【摘要】：當前能源短缺、環(huán)境污染等問題十分嚴重,可再生能源的利用比例不斷上升。生物質(zhì)能作為一種可再生能源,資源豐富,污染小,已成為許多國家的重要戰(zhàn)略選擇。本文基于生物質(zhì)-水蒸氣氣化的方法,將其與冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)集成,提出了一種合理利用生物質(zhì)能源的方法。首先,本文提出了兩種生物質(zhì)-水蒸氣氣化的冷熱電聯(lián)供集成系統(tǒng),分別通過燃燒生物質(zhì)氣和利用電加熱來提供生物質(zhì)氣化所需要的熱量。集成系統(tǒng)采用熱管式氣-液換熱器對生物質(zhì)氣的余熱進行回收利用來制取氣化反應(yīng)所需要的水蒸氣,不再借助于其他蒸汽發(fā)生裝置,實現(xiàn)了能量的梯級利用。建立了生物質(zhì)-水蒸氣氣化兩個子系統(tǒng)和冷熱電聯(lián)供子系統(tǒng)的熱力學數(shù)學模型,并進行了相應(yīng)的驗證。。其次,給出了生物質(zhì)-水蒸氣氣化冷熱電系統(tǒng)三種不同的運行工況:夏季工況、冬季工況和過渡季工況。以北京市某賓館的冷熱電負荷為例,基于熱力學第一、第二定律,分析比較了兩種集成系統(tǒng)中在設(shè)計工況下的熱力學性能,并與生物質(zhì)-空氣氣化冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的性能進行了比較;選取夏季和冬季的兩個典型日的逐時冷熱電負荷進行了變負荷性能分析,揭示了不同負荷條件下系統(tǒng)的熱力性能變化。最后,基于(火用)經(jīng)濟性理論,結(jié)合品位的概念,修正建立了生物質(zhì)-水蒸氣氣化冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的產(chǎn)品分攤模型,探究了在設(shè)計工況下系統(tǒng)各個部件的(火用)經(jīng)濟性,得到了冬夏兩種工況下電、冷凍水(供熱水)和生活熱水的單位(火用)成本,通過變參數(shù)敏感性分析,揭示了生物質(zhì)的單價、系統(tǒng)初投資、利率和運行時間等關(guān)鍵因素對聯(lián)供系統(tǒng)產(chǎn)品單位(火用)成本的影響。
[Abstract]:Current energy shortage, environmental pollution and other problems are very serious, the proportion of renewable energy use is increasing. As a kind of renewable energy, biomass energy has become an important strategic choice in many countries because of its rich resources and low pollution. Based on the method of biomass steam gasification, this paper presents a reasonable method of utilizing biomass energy by integrating it with the combined cooling and heat supply system. Firstly, this paper presents two integrated systems for biomass gasification, which provide the heat needed by biomass gasification by burning biomass gas and using electric heating, respectively. The integrated system uses the heat pipe gas-liquid heat exchanger to recover the waste heat from biomass gas to produce the steam needed for gasification reaction, and the cascade utilization of energy is realized without the help of other steam generating devices. The thermodynamic mathematical models of two subsystems of biomass steam gasification and combined cooling and heat supply are established and verified. Secondly, three different operating conditions of biomass steam gasification cold, thermal and electric system are given: summer condition, winter condition and transitional season condition. Based on the first and second laws of thermodynamics, the thermodynamic performance of the two integrated systems under the design conditions is analyzed and compared, taking the cold thermoelectric load of a hotel in Beijing as an example. The performance of the system is compared with that of biomass air gasification combined cooling and heat supply system, and the variable load performance is analyzed on two typical days in summer and winter. The variation of thermodynamic performance of the system under different load conditions is revealed. Finally, based on the exergy economy theory and the concept of grade, the product allocation model of biomass steam gasification combined cooling and heat supply system is established, and the exergy economy of each part of the system under the design condition is explored. The unit exergy cost of electricity, refrigerated water (hot water supply) and domestic hot water under winter and summer conditions were obtained. The unit price of biomass and the initial investment of the system were revealed by the sensitivity analysis of variable parameters. The effect of key factors such as interest rate and operating time on unit exergy cost of co-supply system.
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU83;TM61

【參考文獻】

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1 魏大鈞;孫波;趙峰;張承慧;;小型生物質(zhì)沼氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)多目標優(yōu)化設(shè)計與運行分析[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年12期

2 廖曉東;;我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)與技術(shù)未來發(fā)展趨勢與對策研究[J];決策咨詢;2015年01期

3 閆金定;;我國生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀與戰(zhàn)略思考[J];林產(chǎn)化學與工業(yè);2014年04期

4 應(yīng)浩;涂軍令;江俊飛;蔣劍春;孫云娟;吳歡;許玉;高一葦;;木屑高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究[J];太陽能學報;2014年03期

5 楊昆;王江江;程文煜;;燃氣輪機和內(nèi)燃機在天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中的性能比較[J];電力與能源;2013年06期

6 蔣潤花;楊曉西;楊敏林;秦貫豐;楊小平;;冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)運行方式性能優(yōu)化分析[J];工程熱物理學報;2013年10期

7 王輝;;生物質(zhì)蒸汽氣化模擬研究[J];可再生能源;2013年02期

8 涂軍令;應(yīng)浩;江俊飛;蔣劍春;吳歡;孫云娟;許玉;;反應(yīng)溫度對木屑炭水蒸氣氣化產(chǎn)物的影響[J];可再生能源;2012年11期

9 楊邦杰;;生物質(zhì)能發(fā)展方向——技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化模式與政策[J];中國發(fā)展;2010年04期

10 高寧博;李愛民;曲毅;;生物質(zhì)氣化及其影響因素研究進展[J];化工進展;2010年S1期

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1 王江江;樓宇級冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化及多屬性綜合評價方法研究[D];華北電力大學;2012年

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1 靳幻;生物質(zhì)與水蒸汽高溫氣化過程模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

2 季周盈;分布式供能系統(tǒng)中生物質(zhì)氣內(nèi)燃機性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

3 劉宗攀;生物質(zhì)氣化模擬與生物燃氣特性分析[D];天津大學;2012年

4 楊文明;固定床生物質(zhì)氣化模擬研究[D];內(nèi)蒙古科技大學;2012年

5 鄭劍嬌;分布式供能中的吸收式制冷機變工況研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2012年

6 馮啟輝;土壤源熱泵系統(tǒng)的（火用）成本分析方法研究[D];湖南大學;2012年

7 楊毅梅;生物質(zhì)氣化過程的數(shù)值計算[D];河北工業(yè)大學;2011年

8 宋鴻偉;生物質(zhì)氣化技術(shù)及BIGCC系統(tǒng)性能的研究[D];華北電力大學（北京）;2004年

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本文編號：2167679