燃气轮机冷热电联产系统与蓄能变工况特性
燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析
燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析摘要：由于传统化石能源的消耗给环境带来的污染压力与日俱增，使得冷热电联产(CombinedCooling，heatingandPower，CCHP)这种具有优越节能和环保特性的分布式能量系统极为引人关注。
在国外，尤其是欧美日发达国家，已经取得了阶段性的成果;国内前些年由于受天然气供应不足、电力市场体制等原因的限制，发展一直相对缓慢，但随着国家改革的深入、“西气东输”的相继完工和中俄天然气合作协议的签订，我国的分布式能量系统事业必将焕发出更加强大的生机。
基于此，本文主要对燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性进行分析探讨。
关键词：燃气轮机；冷热电联产；系统技术；经济性分析1、前言世界各国的能源环境专家普遍认为：应将需求供应整合优化，实现能源和温度对口梯级利用，就近供能减少中间环节损耗，这将是解决问题的最好手段。
燃气轮机热电联产系统既可以单独使用，承担给一栋大楼或一个小区同时提供热、电两种能量的任务；更可作为分布式电源的一种，以一个子系统的身份和其它的分布式电源一起在分布式能源系统中发挥作用。
毫无疑问，以小型或微型燃气轮机为主要动力装置的分布式热电联产系统必将具有很大的发展潜力。
2、联供系统的原理与构成燃气冷热电联产是分布式能源系统的一种主要形式，是冷、热、电三种不同形式能量的联合生产，主要由驱动系统、发电系统、供热系统、制冷系统和控制系统组成，实现能量的梯级利用，总的能源利用率可以高达75%～90%。
按系统规模大小及布置型式可分为楼宇型和区域型两类，楼宇型一般采用燃气内燃机或微型燃气轮机作为动力设备，而区域型则主要以燃气轮机作为原动机。
燃气在动力设备里燃烧发电以后，产生的高温烟气通过余热回收装置再利用后向用户供热或供冷，从而满足用户对冷、热、电等能源负荷的需求，实现能量的梯级利用，提高能源的利用效率。
本文建立以燃气轮机发电机组为原动机，烟气型溴化锂吸收式冷暖机组为余热利用设备，另外根据需要配置压缩式电制冷机(热泵型)、烟气/热水换热器，如图1所示。
低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术研究
低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术研究引言随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，寻求高效能源利用和减排的技术已成为全球性的关注焦点。
低热值煤气是一种传统能源资源，其利用对于促进能源结构调整和可持续发展具有重要意义。
本文着重研究低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术，探讨其在高效能源利用和减排方面的潜力。
一、低热值煤气的特点和问题低热值煤气主要来源于煤炭气化和焦化等工艺过程，其特点是热值较低、含硫和灰分较高，还含有一定量的一氧化碳、甲烷、氢气等气体。
由于传统燃气轮机对燃料的要求较高，需要较高的热值和较低的硫含量，低热值煤气的利用受到了限制。
二、低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术冷热电联供技术是指通过一套设备实现废热的回收利用，并同时提供电力、热能和制冷能力的技术。
对于低热值煤气，冷热电联供技术可以大幅提高其能源利用效率。
下面将从冷、热、电三个方面探讨低热值煤气燃气轮机的冷热电联供技术。
1. 冷能利用低热值煤气燃气轮机在运行过程中产生大量废热，通过采用废热回收技术，可以将废热转化为制冷能力，用于供应制冷负荷。
利用废热回收技术，可提高系统能量利用效率，降低能源消耗，并减少对环境的影响。
目前，常用的废热回收技术包括吸收式制冷、蒸发冷凝和压缩冷凝等，这些技术可以有效地将废热转化为制冷能力。
2. 热能利用低热值煤气燃气轮机产生的热能可以通过余热锅炉回收利用，用于供应热负荷。
余热锅炉技术可以高效地回收燃气轮机的废热，并将其转化为热水或蒸汽，供应给工业用热、采暖或其他热负荷。
