一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)領(lǐng)域中的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，其特征在于，根據(jù)實際需求選擇分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)某條工藝流程的起始設(shè)備與型號，利用聯(lián)供系統(tǒng)所處典型時間點大氣條件對起始設(shè)備進行變工況修正；利用設(shè)備間輸入輸出關(guān)系，進行設(shè)備連接選擇，同時考慮工質(zhì)在設(shè)備之間管道傳輸?shù)膮?shù)損失，利用設(shè)備輸入工質(zhì)參數(shù)限制進行設(shè)備型號選擇，并對設(shè)備進行變工況修正，直至完成工藝流程方案；多條工藝流程方案組合成為系統(tǒng)方案，并完成對聯(lián)供系統(tǒng)方案變工況下設(shè)備運行狀態(tài)和供能能力的計算。本發(fā)明提出的方法，可以靈活設(shè)計多種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，且避免了由于依據(jù)設(shè)備額定參數(shù)選型而引起的設(shè)備變工況條件下運行越限。
【專利說明】一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的 設(shè)計計算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界能源儲量的不斷下降，人們越來越重視能源問題。分布式冷熱電聯(lián)供系 統(tǒng)作為能源利用率高、環(huán)境污染小的供能系統(tǒng)，受到越來越多的關(guān)注。
[0003] 20世紀70年代的能源危機導致了分布式供能系統(tǒng)的發(fā)展。一般來說，分布式冷熱 電聯(lián)供系統(tǒng)是指一種以分散的方式分布在負荷源附近，可獨立輸出電、冷、熱能的小規(guī)模供 能系統(tǒng)。它能夠?qū)㈦姟帷⒗?種能量需求有效統(tǒng)一，實現(xiàn)能源梯級利用，提高能源綜合利用 率。當前，分布式供能已經(jīng)在國外得到大力發(fā)展。我國分布式供能雖然起步較晚，但是也已 經(jīng)建立了分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)工程，分布式冷熱電聯(lián)供在我國將會得到飛速發(fā)展。
[0004] 雖然現(xiàn)在已經(jīng)存在多種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計方案，但卻缺少一種以內(nèi)燃 機或燃氣輪機為主要發(fā)電設(shè)備的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計方法。并且，在以內(nèi)燃機或 燃氣輪機為主要發(fā)電設(shè)備的冷熱聯(lián)供系統(tǒng)中，由于內(nèi)燃機或燃氣輪機的運行受大氣條件影 響十分明顯，它們在不同大氣條件下很容易偏離額定工況運行，設(shè)備連接管道之間也存在 工質(zhì)參數(shù)損耗，從而引起整個分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的變工況運行。所以，在特定大氣條件 下，設(shè)計分布式冷熱電聯(lián)供方案時只根據(jù)設(shè)備輸出額定值進行設(shè)備選型有可能在設(shè)備實際 運行時會出現(xiàn)設(shè)備運行參數(shù)越限的情況。目前雖然已有對分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)常用設(shè)備 的變工況計算研究，但是，卻缺少一種對分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的通用變工況計算方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，在考慮以內(nèi)燃機或燃氣輪機為主要發(fā)電設(shè)備的分布式冷熱電 聯(lián)供系統(tǒng)所處大氣條件的前提下，提出一種靈活的、符合設(shè)備實際運行要求的分布式冷熱 電聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計方法，同時完成對所設(shè)計分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的變工況計算，得到各設(shè) 備運行狀態(tài)及系統(tǒng)供能能力。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，包括下列步 驟：
[0007] 步驟1 :設(shè)計燃氣輪機或內(nèi)燃機作為分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)某一工藝流程的起始 設(shè)備，并根據(jù)實際需求選擇起始設(shè)備型號，作為其下級設(shè)備的上級設(shè)備。
[0008] 步驟2 :選擇分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)所應(yīng)用環(huán)境的η個典型時間點的溫度、濕度、 壓力參數(shù)，對內(nèi)燃機或燃氣輪機的發(fā)電功率及輸出工質(zhì)進行修正，得到燃氣輪機或內(nèi)燃機 消耗燃料流量、發(fā)電功率、輸出工質(zhì)參數(shù)η個對應(yīng)變工況值。
[0009] 步驟3 :上級設(shè)備輸出口產(chǎn)生的工質(zhì)，除可用于供熱的部分外，經(jīng)過對應(yīng)工質(zhì)管道 輸送給下級設(shè)備。根據(jù)設(shè)備間的連接關(guān)系和每一設(shè)備輸出口所欲接下級設(shè)備建立對應(yīng)個數(shù) 的工質(zhì)管道與上級設(shè)備輸出口相連，工質(zhì)管道另一端與下級設(shè)備輸入口相接。
