【摘要】：隨著天然氣清潔能源的普及,燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)應用越來越多,但在實踐過程中通常遇到兩類問題。一是為了提高熱、電產(chǎn)出,增加燃機的燃料量,因此導致余鍋排煙量急增,更多的余熱和更多的富氧化學能損耗掉;二是當冷量用戶距燃機系統(tǒng)較遠時,余鍋排煙余熱不方便做吸收式制冷的熱源,因為采用蒸汽作制冷動力。為此本文提出了一個新的燃機聯(lián)合流程:帶空氣預熱的燃機-補燃型余鍋和煙氣余熱耦合熱管制冷聯(lián)合系統(tǒng),并進行了優(yōu)化設(shè)計。新聯(lián)合系統(tǒng)由燃機-余鍋、余鍋-吸收式制冷兩個子系統(tǒng)構(gòu)成。在燃機-余鍋子系統(tǒng)中,設(shè)計了余鍋補燃工藝,部分燃料進余鍋以減少燃機配風和消化燃機排煙中的過剩氧,并配合空氣壓縮改成多級壓縮,用余鍋補燃煙氣預熱壓縮空氣,以提高燃機燃燒室溫度,增加膨脹透平出力,將煙氣的部分熱量升級成透平有效功輸出,且空氣壓縮功耗也一并減少。在余鍋-吸收式制冷子系統(tǒng)中,利用熱管高導熱性,可長距離輸送熱量的特征,將煙氣余熱轉(zhuǎn)移給吸收式制冷的發(fā)生器,為制冷系統(tǒng)提供能源。接下來,本文將進行三方面的研究工作。一、契合熱力學分析,包括?能級曲線(-H圖)和?損分析,得出燃機-補燃型余鍋子系統(tǒng)中煙氣的能量最高、做功能力最強、過程?損也最大,其能量利用情況在整個聯(lián)合系統(tǒng)中起決定作用,聯(lián)合系統(tǒng)的優(yōu)化思路是提高燃氣透平的高等級的力?并減小換熱過程的?損。具體措施可以是提高燃氣透平進口的溫度和壓力、選用等熵效率高的燃氣透平以及調(diào)整煙氣換熱參數(shù)等。二、將聯(lián)合系統(tǒng)分成帶空氣預熱的燃機-補燃型余鍋子系統(tǒng)、吸收式制冷機組和分離式熱管三部分,建立起新流程包括壓氣機、燃燒室、燃氣透平、余熱鍋爐、吸收式制冷機組和熱管換熱器等各個單元的數(shù)學模型,為后面優(yōu)化新流程奠定基礎(chǔ)。三、在熱力學分析結(jié)果和數(shù)學模型的基礎(chǔ)上,先以?損最小和凈收益最大為雙目標,優(yōu)化燃機-補燃型余鍋子系統(tǒng),得到其Pareto前沿,選取優(yōu)化點B,其對應?損為4265kW,相應減小了8.5%,凈收益為1.044×10~6$/年。在得到的煙氣優(yōu)化參數(shù)基礎(chǔ)上,以機組的熱力系數(shù)COP最大為目標優(yōu)化制冷機組,得到優(yōu)化結(jié)果為0.8445,增幅為1.8%。得到相關(guān)的優(yōu)化參數(shù)后,以傳熱系數(shù)最大為目標優(yōu)化分離式熱管,優(yōu)化得到U_(Hmax)=32.2W/(3　ぁ，

本文編號：2629184