燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能經(jīng)濟(jì)性研究

魯巖

（中船重工龍江廣瀚燃?xì)廨営邢薰荆?/p>

摘 要：當(dāng)前，由于我國(guó)是一個(gè)資源大國(guó)，因此能源有著較高的使用率，天然氣等能源在相關(guān)領(lǐng)域得到了普遍的認(rèn)可。倘若使用聯(lián)供系統(tǒng)，能夠從本質(zhì)上將運(yùn)作水平加以提升，從而起到節(jié)約的作用。只有這樣做才能夠符合相關(guān)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。不僅僅如此，建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ停軌虼偈惯\(yùn)作形式和電價(jià)最佳的目的。基于此，本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析，筆者依據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并提出合理化建議，提供給相關(guān)人士，供以借鑒。

關(guān)鍵詞：冷熱電聯(lián)供；燃?xì)廨啓C(jī)；系統(tǒng)優(yōu)化；經(jīng)濟(jì)性

隨著城市化腳步的不斷發(fā)展下，對(duì)資源以及能源的需求量越來(lái)越大，對(duì)資源進(jìn)行最大化的利用是推動(dòng)城市發(fā)展的關(guān)鍵所在。相關(guān)人員在對(duì)應(yīng)用天然氣的時(shí)候，一般采取的是聯(lián)供系統(tǒng)的形式，并將多種技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，不但將資源的利用率加以提高，而且還能夠促使能源消耗的平衡得以實(shí)現(xiàn)。基于此，本文就從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析，旨在為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)奉獻(xiàn)出一份自己的力量，提供給相關(guān)人員，供以借鑒。

1 數(shù)學(xué)模型的建立

1.1 燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的描述

對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，所產(chǎn)生的構(gòu)造具有一定的簡(jiǎn)單性，除了燃?xì)廨啓C(jī)等設(shè)備以外，還包含余熱鍋爐等。從有關(guān)圖示可以了解到，相關(guān)人員通過(guò)使用天然氣等有關(guān)能源還能夠促使燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)現(xiàn)推動(dòng)的效果，繼而將電負(fù)荷加以提升。不僅僅如此，燃?xì)廨啓C(jī)所具有的溫度到達(dá)了制冷劑里面，那么久能夠提供相關(guān)的負(fù)荷。假如冷負(fù)荷亦或是熱負(fù)荷出現(xiàn)不足的情況，那么相關(guān)人員就可以利用天然能源做好供應(yīng)工作。通常情況下，電負(fù)荷往往是出于公共電網(wǎng)里面。以往的冷熱電機(jī)在實(shí)際運(yùn)作的時(shí)候，所產(chǎn)生的作用經(jīng)常依賴于電制冷機(jī)；而對(duì)于熱負(fù)荷來(lái)說(shuō)，通常依靠燃?xì)忮仩t供給的。

1.2 數(shù)學(xué)模型的建立

相關(guān)人員在對(duì)冷熱點(diǎn)聯(lián)供系統(tǒng)做出有關(guān)研究的時(shí)候，主要依賴于數(shù)學(xué)建模的方式得以實(shí)現(xiàn)的。由于數(shù)學(xué)建模的實(shí)施過(guò)程具有一定的專業(yè)性，一般來(lái)說(shuō)主要體現(xiàn)在下面幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，假設(shè)在燃?xì)廨啓C(jī)亦或是有關(guān)設(shè)備所產(chǎn)生的溫度能夠處于相同的范圍，但是變化程度不會(huì)改變；第二，假設(shè)當(dāng)聯(lián)供系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)作的時(shí)候，所產(chǎn)生的效率一直都保持不變。

這時(shí)候相關(guān)人員可以從該系統(tǒng)中選擇一個(gè)最佳的模型，并且對(duì)所產(chǎn)生的相關(guān)參數(shù)做好詳細(xì)的記錄。將燃?xì)鈾C(jī)的具體運(yùn)作狀況認(rèn)真的研究。設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)對(duì)燃?xì)廨喫a(chǎn)生的天然氣進(jìn)行詳細(xì)的預(yù)算。總而言之，所得到的結(jié)果往往會(huì)受到相關(guān)額度，低位熱值等有關(guān)因素所帶來(lái)的影響。

從整個(gè)系統(tǒng)中選擇經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的模型，研究人員對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷率以及煙氣的流量等進(jìn)行分析和計(jì)算。將燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行以及停止工作的狀態(tài)進(jìn)行記錄和分析。設(shè)定穩(wěn)定的參數(shù)來(lái)計(jì)算出燃?xì)廨啓C(jī)消耗天然氣的含量。具體來(lái)說(shuō)，這一結(jié)果受到燃?xì)廨啓C(jī)額定功率，發(fā)電效率以及低位熱值等因素的影響。

不僅僅如此，燃?xì)廨啓C(jī)所產(chǎn)生的余熱量會(huì)在一定程度上受到相關(guān)損失效率帶來(lái)的不利影響。在各種環(huán)境下，燃?xì)廨啎?huì)受到各種因素帶來(lái)的影響。因此，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)這類問(wèn)題引起必要的重視。與此同時(shí)，相關(guān)人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)不同因素做好科學(xué)的控制。確保燃?xì)廨啓C(jī)能夠在實(shí)際運(yùn)行得事情處于最好的運(yùn)行狀態(tài)。在講能源利用加以提高的同時(shí)，還能夠?qū)⑷細(xì)廨啓C(jī)工作質(zhì)量加以提高。