[0010] 步驟4 :計算η個典型時間點下步驟3中建立的工質(zhì)管道與下級設(shè)備相接處對應(yīng) 的η組工質(zhì)參數(shù)，即下級設(shè)備輸入口所輸入工質(zhì)參數(shù)。
[0011] 步驟5 :利用下級設(shè)備所存在型號及對應(yīng)約束，進行下級設(shè)備型號選擇。選擇合適 設(shè)備型號，調(diào)整各輸出口傳遞到下級設(shè)備的工質(zhì)在與該輸出口相連工質(zhì)傳輸管道中的工質(zhì) 分配比例，使所選擇設(shè)備型號必須在η組輸入工質(zhì)參數(shù)下都能正常運行，若不存在合適下 級設(shè)備型號，需重新進行工藝流程設(shè)計。若不需重新進行工藝流程設(shè)計，則針對每一臺下級 設(shè)備，根據(jù)其輸入口輸入的η組工質(zhì)參數(shù)對該設(shè)備輸出口設(shè)備工質(zhì)參數(shù)及其它輸出參數(shù)進 行修正，得到η組修正值。
[0012] 步驟6 :根據(jù)下級設(shè)備判斷工藝流程設(shè)計是否結(jié)束。若設(shè)計結(jié)束，執(zhí)行步驟7,否 貝1J，把存在必須接下級設(shè)備輸出口的下級設(shè)備作為新的上級設(shè)備，重復(fù)步驟3到步驟6。
[0013] 步驟7 :重復(fù)步驟1到步驟6,可建立多條工藝流程。將所建立的工藝流程組合，形 成分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計方案。
[0014] 步驟8 :計算分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)電功率、供熱功率、制冷功率，得到聯(lián)供 系統(tǒng)的供能能力，同時得到變工況下各設(shè)備運行狀態(tài)。
[0015] 根據(jù)上述方案的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，所述步驟4中，工 質(zhì)煙氣考慮溫度、流量損耗，工質(zhì)過熱蒸汽考慮溫度、壓強、流量損耗，工質(zhì)飽和蒸汽考慮壓 強、流量損耗，熱水考慮溫度、流量損耗。
[0016] 根據(jù)上述方案的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，所述步驟6中，判 斷工藝流程設(shè)計結(jié)束的依據(jù)為：所述5中所述的所有下級設(shè)備不存在輸出口或存在可不接 下級設(shè)備的輸出口，且不準備為該輸出口設(shè)計下級設(shè)備，則該工藝流程設(shè)計結(jié)束。
[0017] 根據(jù)上述方案的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，所述步驟7中，重 復(fù)步驟1到步驟6的次數(shù)比分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中工藝流程的條數(shù)小1。
[0018] 根據(jù)上述方案的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，將聯(lián)供系統(tǒng)方案中 所有發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率相加，得到聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)電功率、供熱功率及制冷功率，分布式冷 熱電聯(lián)供系統(tǒng)方案中各設(shè)備變工況運行參數(shù)由步驟5中修正結(jié)果得到。
[0019] 本發(fā)明所提出的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，其有益效果為：方 便靈活，且考慮了大氣條件對設(shè)備的影響，在設(shè)計過程中完成對設(shè)備的選型與變工況修正， 避免了按照設(shè)備額定參數(shù)選型而引起的設(shè)備實際運行參數(shù)越限，同時完成對所設(shè)計系統(tǒng)變 工況下設(shè)備運行狀態(tài)和功能能力的計算。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的流程圖。

【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的， 而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0022] 圖1給出了本發(fā)明方法的整體實施流程，具體步驟如下：
[0023] 步驟1 :設(shè)計燃氣輪機或內(nèi)燃機作為分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)某一工藝流程的起始 設(shè)備，并根據(jù)實際需求選擇起始設(shè)備型號，作為其下級設(shè)備的上級設(shè)備。需要根據(jù)對聯(lián)供系 統(tǒng)所要求的供能能力，估算確定所需燃氣輪機或內(nèi)燃機的臺數(shù)及型號。
[0024] 步驟2 :選擇分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)所應(yīng)用環(huán)境的η個典型時間點的溫度、濕度、 壓力參數(shù)，對內(nèi)燃機或燃氣輪機的發(fā)電功率及輸出工質(zhì)進行修正，得到燃氣輪機或內(nèi)燃機 消耗燃料流量、發(fā)電功率、輸出工質(zhì)參數(shù)η個對應(yīng)變工況值。
[0025] 步驟3 :上級設(shè)備輸出口產(chǎn)生的工質(zhì)，除可用于供熱的部分外，經(jīng)過對應(yīng)工質(zhì)管道 輸送給下級設(shè)備。根據(jù)設(shè)備間的連接關(guān)系和每一設(shè)備輸出口所欲接下級設(shè)備建立對應(yīng)個數(shù) 的工質(zhì)管道與上級設(shè)備輸出口相連，工質(zhì)管道另一端與下級設(shè)備輸入口相接。
