本發(fā)明涉及分布式供能系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是涉及一種分布式供能系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)的選型方法。
背景技術(shù)：
：以天然氣為一次能源的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是分布式供能系統(tǒng)的一種主要形式。它通過(guò)原動(dòng)機(jī)(燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)等)發(fā)電，然后利用原動(dòng)機(jī)排煙余熱制冷供熱，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用，系統(tǒng)能源利用效率高、污染物排放低，有廣闊的應(yīng)用前景，是國(guó)家重點(diǎn)推廣的能源利用技術(shù)。但冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)目前應(yīng)用中的一個(gè)很大問(wèn)題就是實(shí)際運(yùn)行中設(shè)備利用小時(shí)數(shù)低、全年運(yùn)行效率低于設(shè)計(jì)工況的效率。這主要是因?yàn)橛脩舻睦?熱負(fù)荷在每天的不同時(shí)間和每年的不同季節(jié)往往變化很大，設(shè)計(jì)時(shí)為滿足用戶的最大冷/熱需求，通常都是按最大需求設(shè)計(jì)，造成運(yùn)行時(shí)設(shè)備(尤其是原動(dòng)機(jī))低負(fù)荷運(yùn)行或并列運(yùn)行設(shè)備部分停運(yùn)。有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)可以通過(guò)回?zé)衢_(kāi)度調(diào)節(jié)向下游提供的余熱量，從而滿足用戶用熱的變化，起到調(diào)峰的作用。但在系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)中，如何根據(jù)用戶的用熱變化需要，選擇合適的有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)，目前還沒(méi)有通用的選型方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題提供一種分布式供能系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)的選型方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種分布式供能系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)的選型方法，用于確定回?zé)峥烧{(diào)的燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)和臺(tái)套數(shù)，所述方法包括下列步驟：1)根據(jù)下游用戶的實(shí)際用熱情況，確定用戶的所需余熱特征參數(shù)2)根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的特性參數(shù)，確定每一個(gè)型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)的余熱供應(yīng)特征參數(shù)θi；3)繪制二維圖，根據(jù)步驟1)得到的余熱特征參數(shù)和步驟2)得到的每一個(gè)型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)的余熱供應(yīng)特征參數(shù)θi，在圖中確定燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)；4)根據(jù)步驟3)確定的燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)，得到該型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)的余熱供應(yīng)隨臺(tái)套數(shù)n的變化曲線，結(jié)合下游用戶的實(shí)際用熱情況，繪制q-n二維圖，在圖中確定燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)臺(tái)套數(shù)。所述下游用戶的實(shí)際用熱情況包括最小用熱功率quser-min和最大用熱功率quser-max。所述用戶的所需余熱特征參數(shù)具體為：所述燃?xì)廨啓C(jī)的余熱供應(yīng)特征參數(shù)θi具體為：其中，qsup-min為當(dāng)前型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)可提供的最小供熱功率，qsup-max為當(dāng)前型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)可提供的最大供熱功率。所述步驟3)具體為：31)繪制二維圖，并繪制出函數(shù)所對(duì)應(yīng)的曲線a；32)在步驟31)繪制出的二維圖中，分別繪制步驟1)得到的所需余熱特征參數(shù)對(duì)應(yīng)的曲線b以及步驟2)得到的每一個(gè)型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)的余熱供應(yīng)特征參數(shù)θi對(duì)應(yīng)的曲線ci，標(biāo)記出曲線b與曲線ci的所有交點(diǎn)；33)通過(guò)曲線a對(duì)步驟32)得到的所有交點(diǎn)進(jìn)行篩選，得到的最優(yōu)交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)的型號(hào)即為確定的燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)。所述最優(yōu)交點(diǎn)具體為：位于曲線a下方且距離曲線a最近的交點(diǎn)。