天然气冷热电三联供系统热力学分析(推荐3篇)

天然气冷热电三联供系统热力学分析 篇一

在当今社会，能源的高效利用和节能减排已成为一个重要的议题。天然气冷热电三联供系统作为一种新型的能源利用方式，在提供冷、热、电能的同时，能够最大限度地提高能源的利用效率。本文将对天然气冷热电三联供系统进行热力学分析。

天然气冷热电三联供系统由天然气锅炉、吸收式制冷机和燃气发电机组组成。首先，天然气锅炉通过燃烧天然气产生热能，将热能传递给供热系统，供应给用户使用。同时，锅炉燃烧产生的废气中的热能被利用，通过余热回收装置回收，用于制冷机组的制冷过程。而制冷机组则通过工质的吸收和蒸发，将热能从供热系统中吸收，使供热系统的温度降低，实现冷能的供应。最后，燃气发电机组利用天然气的燃烧产生热能，通过发电过程将热能转化为电能，并将废热利用于供热系统。

在天然气冷热电三联供系统中，热力学分析起着重要的作用。首先，通过对系统中各组件的工质流动进行热力学分析，可以确定系统的热能输出和热能损失，从而评估系统的能源利用效率。其次，热力学分析可以帮助优化系统的运行参数，提高系统的效率。例如，通过调整锅炉的燃烧温度和压力，可以提高燃烧效率和余热回收效率，从而提高系统的整体能源利用效率。此外，热力学分析还可以评估系统的可靠性和安全性，为系统的运行和维护提供指导。

然而，天然气冷热电三联供系统也存在一些问题。首先，系统中各组件之间的能量传递存在一定的能量损失，导致系统的能源利用效率不高。其次，系统的运行参数对系统的性能影响较大，需要进行精确的调节和控制。此外，系统的建设和运行成本较高，需要有较高的投资和维护费用。

综上所述，天然气冷热电三联供系统是一种能源高效利用的方式，通过热力学分析可以评估系统的能源利用效率和优化系统的运行参数。然而，系统的建设和运行还存在一些问题，需要在实践中加以解决。未来，随着技术的不断进步和能源政策的支持，天然气冷热电三联供系统有望在能源领域发挥更大的作用。

天然气冷热电三联供系统热力学分析 篇二

随着能源紧缺和环境污染问题的日益突出，天然气冷热电三联供系统作为一种新型的能源利用方式受到了广泛关注。本文将对天然气冷热电三联供系统进行热力学分析，探讨其在能源领域的应用前景。

天然气冷热电三联供系统是一种集供热、供冷和发电于一体的综合能源系统。通过天然气锅炉、吸收式制冷机和燃气发电机组的联合运行，系统能够同时提供热能、冷能和电能，实现能源的高效利用。在系统运行过程中，天然气锅炉通过燃烧天然气产生热能，供应给供热系统。同时，废气中的热能被回收利用，用于制冷机组的制冷过程。而燃气发电机组则利用燃气的燃烧产生热能，并将热能转化为电能。通过这种方式，系统能够最大限度地提高能源的利用效率，实现能源的综合利用。

热力学分析在天然气冷热电三联供系统中起着重要的作用。通过对系统中各组件的工质流动进行热力学分析，可以确定系统的热能输出和热能损失，从而评估系统的能源利用效率。同时，热力学分析还可以帮助优化系统的运行参数，提高系统的效率。例如，通过调整锅炉的燃烧温度和压力，可以提高燃烧效率和余热回收效率，从而提高系统的整体能源利用效率。

然而，天然气冷热电三联供系统在应用中还存在一些问题。首先，系统的建设和运行成本较高，需要有较高的投资和维护费用。其次，系统中各组件之间的能量传递存在一定的能量损失，导致系统的能源利用效率不高。此外，系统的运行参数对系统的性能影响较大，需要进行精确的调节和控制。

综上所述，天然气冷热电三联供系统是一种能源高效利用的方式，通过热力学分析可以评估系统的能源利用效率和优化系统的运行参数。然而，系统的建设和运行还存在一些问题，需要在实践中加以解决。未来，随着技术的不断进步和能源政策的支持，天然气冷热电三联供系统有望在能源领域发挥更大的作用。

天然气冷热电三联供系统热力学分析 篇三

天然气冷热电三联供系统热力学分析

　　冷热电三联供是一种基于能源梯级利用概念上建立的集发电、制冷和供热过程为一体的多联供总能系统，以下是小编搜集整理的一篇探究天然气冷热电三联供系统热力学的论文范文，欢迎阅读参考。

　　摘 要：天然气先通过燃气轮发电机进行发电，再通过燃气轮机排出的高温烟气促使吸收式制冷剂工作，进行制冷，最后通过换热器所回收的温烟气的余热将生活用水加热，这就是冷热电三联供方式，它突显的是能源的充分利用，同时还能起到经济环保的作用，使得大力推广和应用。本文就对天然气冷热电三联供系统的热力学进行了研究和分析。