[0026] 以內(nèi)燃機或燃氣輪機為主要發(fā)電設(shè)備的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)主要包含的設(shè)備 及對應(yīng)關(guān)系如表1所示。
[0027] 表1分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)各設(shè)備對應(yīng)關(guān)系
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，其特征在于，該方法包括： 步驟1 :設(shè)計燃氣輪機或內(nèi)燃機作為分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)某一工藝流程的起始設(shè) 備，并根據(jù)實際需求選擇起始設(shè)備型號，作為其下級設(shè)備的上級設(shè)備； 步驟2 :選擇分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)所應(yīng)用環(huán)境的η個典型時間點的溫度、濕度、壓力 參數(shù)，對內(nèi)燃機或燃氣輪機的發(fā)電功率及輸出工質(zhì)進行修正，得到燃氣輪機或內(nèi)燃機消耗 燃料流量、發(fā)電功率、輸出工質(zhì)參數(shù)η個對應(yīng)變工況值； 步驟3 :上級設(shè)備輸出口產(chǎn)生的工質(zhì)，除可用于供熱的部分外，經(jīng)過對應(yīng)工質(zhì)管道輸送 給下級設(shè)備，根據(jù)設(shè)備間的連接關(guān)系和每一設(shè)備輸出口所欲接下級設(shè)備建立對應(yīng)個數(shù)的工 質(zhì)管道與上級設(shè)備輸出口相連，工質(zhì)管道另一端與下級設(shè)備輸入口相接； 步驟4 :計算η個典型時間點下步驟3中建立的工質(zhì)管道與下級設(shè)備相接處對應(yīng)的η組 工質(zhì)參數(shù)，即下級設(shè)備輸入口所輸入工質(zhì)參數(shù)； 步驟5 :利用下級設(shè)備所存在型號及對應(yīng)約束，進行下級設(shè)備型號選擇，選擇合適設(shè)備 型號，調(diào)整各輸出口傳遞到下級設(shè)備的工質(zhì)在與該輸出口相連工質(zhì)傳輸管道中的工質(zhì)分配 比例，使所選擇設(shè)備型號必須在η組輸入工質(zhì)參數(shù)下都能正常運行，若不存在下級設(shè)備型 號，需重新進行工藝流程設(shè)計，若不需重新進行工藝流程設(shè)計，則針對每一臺下級設(shè)備，根 據(jù)其輸入口輸入的η組工質(zhì)參數(shù)對該設(shè)備輸出口設(shè)備工質(zhì)參數(shù)及其它輸出參數(shù)進行修正， 得到η組修正值； 步驟6 :根據(jù)下級設(shè)備判斷工藝流程設(shè)計是否結(jié)束，若設(shè)計結(jié)束，則繼續(xù)后續(xù)步驟，否 貝1J，把存在必須接下級設(shè)備輸出口的下級設(shè)備作為新的上級設(shè)備，重復(fù)步驟3到步驟6 ; 步驟7 :重復(fù)步驟1到步驟6,可建立多條工藝流程，將所建立的工藝流程組合，形成分 布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計方案； 步驟8:計算分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)電功率、供熱功率、制冷功率，得到聯(lián)供系統(tǒng) 的供能能力，同時得到變工況下各設(shè)備運行狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，其特征在于， 所述步驟4中，工質(zhì)煙氣考慮溫度、流量損耗，工質(zhì)過熱蒸汽考慮溫度、壓強、流量損耗，工 質(zhì)飽和蒸汽考慮壓強、流量損耗，熱水考慮溫度、流量損耗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，其特征在于， 所述步驟6中，判斷工藝流程設(shè)計結(jié)束的依據(jù)為：所述步驟5中所述的所有下級設(shè)備不存在 輸出口或存在可不接下級設(shè)備的輸出口，且不準備為該輸出口設(shè)計下級設(shè)備，則該工藝流 程設(shè)計結(jié)束。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，其特征在于， 所述步驟7中，重復(fù)步驟1到步驟6的次數(shù)比分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中工藝流程的條數(shù)小 1〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計計算方法，其特征在于， 將聯(lián)供系統(tǒng)方案中所有發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率相加，得到聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)電功率、供熱功率及 制冷功率，分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)方案中各設(shè)備變工況運行參數(shù)由步驟5中修正結(jié)果得 到。
【文檔編號】G06F19/00GK104123446SQ201410334582
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】陳旭, 郭曉斌, 楊振綱, 雷金勇, 關(guān)南強, 申展, 陳鋼, 凌猛 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責任公司, 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司, 南方電網(wǎng)綜合能源有限公司