：一是壓氣機(jī)入口空氣調(diào)控,另是燃?xì)廨啓C(jī)排氣回注調(diào)控。通過全工況模擬,探討了主動調(diào)控方法對分布式聯(lián)供系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換過程的影響和對聯(lián)供系統(tǒng)變工況特性強(qiáng)化機(jī)理。理論研究表明,與傳統(tǒng)調(diào)控方法相比,主動調(diào)控方法能顯著改善冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)變工況運(yùn)行的節(jié)能性能,其中壓氣機(jī)入口空氣調(diào)控將平均系統(tǒng)相對節(jié)能率由9.63%提高到17.75%。 (4)典型分布式聯(lián)供系統(tǒng)概念性設(shè)計(jì)研究�；谌r特性概念和主動調(diào)控方法,研究提出兩類新型燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),分析探討了聯(lián)供系統(tǒng)中動力循環(huán)與吸收式制冷循環(huán)之間的能量品位匹配問題,開展典型聯(lián)供系統(tǒng)概念性設(shè)計(jì)。第一類新型系統(tǒng)為應(yīng)用正逆耦合循環(huán)概念的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)；第二類新型系統(tǒng)為太陽能化石能源互補(bǔ)的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。對兩類新型系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)供系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)和系統(tǒng)模擬以及聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能機(jī)理分析等,研究表明,在分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中應(yīng)用正擬耦合循環(huán)概念,可以提升聯(lián)供系統(tǒng)熱力性能,相對節(jié)能率從23.1%提高到30.89%；應(yīng)用太陽能化石能源品位互補(bǔ)機(jī)理,新型系統(tǒng)不僅提高了燃?xì)廨啓C(jī)煙氣余熱的梯級利用程度,而且降低了太陽能系統(tǒng)的運(yùn)行溫度。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU99

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2319419