1、    產業園天然氣分布式能源系統熱力性能測試分析    阮慧鋒胖居隆×跣南摘要：結合天然氣分布式能源站詳細地進行了熱力性能測試，得到了其各項熱力性能指標，準確地掌握了系統實際運行狀況，為后續系統的優化改造提供了有效的指導，以期為天然氣分布式能源站熱力性能測試提供參考。關鍵詞：分布式能源； 內燃機； 溴化鋰； 熱力性能：tk284.1：a ：16749944（2017）100158031 引言分布式能源系統是建立在用戶附近的多能源供應系統，通過將發電后的余熱用來制冷、供熱，實現能源的梯級利用，提高了能源的綜合利用率，減少了環境污染13。 燃氣內

2、燃機由于產品功率加大，發電效率明顯高于燃氣輪機，且調節性能好，所以在cchp系統中的應用逐漸增加。通過對國內某產業園天然氣分布式能源站熱力性能測試，得到系統各項性能參數，為后續能源站得優化改造提供數據支持。2 系統流程國內某產業園分布式能源系統采用內燃機+煙氣熱水型溴化鋰機組+電制冷機組。其系統如圖1。其系統由天然氣燃燒產生的高溫高壓燃氣推動內燃機的發電機組運轉發電；空調用冷熱水由煙氣熱水型溴化鋰吸收式機組提供，夏季來自內燃機的高溫煙氣進入機組的煙氣高壓發生器加熱溴化鋰溶液放熱降溫，溫度降低到170后進入煙氣熱水換熱器。來自內燃機的缸套冷卻水先進入煙氣熱水換熱器，回收低溫煙氣熱量，將煙氣排放溫

3、度降低到120。升溫后的缸套冷卻水進入熱泵機組的熱水發生器加熱溴化鋰溶液放熱降溫，使機組能同時利用煙氣、熱水加熱制冷運行；冬季內燃機發電機組排放的高溫段煙氣熱量作為驅動熱源，并將從煙氣中回收的熱量傳遞給來自空調系統的供熱熱水，該熱水出機組主體后進入板式換熱器，與發電機組的缸套冷卻水換熱升溫后返回空調系統。其主要設備如表1。3 評價指標3.1 一次能源利用率3.2 內燃機發電效率燃氣內燃機組發電效率定義為：單位時間內，內燃機發電機組發電量與消耗燃料熱量的比值，此處熱量取燃料的低位發熱量。計算公式為：e=qe×3600vfhu×100（2）式（2）中：e為內燃機發電機組效率，%

4、；qe為內燃機輸出功率，kw；vf為天然氣體積流量，m3/h；hu為天然氣的低位發熱量，kj/m3。3.3 內燃機排煙熱量內燃機排煙熱量在下一級設備中得到利用，一般計算方法為：式（3）中，hfg1為內燃機出口煙氣焓，通過煙氣的成分及該點的溫度tfg1（tfg1是煙氣溫度的實測值）查表得到，kj/kg；qfg1為煙氣在該點的流量，m3/h；fg1為煙氣在該點的密度，kg/m3。對于采用電子控制系統的燃氣內燃機，煙氣的質量流量可根據電控單元實測的過量空氣系數和天然氣的組分得出內燃機的空氣進氣量，加上內燃機天然氣的消耗量得到。3.4 溴化鋰機組性能系數（cop）是衡量供熱設備最主要指標，它表征著設備

5、能量與能量之間轉換比率。對于供熱溴化鋰機組，cop可以表示為：式（4）中，qc為機組供熱量，kw；qfg、qhw為溴化鋰機組的煙氣耗熱量、熱水耗熱量，kw；we為溴化鋰機組的消耗電量，kw。4 試驗結果及分析4.1 內燃機熱力性能試驗過程中對內燃機100%負荷和75%負荷進行了熱力性能測試，具體測試結果如表2。從不同工況試驗結果比較，內燃機發電機組在額定工況下，發電效率高于其它負荷工況。隨著內燃機負荷的下降，內燃機出口煙溫迅速上升，發電效率下降比較明顯，而熱效率對工況的變化不敏感。4.2 溴化鋰熱力性能內燃機熱力性能測試的同時對溴化鋰機組進行了測試，測試結果如表3。溴化鋰供熱量由缸套水和煙氣兩

6、部份制熱量組成。隨著內燃機負荷的下降，進入溴化鋰機組的煙氣溫度得到了提升，煙氣的品質提高了，同時缸套水流量的減小導致缸套水制熱量在總熱量的比例減小了，最后導致部分負荷下溴化鋰制熱系數微小提升。4.2 全廠熱力性能在冷負荷充足、兩臺機組滿負荷工況下，對能源站進行了全廠熱力性能試驗，具體數據見表4。能源站熱媒水的供熱量為5340.2 kw，生活熱水供熱量為1446.8 kw，發電量為8072.4 kw，一次能源利用率為80.2%，綜合熱電比為84.1%（表4）。5 結語針對國內某產業園分布式能源站進行了詳細地熱力性能測試，結果表明：能源站一次能源利用率80.2%，額定工況下，內燃機發電效率43.4%，溴化鋰制熱系數0.91，系統地了解了其實際運行中各主要設備的各項性能指標，對機組的運行優化有較高的指導意義，為同行在分布式能源系統中的性能評價提供有益幫助。參考文獻：1陳 強，紀星星，李義強，等.余熱利用冷電聯工系統熱力性能分析j.熱力發電，2015，44（9）：3236.2谷雅秀，王生鵬，高振生.冷熱電三聯產系統研究進展j.熱力發電，2010，39（12）：1422.3chicco g，mancarefla p.distributed multi