通过热能的有效回收利用，可以实现能源的高效利用，减少能源消耗，同时降低温室气体的排放。
3. 电能利用低热值煤气燃气轮机利用煤气发电，可以将化学能转化为电能。
通过优化燃气轮机的设计和操作，提高燃气发电的效率，减少燃料消耗和排放物的排放。
同时，可以采用余热回收技术，将废热转化为蒸汽，用于供应蒸汽轮机，实现燃气-蒸汽联合循环发电，进一步提高发电效率。
燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析
收稿日期:2004-10-20; 修订日期:2005-03-24基金项目:国家自然科学基金资助项目(90210032)作者简介:冯志兵(1972-),男,湖北武穴人,中国科学院博士研究生.文章编号:1001-2060(2005)04-0425-05燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析冯志兵,金红光(中国科学院工程热物理研究所,北京 100080)摘 要:分析了现有商业燃气轮机用于热电联产系统和冷热电联产系统时的性能。
与常规分产系统相比,两系统在热力学性能上均有较大优势,绝大多数节能率超过20%。
功率较小的燃气轮机单位造价偏高,用于冷热电联产系统时经济性较差;随着功率的增加经济性不断改善,冷热电联产系统的经济性受到很多因素的影响,其中运行时间和电价的影响最明显,其次为燃料价格的影响,热价和冷价的影响相对最小;这些因素在燃气轮机功率较小时影响较大,随功率的增加影响逐渐减小。
关键词:燃气轮机;冷热电联产系统;热电联产系统;经济性分析中图分类号:TK123 文献标识码:B符号说明C—制冷量; COP—制冷系统性能系数; f—输入燃料能量;h—烟气焓;H—供热量;w—输出电量;q—动力系统排气中热量;T—绝对温度;x—利用热量在排气热量η—效率;中比例;下标0—环境;a—吸收式制冷;b—锅炉;c—制冷;CHP—热电联产系统; CCHP—冷热电联产系统;e—电,压缩式制冷;eg—电网;h—供热;re—参照分产系统;1 前 言热电联产系统将动力系统排向环境的热量回收用于供热,在一定程度上对燃料能量进行了梯级利用,具有较高的能源利用效率。
随着人民生活水平的改善,夏季对冷负荷的需求显著增加。
在这种情况下,将热电联产系统进行扩展,把从动力系统回收的热量先用于制冷,然后用于供热,使能量梯级利用水平进一步得到提高,系统的性能和经济性将显著改善。
通常冷热电联产系统布置在用户周围,直接向用户提供电力,减少了对电网的依赖,提高了用户用电安全性;系统性能的改善使满足相同需求时消耗的燃料减少,同时动力系统的污染物排放量较少,因此对环境的压力明显降低;在满足冷需求的同时,提供了部分电力,从而大大缓解夏季用电高峰时电网的压力。
燃气轮机联合循环发电机组发展概况及特点
根据有关资料统计，截⽌到1996年底，我国已安装燃⽓轮机总量为4100MW，联合循环发电机组的容量占490MW。
1997～1998年期间新增加燃⽓轮机22台，其中联合循环发电机组为18台，新增容量为1607MW。
由于燃⽓轮机联合循环发电机组是燃⽓轮机、发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机(抽汽式或背压式)共同组成的循环系统，它是将燃⽓轮机作功后排出的⾼温乏烟⽓通过余热锅炉回收转换为蒸汽，送⼈蒸汽轮机发电，或者将部分发电作功后的乏汽⽤于供热。
常见形式有燃⽓轮机、蒸汽轮机同轴推动⼀台发电机的单轴联合循环，也有燃⽓轮机、蒸汽轮机各分别与发电机组合的多轴联合循环。
主要⽤于发电和热电联产，燃⽓轮机联合循环机组具有以下独特的优点：①发电效率⾼：由于燃⽓轮机利⽤了布朗和朗肯⼆个循环，原理和结构先进，热耗⼩，所以，联合循环发电效率⾼达60％，⽽燃煤电⼚(0.75～600)MW机组发电效率仅20％～42％。
②环境保护好：燃煤电⼚锅炉排放灰尘很多，⼆氧化硫多，氮氧化物为200PPM。
燃机电⼚余热锅炉排放⽆灰尘，⼆氧化硫极少，氮氧化物为(10～25)PPM。
⑧运⾏⽅式灵活：燃煤电⼚，仅只能作为基本负荷运⾏，不能作为调峰电⼚运⾏。
燃机电⼚，不仅能作为基本负荷运⾏，还可以作为调峰电⼚运⾏；燃机为双燃料(油和天燃⽓)时，还可以对天然⽓进⾏调峰。
④消耗⽔量少：燃⽓⼀蒸汽联合循环电⼚的蒸汽轮机仅占总容量的1／3，所以⽤⽔量⼀般为燃煤⽕电的1／3，由于凝汽负压部分的发电量在全系统中⼗分有限，国际上已⼴泛采⽤空⽓冷却⽅式，⽤⽔量近乎为零。