　　关键词：天然气;冷热电三联供;分布式能源;能量效率;烟效率

　　一、天然气的冷热电三联供系统及其运行方式

　　冷热电三联供是一种基于能源梯级利用概念上建立的集发电、制冷和供热过程为一体的多联供总能系统。首先将燃料用于发电，然后将发电中所生成的高温烟气作为制冷的推力，最后将烟气中还存有的余热将生活用水加热成热水，因为它能够在很大程度上将能源加以充分利用，将能源加以充分利用，同时节约能源，所产生的有害气体排放量也很少，设备的利用率也会有所提高，具有较高的经济效益，所以对于那些需要同时使用冷热电的场所是特别适用的，例如居民区、宾馆以及办公楼等，同时在夏季的用电高峰期期间，它能够有效缓解电网超负荷运行情况。天然气的冷热电三联供系统的基本原理和运行方式基本与上述保持一致。而且为了满足不同的使用目的以及用户具体所需负荷变化组合不同形式的燃料补充结构，但其燃气发电设备、制冷系统以及供热系统这个基本设备均会被保留。

　　二、冷热电三联供系统的能量以及?的分析

　　(1)能量分析

　　这里对该系统的能源利用特性进行分析所采用的方法是能量平衡法，为了便于分析，这里假设该系统的运行稳定，同时其设备效率也保持稳定不变。天然气的燃气轮发电机在进行发电的同时会将高温烟气提供给吸收式制冷机，此时燃气轮发电机Qf和Pe的关系应该

　　Pe=Qfηe

　　其中ηe是由发电机性能所决定的发电效率，当燃烧天然气后的能量，一部分用作发电，一部分则被损耗用于散热，剩余的则会被烟气带走。根据发电机能量平衡的关系可以得到Q1的关系式为

　　Q1=Qf(1-ηe-η1)

　　制冷剂的制冷量在单位时间内的关系表示为

　　QC=Q1ηeε

　　其中ηc是高温烟气向吸收式制冷剂中提供的余热回收效率，ε是制冷剂制冷系数。而高温烟气经过制冷剂的能量关系式为

　　Q2=Q1(1-ηc-η2)，

　　当制冷机将中温烟气排入到换热器中，烟气中的余热将会被进一步回收，并提供热水，此时所用的热量为

　　Qh=Q2ηh，

　　其中ηh为换热器的回收效率。设定换热器和制冷机的

　　该系统的能量利用效率则是有效能源与被消耗能源之间的比值为

　　(2)?分析

　　在制定环境状态中，该系统对外做的最大有用功的能力就是?，通过对系统?的分析，可以对该系统的能量系统设计、性能评价等进行了解，也就是分析该系统能量的`最大工作效率，以及能量损失部位，对最大工作效率与实际工作之间存在的差别进行判断，进而为系统的设计提供优化方向。对于天然气的冷热电三联供系统来说，通过?分析能够准确的将系统的工作状态反映出来，同时?损失的部位及其量的大小也能加以确定。从系统的能量流程图中可知，天然气的?应该是该系统所消耗的总?，通常也于天然气的低燃烧值近似，定义为Qr。电能与电?是同等的，因此系统在单位时间内的电?输出为Ee=Pe，而制冷工质从环境温度冷却到一定温度的过程中也会吸收热量，也就是制冷机输出的制冷量，热?与输出制冷量的关系为

　　其中输出冷量工质的温度为Tc。

　　换热器加热生活热水的输出热?Eh为

　　对于系统的各部位损失?的主要原因是散热和泄露，同时也是运转过程的不可逆性。

　　三、冷热电三联供系统的讨论

　　该系统的工作效率应该是由实际机器设备性能、具体运行环境条件以及操作工况所决定的，不过就目前而言，使用的机器设备及其运行环境大致一致，因此操作工况才是该系统效率的主要影响因素。操作工况主要涉及三种输出负荷比以及各个环节所处环境温度和压强，在系统实际运行的时候，烟气中的压强会比环境大气压略高1%，但是与温度相比，压强产生的变化影响到系统运行热力学性能的程度要小。将烟气看做理想气体，那么单位物质量的烟气中与压强相应的压?和压能应该分别是RT0ln(p/p0)-p0(Vm0-Vm)和RT0ln(p/p0)，其中气体常数为R，烟气压强为p，环境压强为p0，当前状态的摩尔体积为Vm，寂态下摩尔体积Vm0。燃气轮发电机的烟气出口压强通常都是1.02×105Pa，与出口烟气温度770K相比，压能占总能的0.2%，压?只占总?的0.005%。因此该系统主要是回收利用烟气中的热能，并且操作温度对系统效率的影响最大。

　　从上述所列关系式中可以找到环境温度、系统制冷量、供热量、能量利用率以及?效率之间的关系，当制冷机的制冷量与换热器供热量随着环境温度的上升而逐渐增加，环境温度每上升10K，制冷量和供热量均上升2%。当制冷机的绝对增加量比换热器供热增加量高，那么就代表制冷过程用去了绝大部分的烟气能量。而且随着环境温度的上升，系统的能力利用率和?效率也会随之增加，这是因为热量和冷量都处于增长状态。而且当环境温度上升10K的时候，能量效率的增加倍数大约是0.014倍，同时?效率也会增加0.043倍。再结合?的定义来看，随着环境温度的上升，该系统的总?效率也会随之增加。

　　参考文献

　　[1]高茜.冷热电三联供方案可行性及技术经济分析[D].2011.

　　[2]秦朝葵，李伟奇，谢卫华，等.微燃机天然气冷热电三联供系统热力学分析[J].天然气工业，2008，28(01)：83-85.

　　[3]陈拓发.生物质与天然气冷热电联供系统的优化研究[D].2013.