分布式能源系统原动机选型方法研究

分布式能源系统原动机选型方法研究

夏浩文１

杨锦成。

马宪国１

李冰２

１．上海理工大学２．上海齐耀动力有限公司

摘要：分布式能源系统由于在节能和环保方面的优势．使它成为未来清洁发电的一个发展方向。在分布式能源系统中，我们一般依据动力系统来确定所采用的系统集成技术，合适的原动机的选型具有重要意义。

关键词：分布式能源系统；原动机；选型

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１原动机类型及特点比较见表１。

在分布式能源系统中。通常根据动力系统来确定分布式能源系统所采用的系统集成技术。目前，可供选择的原动机有：内燃机、燃气轮机、燃料电池、热气机（Ｓ州ｉｎｇ）机等。几种原动机的性能特征

２原动机选型原则与方法

原动机选型一般遵循安全可靠性、能源利用高效性、优良的项目经济性等原则。

表１几种原动机性能特征比较

内燃机

发电效率（％】容量（ＭＷ）

ＮＯｘ排放（ｍｍｇ／ＭＷｈ）燃料

余热回收形式

２５—４５００５—５２．２—２８

燃气轮机２５—４５（简单循环）４０一６０（联合循环）

３—２０００３—４

燃料电池

４０—７０Ｏ．２—２＜０．０２

Ｓｌｉｒ｜ｉｎｇ机

２８—３２＜Ｏ１

＜２２

天然气、生物气、丙烷等热水、低压蒸汽发电功率高，热效率

天然气、生物气、丙烷等热水、低压或局仕蒸汽余热量大，功率大，运行哚声小。寿命长，维护费用低

负荷适应性不好，燃气压力高、受外界环境压力、温度等变化较大

氢、天然气、丙烷等热水、低压或高压蒸汽效率高．可靠性好。环境友好，安静无噪声

各种气体燃料

热水

能使用多种燃料，出力和效率不受海拔高度

优点

高．负荷适应性好，功率范围广

噪声大、对燃料要求较高

影响，低噪音、低污染

和低运行成本

控制系统较复杂，制造成

缺点

价格昂贵．对燃料要求

高。技术不成熟

本较高，密封技术较难，

可靠性差和寿命较短

￡港苇能

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原动机选型需考虑冷热电负荷特性，热电比，原动机动力性能和变工况特性．环境影响特性等因素。目前。由于技术性、安全可靠性、经济性等方面原因，燃气内燃机与燃气轮机应用较多。因此，本文着重分析燃气内燃机与燃气轮机的选型方法。

１）冷热电负荷特性与原动机总容量的确定。在分布式能源系统设计时，应以全年运行时间在４０００ｈ以上的空调负荷作为基本空调负荷，基本空调负荷应按最大制冷负荷的１０％～２０％为设计取值。按照以热定电的原则，根据所需余热量可确定原动机发电量以及原动机总容量。

２）热电比因素分析。分布式供能系统随所选用的原动机种类、原动机功率大小不同而热电比有所不同。燃气内燃机的发电效率明显高于燃气轮机，因此燃气内燃机可以回收的余热部分比燃气轮机

少，相应的热电比略低。燃气轮机虽然热电比高但

一般，分布式能源系统容量较小的用户建议选用内燃机；对热量需求大，热量品质要求较高，所需原动机容量较大时采用燃气轮机。

４）变工况特性。用户冷、热、电负荷随气温、时间、建筑物运行规律等因素变化，往往要求原动机工况随之变化。以３ＭＷ内燃机（ＣａｔｅｒｐＩｌｌａｒ，Ｇ３６１６型）和燃气轮机（Ｃａｔｅｒｐ¨Ｉａｒ

Ｃｅｎｆａｕｒ

ＳｏＩａｒ，

４０）为对象进行比较。根据基本参数和热

力学计算，两者在变工况下的余热效率和发电效率

比较如图１所示。

是其排烟损失大，总热效率相应低。－因此热电比的确定是原动机选型时的重要参照因素。相对而言，在热负荷较大，热电比大的用户建议采用燃气轮机。

３）动力性能比较。主要有单机容量与发电效率两大指标。其中内燃机的额定功率通常在５０～８０００ｋＷ，发电效率在３５％～４５％； …… 此处隐藏：3345字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……