微燃机分布式能源系统的热力学分析 thermodynamic analysis of distributed energy system with micro-gas-turbine.pdfVIP

微燃机分布式 能源系统的热力学分析 张雪梅1，李伟奇2，秦朝葵2，谢卫华3 1．浙江工业大学，浙江杭州 310014 2．同济大学，上海200092 3．上海航天能源有限公司，上海201201 [摘 要] 采用回热Braydon循环的简化模型，确定了微型燃气轮机(微燃机)分布式能源系统 (DES)各组件的热力学过程和斓损失的计算方法。针对同济大学某建筑内的微燃机 分布式能源系统，进行了能量平衡和斓平衡计算，确认该系统比常规能源系统在能源 利用率、斓效率方面具有更好的经济性。 [关 键词] 微燃机；分布式能源系统；热力学模型；能量分析；斓分析 [中图分类号]TK472+．5 [文献标识码]A [文章编号]1002—3364(2008)02—0048一04 微燃机DES以天然气为燃料，通过燃气透平做 要由压气机、燃气透平、燃烧室、回热器和发电机等组 功，排气驱动余热利用机组实现供电、供热、制冷和生 成。空气分为2路：(1)空气经压气机压缩进入回热器 活热水生产等。微燃机与其它应用于DES的原动机 预热后，再进入燃烧室，以提高燃烧温度、增强燃气透 (如天然气发动机、燃气轮机、斯特林发动机等)相比， 平做功能力；(2)空气对主轴承的润滑油系统进行冷却 具有建设周期短、占地面积小、安装维护简单、污染物 后直接排出。天然气在燃烧室与预热空气混合燃烧， 产生高温燃气进入燃气透平做功，驱动压气机和发电 排放量低、起停迅速等优点。自2001～2002年商业化 以来，微燃机即在小型DES领域得到了推广应用。美 机。微燃机的轴系为单轴设计，故障率较低、安装维护 国马里兰大学是最早开展微燃机DES应用的研究单 较方便。燃气透平排气余热利用设备可以是余热锅 。 位之一，其采用的美国卡普斯顿C60型微燃机和远大 炉、吸收式制冷机、除湿机等各种装置。表1给出了目 单效吸收式制冷机组，系统的总能源利用率达到了 前已商业化的一些微燃机工作性能参数。 怙 72％，CO：减排量达到了40％[2]。同济大学与意大利 冷却水 9 9 e 术 国土资源部合作，在该校组建了微燃机DES试验装 单效吸收式制冷机组 纛置，开展面向用户的微燃机DES应用与优化研究。 Ⅳ●U 詈圃参 ‰瓢袅 热 1微燃机DES工作原理和热力学过程 力 图1微燃机DES工作原理 第发 馨电 微燃机DES工作原理见图1。微燃机发电机组主 收稿日期： 2007—07—31 作者简介： 张雪梅(1972一)，女，浙江长兴人，浙江工业大学能源与动力工程研究所讲师，同济大学供热、供燃气、通风及空调工程专业博士研究 翥8 生，主要从事燃气应用及热能利用技术的教学及研究。 八 E-mail：zxm312@126．COITI 万方数据