此外，甲烷(CH4)中的氢和空⽓中的氧燃烧还原成⼆氧化碳和⽔，每燃烧1m3天然⽓理论可回收约1.53kg⽔，每公⽄可回收2.2kg⽔，⾜以满⾜电⼚⾃⾝的⽤⽔。
⑧占地⾯积少：由于没有了煤和灰的堆放，⼜可使⽤空冷系统，电⼚占地⼤⼤节省，占地仅为燃煤⽕电⼚的10％～30％，节约了⼤量的⼟地资源，这对地少⼈多的中国⾮常重要。
燃气轮机在热电联产工程中的应用状况分析
２ ．Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｈｕ ａ ｄ ｉ ａ ｎ Ｃｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｇ ａ ｓ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ２ １ ｓ ｔ ｃ ｅ ｎ ｔ ｕ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ ｅ ｖ ｅ ｎ ｌ ｏ ｎ ｇ ｅ ｒ ｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ｏ ｆ ｔ ｉ ｍｅ ． Ｔｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｇ ａ ｓ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ
机 的发 展 现 状 及 其 在 热 电联 产 工 程 中的应 用 ， 简述 了联 合 循 环 和 简 单 循 环 燃 气 轮 机 电 厂 的 基 本 组 合 方 式 ， 并
列举 了目前应用在 热电联 产工程 中的几种主要 的燃气轮 机 ． 阐述 了燃 气轮机 相对 于常规 火电机 组 的优 点 ， 分 析 了影响燃气轮机 在热 电联 产工程 中推 广的 因素 ， 并对我 国燃 气轮机的发展前景进行 了展望 ．
ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｂ ｒ ｉ ｅ ｆ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ， ｎ ａ ｍｅ ｌ ｙ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｇ ａ ｓ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ
燃气轮机特性
小型化燃气轮机具有体积小、重量轻、启动速度快等优点，适用于分布式能源、移动电源、 船舶等领域。
通过采用先进的制造技术和优化设计，小型化燃气轮机的性能和可靠性得到了显著提升，满 足了不同领域的需求。
05
燃气轮机未来展望
燃气轮机在新能源领域的应用
燃气轮机工作原理
燃气轮机的工作原理基于牛顿第三定律，即作用力和反作用力相等。当 转，进 而产生机械能。
压气机首先吸入空气并将其压缩，然后燃料在燃烧室中与压缩空气混合 并燃烧，产生高温高压气体驱动涡轮旋转。
最终，涡轮通过轴将机械能输出，可以用于驱动发电机或各种机械装置。
与柴油机、蒸汽轮机等其他类型的发动机相比，燃气轮机具有更短的启动时间，能 够快速达到额定功率。
快速启动的燃气轮机适用于需要频繁启停的应用场景，如调峰电站、备用电源等。
运行可靠
燃气轮机采用精密的控制系统和 高效的冷却系统，能够在高温、
高压等极端条件下稳定运行。
燃气轮机的零部件相对较少，结 构简单，降低了故障发生的概率。
持续发展。
清洁化
随着环境保护意识的日益增强，燃气轮 机的清洁化发展成为了必然趋势。
通过采用先进的排放控制技术和清洁燃 料，如氢气、生物质等，燃气轮机的排 放污染物得到了有效控制，符合日益严
格的环保标准。
清洁化的燃气轮机在减少环境污染、应 对气候变化等方面具有重要意义，有助
于推动全球绿色能源转型。
小型化
燃气轮机特性
目 录
• 燃气轮机简介 • 燃气轮机性能特点 • 燃气轮机与内燃机的比较 • 燃气轮机发展趋势 • 燃气轮机未来展望
01
燃气轮机简介
天然气冷、热、电三联供系统简介
天然气冷、热、电三联供系统简介1、背景天然气是洁净能源，在其完全燃烧后及采取一定的治理措施，烟气中NOx等有害成分远低于相关指标要求，具有良好的环保性能。