所述步驟4)具體為：41)根據(jù)步驟3)確定的燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)，得到該型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)的最大余熱供應(yīng)隨臺(tái)套數(shù)n的變化曲線d1和最小余熱供應(yīng)隨臺(tái)套數(shù)的變化曲線d2；42)繪制q-n二維圖，其中q為熱量值，繪制下游用戶的最大用熱功率quser-max對(duì)應(yīng)的曲線e1和最小用熱功率quser-min對(duì)應(yīng)的曲線e2；43)根據(jù)步驟41)得到的曲線d1和d2，以及步驟42)得到的曲線e1和e2，確定符合要求的臺(tái)套數(shù)n的最小值，即為燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)臺(tái)套數(shù)。所述符合要求的臺(tái)套數(shù)n具體為同時(shí)滿足曲線e1和e2在曲線d1和d2之間的臺(tái)套數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)本發(fā)明提出的方法，可以在分布式用能系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)用戶負(fù)荷的變化，選擇合適的有回?zé)嵴{(diào)節(jié)的燃?xì)廨啓C(jī)，充分發(fā)揮回?zé)嵯到y(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，從而使得在所有的季節(jié)所有的燃?xì)廨啓C(jī)都可以滿負(fù)荷運(yùn)行，從而增加分布式供能系統(tǒng)的全年發(fā)電量，提高系統(tǒng)的全年相對(duì)節(jié)能率。(2)通過(guò)繪圖的方法對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的數(shù)量和型號(hào)進(jìn)行選取，比起通過(guò)數(shù)學(xué)公式進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，這種方法更為簡(jiǎn)單直觀，且得到的結(jié)果既符合實(shí)際情況，又具有高度的準(zhǔn)確性。(3)先進(jìn)行燃?xì)廨啓C(jī)型號(hào)的選取，之后再對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的數(shù)量進(jìn)行限定，這樣可以排除部分型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)無(wú)論數(shù)量為多少都無(wú)法滿足要求的情況，避免了后續(xù)的無(wú)用操作，節(jié)省了工作時(shí)間，提高了工作效率。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的方法流程圖；圖2為實(shí)施例中涉及到的二維圖；圖3為實(shí)施例中涉及到的q-n二維圖，其中，(3a)為用戶1的二維圖，(3b)為用戶2的二維圖，(3c)為用戶3的二維圖；圖4為設(shè)有有回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)的分布式供能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1為壓氣機(jī)，2為回?zé)嵫b置，3為燃燒室，4為旁路調(diào)節(jié)閥，5為燃?xì)馔钙剑?為余熱利用裝置。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示為一種分布式供能系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)的選型方法，用于確定回?zé)峥烧{(diào)的燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)和臺(tái)套數(shù)，該方法包括下列步驟：s1)根據(jù)下游用戶的實(shí)際用熱情況(包括最小用熱功率quser-min和最大用熱功率quser-max)，確定用戶的所需余熱特征參數(shù)具體為：s2)根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行功率，確定每一個(gè)型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)的余熱供應(yīng)特征參數(shù)θi，具體為：其中，qsup-min為當(dāng)前型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)可提供的最小供熱功率，qsup-max為當(dāng)前型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)可提供的最大供熱功率；s3)繪制二維圖，根據(jù)步驟1)得到的余熱特征參數(shù)和步驟2)得到的每一個(gè)型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)的余熱供應(yīng)特征參數(shù)θi，在圖中確定燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)，具體為：s31)繪制二維圖，并繪制出函數(shù)所對(duì)應(yīng)的曲線a；s32)在步驟s31)繪制出的二維圖中，分別繪制步驟s1)得到的所需余熱特征參數(shù)對(duì)應(yīng)的曲線b以及步驟s2)得到的每一個(gè)型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)的余熱供應(yīng)特征參數(shù)θi對(duì)應(yīng)的曲線ci，標(biāo)記出曲線b與曲線ci的所有交點(diǎn)；s33)通過(guò)曲線a對(duì)步驟s32)得到的所有交點(diǎn)進(jìn)行篩選，得到的最優(yōu)交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)的型號(hào)即為確定的燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)，最優(yōu)交點(diǎn)即為位于曲線a下方且距離曲線a最近的交點(diǎn)；s4)根據(jù)步驟s3)確定的燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)，得到該型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)的余熱供應(yīng)隨臺(tái)套數(shù)n的變化曲線，結(jié)合下游用戶的實(shí)際用熱情況，繪制q-n二維圖，在圖中確定燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)臺(tái)套數(shù)，具體為：s41)根據(jù)步驟s3)確定的燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