2 計(jì)算機(jī)結(jié)果與分析

2.1 計(jì)算參數(shù)選擇

燃?xì)廨啓C(jī)的相關(guān)計(jì)算參數(shù)主要是由國(guó)外某一權(quán)威公司所提供的數(shù)據(jù)信息來(lái)進(jìn)行選擇。其中天然氣發(fā)電率主要為24%左右，熱損失比率為8%。除此之外，排煙溫度控制在512℃。工作人員對(duì)制冷系數(shù)，發(fā)生器燃燒效率以及煙氣溫度和環(huán)境溫度等因素的數(shù)據(jù)信息都進(jìn)行了明確。根據(jù)這些因素，研究人員計(jì)算出了系統(tǒng)運(yùn)行的初步投資額，將這一系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際的供熱和制冷工作中，分別計(jì)算出冷、熱以及負(fù)荷量等等。通過(guò)計(jì)算結(jié)果可以看出，電氣的價(jià)格都被控制在了0.19元/kWh。通過(guò)具體的計(jì)算可以看出，燃?xì)廨啓C(jī)部分負(fù)荷率和優(yōu)化煙氣的分配率和能源的最終價(jià)格沒(méi)有任何關(guān)系。因此，在以后的研究中，無(wú)需考慮到電氣價(jià)格。

2.2 聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能性

相關(guān)人員在對(duì)聯(lián)供系統(tǒng)所具有的節(jié)能以及經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行研究的時(shí)候，所選擇的參數(shù)通常要依據(jù)消耗量實(shí)施的。簡(jiǎn)單的說(shuō)是由于不同設(shè)備所產(chǎn)生的能源也是存在差異性，這樣系統(tǒng)運(yùn)作水平也是存在區(qū)別的。

隨著當(dāng)前燃?xì)廨啓C(jī)功率的日益提升下，與分供系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，聯(lián)供系統(tǒng)所產(chǎn)生的節(jié)能效益也在不斷提高。在燃?xì)廨啓C(jī)所產(chǎn)生的功率不小于2.0MW的情況下，那么節(jié)約百分率就會(huì)依據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)功率的提升而增加到19.1%的范圍。

2.3 聯(lián)供系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性

分析聯(lián)供系統(tǒng)相對(duì)分供系統(tǒng)的節(jié)能性選用的參數(shù)為年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約率和差價(jià)投資回收期。年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約百分率是指聯(lián)供系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約與分供系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用的比值。差價(jià)投資回收期是指聯(lián)供系統(tǒng)初投資增加與年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用的比值。聯(lián)供系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用高于分供系統(tǒng)，故年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用和差價(jià)投資回收期均為負(fù)值，此時(shí)應(yīng)用場(chǎng)合不適于采用聯(lián)供系統(tǒng)。

年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約和節(jié)約百分率逐漸增加并趨于定值，并且后者與天然氣價(jià)格無(wú)關(guān)。同樣燃?xì)廨啓C(jī)額定功率，年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約和節(jié)約百分率隨電氣價(jià)格比增大而增加。同樣天然氣價(jià)格和電氣價(jià)格比時(shí)，差價(jià)投資回收期隨燃?xì)廨啓C(jī)額定功率增加而增加。

綜合以上計(jì)算分析，對(duì)于本文分析的應(yīng)用場(chǎng)合，選擇燃?xì)廨啓C(jī)額定功率2.0MW較為合適，當(dāng)天然氣價(jià)格為1.8元/m3，電氣價(jià)格比為0.4（元/kWh）/（元/m3）時(shí)，聯(lián)供系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約百分率約為27.5%，差價(jià)投資回收期3.32年。

隨燃?xì)忮仩t效率和電制冷機(jī)制冷系數(shù)的增加，節(jié)約百分率逐漸降低；而隨著其他5個(gè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)（屬于聯(lián)供系統(tǒng)）數(shù)值的增加，節(jié)約百分率逐漸升高。在聯(lián)供系統(tǒng)各設(shè)備中，節(jié)約百分率受燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率的影響最大，發(fā)電效率從減少15%到增加15%的變化過(guò)程中，對(duì)應(yīng)的運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約百分率從20.3%增加到28.7%；其次是吸收式制冷機(jī)制冷系數(shù)，對(duì)應(yīng)的運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約百分率從22.7%升高至27.2%；然后是吸收式制冷機(jī)煙氣余熱回收效率和余熱鍋爐回收效率；吸收式制冷機(jī)燃燒效率的影響最小。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上內(nèi)容的闡述，可以看出：聯(lián)供系統(tǒng)能夠在最佳的運(yùn)作狀態(tài)是和電氣價(jià)格之間存在密切的聯(lián)系的。在電氣價(jià)格比小于一定數(shù)值的情況下，那么最佳運(yùn)作形式就是燃?xì)廨啓C(jī)不能運(yùn)行。由于燃?xì)廨啓C(jī)所產(chǎn)生的額定功率極其有關(guān)價(jià)格都會(huì)在某種程度上對(duì)聯(lián)供系統(tǒng)帶來(lái)影響。而發(fā)電效率是影響聯(lián)供系統(tǒng)的重要因素，緊接著就是吸收式制冷劑所具有的制冷系數(shù)以及相關(guān)煙氣所擁有的回收率。

參考文獻(xiàn)

[1]孔祥強(qiáng)，王如竹，黃興華.淺談分布式區(qū)域冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)[J].中國(guó)建設(shè)信息（供熱制冷專刊），2002（05）.

[2]王如竹.關(guān)于建筑物節(jié)能及復(fù)合能量系統(tǒng)的幾點(diǎn)思考[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2002（03）.

[3]徐建中.分布式供電和冷熱電聯(lián)產(chǎn)的前景[J].節(jié)能與環(huán)保，2002（03）.endprint