美国有关专家预测如果将现有建筑实施冷、热、电三联供(Combined cooling heating and power，简称CCHP)的比例从4%提高到8%，到2020年CO2的排放量将减少30%。
2、概念与优势燃气冷、热、电三联供简单地说即为：天然气发电、余热供热、余热制冷。
相比于常规供能燃煤发电、燃气供热、电制冷，具有能源梯级利用，综合能源利用率高；清洁环保，减少排放CO2，SO2；与大型电网互相支撑，供能安全性高的优势及对燃气和电力有双重削峰填谷作用。
以天然气为燃料的动力装置，例如燃气轮机、燃气内燃机、斯特林发动机、燃料电池等，在发电的同时，其排放的余热被回收，用于供热或驱动空调制冷装置，如吸收式制冷机或除湿装置等，这种以天然气为燃料，同时具备发电、供热和供冷功能的能源转换和供应系统，就是天然气冷、热、电联供系统。
相比传统的集中式供能，天然气冷、热、电三联供系统是建立在用户侧的小型的、模块化的能源供给系统，避免了长距离能源输送的损失，为能源供应增加了安全性、可靠性和灵活性。
3、天然气冷、热、电三联供分类天然气冷、热、电三联供系统应用于商业、工业等各个领域，一般分为楼宇型和区域型两种。
楼宇型冷、热、电三联供系统，规模较小，主要用于满足单独建筑物的能量需求(如医院、学校、宾馆、大型商场等公共设施)。
单独建筑物一天内的负荷变化较大，会出现高峰或低谷的情况，而系统的运行需要不断进行调整，与负荷需求相匹配。
因此，楼宇型冷、热、电三联供系统对设备的启停机及变工况运行性能有较高的要求，同时在系统集成方面，发电设备、热源设备、蓄能设备之间的优化设计以及与电网配合的优化运行模式也十分必要。
区域型分布式冷、热、电三联供系统主要应用于一定区域内的由多栋建筑物组成的建筑群。
燃气轮机冷热电联产技术分析
燃气轮机冷热电联产技术分析摘要：任何一个企业或家庭，对于能源的需求都是多样的，需要电力、采暖热力、空调制冷、生活热水，炊事燃气等等。
这些需求在传统工业社会中是通过明确的社会分工，由各个专业企业分别加以解决。
但是最大的问题是能源利用效率低、设备使用效率低，从而带来资源和资金的浪费，以及环境污染的加剧等。
本文主要探讨的就是关于燃气轮机冷热电联产技术的剖析。
关键词：燃气轮机；冷热电联产技术引言：世界各国的能源环境专家普遍认为：应将需求供应整合优化，实现能源和温度对口梯级利用，就近供能减少中间环节损耗，这将是解决问题的最好手段。
燃气轮机热电联产系统既可以单独使用，承担给一栋大楼或一个小区同时提供热、电两种能量的任务；更可作为分布式电源的一种，以一个子系统的身份和其它的分布式电源一起在分布式能源系统中发挥作用。
毫无疑问，以小型或微型燃气轮机为主要动力装置的分布式热电联产系统必将具有很大的发展潜力。
1.燃气轮机热电联产系统的工作原理1.1燃气轮机发电机组的工作原理热电联产系统按照功能可以分成两个子系统：动力系统（发电）和供热系统（供暖、热水、通风等）。
动力系统处于联产系统的顶端，通常根据动力系统确定联产系统所采用的技术。
联供技术的采用取决于许多因素，包括：电负荷大小、负荷的变化情况、空间的要求、热需求的种类及数量、对排放的要求、采用的燃料、经济性和并网情况等。
以燃气轮机为原动机的分布式联产系统的主要原动机又可以分为两类：小型燃气轮机和微型燃气轮机。
下面分别介绍其工作原理。
1.1.1燃气轮机发电机组的工作原理（1）工作原理燃气轮机是以气体作为工质、把燃料燃烧时释放出来的热量转变为有用功的动力机械。
它由压气机、燃烧室和透平等部件组成。
空气被压气机连续地吸入和压缩，压力升高，接着流入燃烧室，在其中与燃料混合燃烧成为高温燃气，再流入透平中膨胀做功，压力降低，最后排至大气。
由于加热后的高温燃气做功能力显著提高，燃气在透平中的膨胀功大于压气机压空气所消耗的功，因而使透平在带动压气机后有多余的功率带动发电机转动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
η = 2.745w − 2.816w2 + 1.071w3
式中 η为发电效率；N 为功率；f 为燃料量；w 为比
功；T 为排气温度；下标 0 为设计工况，数字为流
程中各点；上标“−”为折合参数。
目前冷热电联产系统在中国还存在不能向电网
售电的问题，只能采用“并网不上网”的形式，因
此为对输入能量进行有效利用，通常采用“以热(冷)
KEY WORDS: Thermal power engineering; CCHP; Gas turbine; Part-load; Storage system
