耦合液化天然气压力能的CCHP系统构建及优化

冯明杰, 王登亮, 赵梅玉, 周 乐

(1. 东北大学 冶金学院, 辽宁 沈阳 110819; 2. 北京精仪天和智能装备有限公司 技术中心, 北京 100079)

随着工业的进步,化石燃料的消耗迅速增加,节能降耗是目前世界上极为关注的问题.冷-热-电联供(combined cooling,heating and power, CCHP)系统在能量分级利用的基础上,能同时满足用户对冷、热、电的需求,一次能源利用率达80%以上,是一种高效的能源利用系统[1].天然气作为一种优质的清洁能源,具有污染小、运输方便等优势,是冷-热-电联供系统常用的燃料,以天然气为主能源的冷-热-电联供系统的构建和运行优化是未来能源领域的重要发展方向和目前的研究热点[2].众多学者从不同的角度、采用不同的策略对此开展了研究[3-8].液化天然气(LNG)具有很高的压力,其压力能极为可观[9-10].目前已有学者对液化天然气压力能的综合利用开展了一些研究[11-13],但总的来看研究还不够充分,尚有较大的可利用空间.本文构建了一种耦合液化天然气压力能的新型CCHP系统,充分利用液化天然气的压力能来发电和制冷,以进一步提高能源的综合利用率.同时采用单纯形算法,以经济性最优为目标函数对系统运行参数进行了优化,以能效、火用效和单位产能CO2排放量作为评价指标,对该系统进行综合评价,并分析了电上网政策对系统运行及性能的影响.

1 系统流程

构建的新型CCHP系统如图1所示,主要由天然气压力能利用子系统[14]、燃气轮机(包括燃烧室)、电制冷机组、LiBr吸收式制冷机组以及燃……