具有吸收式热泵供热的热电联产机组调峰特性分析

摘要

利用吸收式热泵回收热电排汽余热用于供热，具有节能、环保、经济等效益突出的特点，因此被广泛应用于热电联产行业，提高了能源利用效率，扩大了机组的供热能力。经济的发展转变了我国用电结构和用电需求，电力系统呈现出峰谷差日益扩大，调峰需求显著增多的特点。热电联产机组参与调峰，是减小电网峰谷差和解决风电消纳的重要途径，具有吸收式热泵供热的热电联产机组调峰已经成为当前亟需解决的问题。
　　本文以已投运的具有吸收式热泵供热的热电联产机组为研究对象，旨在获取该类型机组的调峰能力，以Ebsilon软件构建热力学模型仿真机组的运行工况，探究热电调峰对机组供热性能的影响，确定机组供热期间最大调峰能力的计算原则，绘制具有吸收式热泵供热的热电联产机组的调峰运行工况图，拟合机组调峰能力计算公式，具体内容如下:
　　(1)分析溴化锂吸收式热泵的热力过程，设计并构建基于效率因子法和基于实际循环的两种模型，与现场调试数据进行对比，验证基于两种吸收式热泵的模型的计算精度，确定两种模型的应用场合和选用依据。
　　(2)构建基于Ebsilon的汽轮机变工况仿真模型，提出基于滑压控制、汽轮机级组效率、和低压缸排汽损失的修正方法，提高模型精度，对比机组不同负荷的设计数据和模型模拟结果，验证模型的精度。
　　(3)借助模型分析了外界因素变动（循环水、抽汽压力和热网水温）对吸收式热泵制热系数COP的影响。模拟汽轮机变工况引起的相关供热参数的变动，为系统实际调峰期间获得稳定的供热负荷控制提供了数据支撑。
　　(4)基于热电联产机组调峰限制因素，建立热电联产机组最大负荷和最小负荷的计算原则。借助仿真模型绘制出具有吸收式热泵供热的热电联产的调峰运行工况图，拟合出最大调峰功率线和最小调峰功率线，并通过最小二乘法对热电负荷进行拟合，得到热电联产机组调峰运行限值，为热电负荷调度和电网调峰指导提供理论依据。考虑到机组调峰期间，热泵COP易受众多因素影响的特点，分析了COP变动对机组调峰能力的影响，得到以下结论:吸收式热泵供热耦合热电联产影响机组调峰性能，当机组供热负荷较低时，热泵的运行会降低机组的调峰能力;当机组负荷增长到一定阶段，热泵的运行能显著提高机组的调峰能力，COP达到设计值时，最大供热负荷下，采用热泵供热系统调峰能力比传统供热方式提高91％，且其对机组电力调峰能力的影响受热泵制热系数COP的影响，COP越大，热泵供热对热电联产机组调峰能力提升越明显。

目录

声明

摘要

主要符号说明

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 热电联产机组的形式

1．2．2 热电联产机组的调峰限制因素

1．2．3 热电联产机组调峰模式研究

1．3 本文主要研究内容

第2章 吸收式热泵机组仿真模型的构建

2．1 吸收式热泵的概念

2．1．1 吸收式热泵工作原理

2．1．2 吸收式热泵的性能评价

2．2 Ebsilon软件的介绍

2．3 基于Ebsilon的吸收式热泵模型

2．3．1 基于效率因子的吸收式热泵模型

2．3．2 基于实际循环的吸收式热泵模型

2．3．3 模型对比及验证

2．4 本章小结

第3章 汽轮机变工况的模型构建

3．1 汽轮机原型机组简介

3．2 汽轮机本体仿真模型

3．2．1 流动特性模型

3．2．2 级组的效率模型

3．3 辅助系统仿真模型

3．3．1 抽汽回热系统模型

3．3．2 凝汽器模型

3．4 汽轮机变工况模型的修正

3．4．1 相对内效率修正

3．4．2 主蒸汽压力的修正

3．4．3 排汽损失的修正

3．5 汽轮机变工况模型的验证

3．6 本章小结

第4章 机组调峰对供热系统的影响

4．1 供热负荷的确定

4．2 汽轮机调峰对供热参数的影响

4．2．1 调峰对汽轮机抽汽参数的影响

4．2．2 汽轮机调峰对循环水温度的影响

4．3 机组调峰对热泵性能的影响

4．3．1 热网水温度对热泵COP的影响

4．3．2 抽汽压力对热泵COP的影响

4．3．3 循环水温度对热泵COP的影响

4．4 本章小结

第5章 热泵对热电联产机组电力调峰的影响

5．1 调峰运行参数的分析

5．1．1 低压缸最小冷却流量

5．1．2 供暖抽汽压力

5．2 热泵对机组电力调峰范围的影响

5．2．1 机组的最大调峰功率

5．2．3 机组最小调峰功率

5．5．3 机组调峰运行工况图

5．3 机组调峰范围的拟合

5．4 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