摘要：利用单轴恒速燃气轮机典型变工况计算方法和余热锅 炉考虑换热系数的变工况计算方法，对冷热电联产系统的变 工况进行了分析：高负荷时联产系统有明显的节能优势；但 随负荷的降低，优势不断减少；在负荷降低到一定程度之后 已经不如参照系统性能。为改善系统全工况性能，可将联产 系统与蓄能技术有机结合。依靠对某建筑典型夏、冬季全天 冷、热负荷供应进行分析，可以看到蓄能的使用使联产系统 的节能率在较高基础上进一步得到提高。
ABSTRACT: Utilizing the typical analytical solution of single shaft constant rotating speed gas turbine and considering the variation of heat transfer coefficients of HRSG, the CCHP part-load performance is analyzed. In higher load, the CCHP owns obvious saving energy potential. With the decrease of the load, the advantage is reduced; and its performance is worse than traditional systems after the load is low enough. To improve CCHP all-operation performance, the phase change storage system and the potential storage system are combined with CCHP. Through the simulation of some building all-operation heating and cooling demands in winter and summer, respectively, it is found that the utilization of storage systems makes FESR of CCHP be increased in all-operation.
发电机 透平
压气机
排气 4
供冷 余热型溴化锂机组
余热锅炉
排气 5
排气 6
供热
图 1 燃气轮机冷热电联产系统示意图
Fig. 1 Scheme of CCHP with gas turbine
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
26
不同工况联产系统的输入、输出变化见图 3。 图中 C 为制冷量；H 为供热量。随功率 N 的降低， 燃气轮机发电效率将有所降低，因此燃料量的下降 速度较发电功率下降得慢。制冷系统和供热系统的 进口烟温下降速度较快，出口烟温也略有降低，虽 然排气量略有增加，但变化不大。因此负荷降低时 供热、制冷量减少；在负荷降低过程中，功率的下
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
第4期
冯志兵等： 燃气轮机冷热电联产系统与蓄能变工况特性
27
输入、输出相对值 性能变化率
降速度最快，燃料量其次，相对而言，供热、制冷 量下降较慢。当燃气轮机达到空载时，仍然存在一 定量的排气，此时仍将有制冷量和供热量输出。
2 燃气轮机冷热电联产系统
2.1 燃气轮机冷热电联产系统简介
应用于冷热电联产系统的燃气轮机多为小型机
组，这种形式的机组主要为单轴恒速燃气轮机，排
气温度一般在 400~550℃之间，可用余热锅炉或余
热型溴化锂机组回收高温排气中的余热。图 1 为目
前常用的燃气轮机冷热电联产系统流程图，图中的
天然气
空气
燃烧室
定电”的方式运行，电力负荷的联产系统中余
热回收装置。当燃气轮机负荷变化时，由于排气量
和排气温度的变化，联产系统可以提供的冷、热量
也将发生变化。本文中余热锅炉仅用于供暖，输出
的是热水，不产生蒸汽。在余热锅炉换热过程中，
换热器两侧的工质分别为排气和液态水，换热系数
系统 动力系统* 制冷系统 供热系统
参数
输入燃料/kW 输出功率/kW 发电效率/% 额定制冷量/kW 能量利用系数/%
节能率/% 额定供热量/kW 能量利用系数/%
节能率/%
数值 12205 4040 33.1 6882 89.5 31.0 6931 89.9 41.6
注：未考虑环境温度对燃气轮机参数的影响。
对于联产系统通常使用节能率 BFESR 进行评估
BFESR = ( fre − fco ) / fre 式中 fre、fco 分别为参照系统和联产系统的燃料量。
随负荷的波动，联产系统不会稳定在某个工况。 为了对联产系统全工况进行评估，仍采用节能率概 念，不过需要考虑不同时间段负荷的不同，即
∫ ∫ BFESR,tot = [ fre (t) − fco (t)]dt / fre (t)dt
布式能源系统的一个主要发展方向，由于节能、环 保、可增加用户电力可靠性等诸多优点，在国内外 已得到广泛重视[2]。这种系统主要应用于建筑能源 领域，而建筑能源需求中的冷、热需求通常随气温 的变化而变化，因此冷热电联产系统一般为变工况 模式运行。文献[3-4]对于冷、热负荷的变化有所研究， 但它们关注的主要是设备容量的优化配置。
2.3 冷热电联产系统变工况案例 为对图 1 所示系统的变工况性能进行进一步说
明，选择 ST40 型机组作为联产系统动力子系统[7]， 溴化锂机组选择双效机组。对于直燃型溴化锂机组， 机组出口排气中热量被排向环境，因此制冷系数中 的“输入热量”采用燃料热值。本文采用的余热型 机组，机组出口排气中热量也被释放到环境中，因 此制冷系数的“输入热量”也取机组进口处排气焓 值(0℃时排气焓值为 0kJ/kg)。根据目前溴化锂机组 水平，制冷工况额定负荷时排烟温度取为 180℃， 制冷系数为 0.82。供热工况时因为供热温度只有 60℃，余热锅炉额定工况排烟温度可取为 100℃。
第 26 卷 第 4 期 2006 年 2 月
文章编号：0258-8013 (2006) 04-0025-06
中国电机工程学报 Proceedings of the CSEE
中图分类号：TK123 文献标识码：A
Vol.26 No.4 Feb. 2006 ©2006 Chin.Soc.for Elec.Eng.
随功率的降低，燃气轮机排气温度和流量将有 所变化，图 2 为制冷系统和供热系统进、出口烟温 以及排气流量变化情况。燃气轮机从额定负荷降到 到 5%额定负荷时，排气温度从 544℃降到 262℃； 相对应，溴化锂机组的出口烟温从180℃降低到 142℃， 余热锅炉的出口烟温从 100℃降低到 63℃，二者的 下降速度相对比较平缓；排气量则由 1 增加到 1.13 左右。
T/K
G
800
G
1.1
600
T4
T5
1.0
400
T6
_ 0.9
0
0.2 0.4
0.6
0.8
N
图 2 不同负荷排气温度及排气量变化
Fig. 2 Temperature and flux of gas in part-load
1.0
0.8
0.6
0.4
C H
N
0.2
f
0
_
0
0.2 0.4 0.6 0.8 N
大多数情况下冷热电联产系统处于变工况运行 模式，部分负荷下联产系统的性能对联产系统的发 展至关重要。为此，本文对采用单轴燃气轮机的冷 热电联产系统在不同负荷下的热力学性能进行了分 析。由于变工况运行模式将使联产系统的性能恶化， 随着蓄能系统效率和可靠性不断地提高，可以考虑 通过蓄能来解决冷、热能的供需不平衡问题，从而 改善联产系统性能。
关键词：热能动力工程；冷热电联产系统；燃气轮机；变工 况；蓄能
1 引言
随着我国经济社会的快速发展，人们越来越关 注能源系统的环境问题[1]。冷热电联产系统作为分
基金项目：国家自然科学基金项目（90210032）。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (90210032)．
中国电机工程学报
第 26 卷
溴化锂机组和换热器分别在夏季和冬季各自独立工
作，用于制冷和供热。
2.2 燃气轮机冷热电联产系统变工况计算方法
特定型号燃气轮机变工况特性曲线很难得到，
本文燃气轮机变工况采用典型变工况计算方法[5]
η
=
3.18N
−
4.69N
2
+
3
3.69N
− 1.18 N
4
f = 0.288 + 0.624N + 0.088N 2
常规分产系统被广泛采用，并被选为参照系统。 目前中国火电厂平均发电效率为 33.3%，输变电损 失为 8.1%[8]；压缩式空调性能差异较大，本文制冷 系数按 5.0 考虑；供暖广泛采用锅炉，锅炉供热效 率为 90%。联产系统额定工况下参数汇总见表 1。