)型號(hào)，得到該型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)的最大余熱供應(yīng)隨臺(tái)套數(shù)n的變化曲線d1和最小余熱供應(yīng)隨臺(tái)套數(shù)的變化曲線d2；s42)繪制q-n二維圖，其中q為熱量值，繪制下游用戶的最大用熱功率quser-max對(duì)應(yīng)的曲線e1和最小用熱功率quser-min對(duì)應(yīng)的曲線e2；s43)根據(jù)步驟s41)得到的曲線d1和d2，以及步驟s42)得到的曲線e1和e2，確定符合要求的臺(tái)套數(shù)n的最小值，即為燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)臺(tái)套數(shù)，其中，符合要求的臺(tái)套數(shù)n具體為同時(shí)滿足曲線e1和e2在曲線d1和d2之間的臺(tái)套數(shù)。如圖4所示為設(shè)有有回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)的分布式供能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)以有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)為原動(dòng)機(jī)的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，具體工作流程為：空氣進(jìn)入壓氣機(jī)1升壓后進(jìn)入回?zé)嵫b置2進(jìn)一步升溫，然后進(jìn)入燃燒室3與天然氣混合燃燒后成為高溫燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)馔钙?膨脹做功，燃?xì)馔钙?的輸出功一部分輸入壓氣機(jī)1給空氣升壓，另一部分帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃?xì)馔钙?的排煙送入回?zé)嵫b置2加熱送入燃燒室3的空氣，通過(guò)旁路調(diào)節(jié)閥4可以調(diào)節(jié)回?zé)嵫b置回收的煙氣熱量。從回?zé)嵫b置2出來(lái)的煙氣與通過(guò)旁路調(diào)節(jié)閥4的煙氣回合后，送入余熱利用裝置6(煙氣型溴冷機(jī))，夏季煙氣制冷模式向用戶提供冷水，冬季煙氣制熱模式向用戶提供采暖熱水。利用上述方法對(duì)該分布式功能系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證：a、已知條件(1)用戶參數(shù)表1給出了三個(gè)不同用戶在三個(gè)典型季節(jié)(夏季、冬季和過(guò)渡季節(jié))日均用熱值，該用熱值是根據(jù)用戶終端的冷熱負(fù)荷需求和供冷、供熱設(shè)備的能效參數(shù)折算出的用戶所需上游燃?xì)廨啓C(jī)提供的煙氣余熱。表1各用戶各季季節(jié)負(fù)荷用熱均值(kw)用戶夏季冬季過(guò)度季節(jié)1941.82630.44235.292941.82803.26423.8232416.521774.411426.81(2)燃?xì)廨啓C(jī)參數(shù)兩個(gè)型號(hào)的有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)bowmantg80型和capstonec30型，其基本參數(shù)如表2所示。表2燃?xì)廨啓C(jī)參數(shù)b、實(shí)施步驟(1)定義下游用戶需要的上游余熱特征參數(shù)則三個(gè)用戶的特征參數(shù)分別為和(2)定義燃?xì)廨啓C(jī)余熱供應(yīng)特征參數(shù)則根據(jù)廠家提供的參數(shù)可知，兩臺(tái)的燃?xì)廨啓C(jī)的特征參數(shù)分別為θ1＝0.4623(capstonec30)和θ1＝0.4359(bowmantg80)。(3)在圖上標(biāo)出三個(gè)用戶特征參數(shù)和兩種類型燃?xì)廨啓C(jī)特征參數(shù)θ，如圖2所示。與兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的特征參數(shù)的交點(diǎn)均位于圖對(duì)角線以上，說(shuō)明用戶1不適合選擇這兩種類型的燃?xì)廨啓C(jī)。與兩種類型的燃?xì)廨啓C(jī)的特征參數(shù)的交點(diǎn)一個(gè)位于圖對(duì)角線以上，一個(gè)位于對(duì)角線以下，說(shuō)明用戶2不適合選擇第一類型燃?xì)廨啓C(jī)(capstonec30)，但可以選擇第二類型燃?xì)廨啓C(jī)(bowmantg80)。與兩種類型的燃?xì)廨啓C(jī)的特征參數(shù)的交點(diǎn)均位于圖對(duì)角線以下，說(shuō)明用戶2可以選擇這兩種類型的燃?xì)廨啓C(jī)。(4)分別繪制三個(gè)用戶與這兩種類型的燃?xì)廨啓C(jī)q-n圖，其中縱坐標(biāo)為余熱熱量，橫坐標(biāo)為燃?xì)廨啓C(jī)臺(tái)套數(shù)n，虛線表示用戶需要的最大和最小余熱(quser-max和quser-min)，而實(shí)線表示燃?xì)廨啓C(jī)提供的最大和最小余熱量(qsup-max和qsup-min)如圖3所示。(5)燃?xì)廨啓C(jī)臺(tái)套數(shù)選擇從圖(3a)可以看出，對(duì)于用戶1無(wú)論兩種類型的燃?xì)廨啓C(jī)臺(tái)套數(shù)n如何選擇，用戶需要的最大和最小余熱都不能同時(shí)介于燃?xì)廨啓C(jī)提供的最大和最小余熱量之間，即不能同時(shí)滿足用戶1的最大和最小余熱需求，所以這兩種類型的燃?xì)廨啓C(jī)用戶1都不可以選擇，與(3)中的結(jié)論相同。從圖(3b)可以看出，對(duì)于用戶2第一類型燃?xì)廨啓C(jī)(capstonec30)無(wú)論臺(tái)套數(shù)n如何選擇，用戶需要的最大和最小余熱都不能同時(shí)介于燃?xì)廨啓C(jī)提供的最大和最小余熱量之間，而第二類型燃?xì)廨啓C(jī)(bowmantg80)當(dāng)n＝2時(shí)，用戶需要的最大和最小余熱同時(shí)介于燃?xì)廨啓C(jī)提供的最大和最小余熱量之間，所以用戶2可以選擇2臺(tái)第二類型燃?xì)廨啓C(jī)(bowmantg80)。從圖(3c)可以看出，對(duì)于用戶3當(dāng)?shù)谝活愋腿細(xì)廨啓C(jī)(capstonec30)n＝15～21、第二類型燃?xì)廨啓C(jī)(bowmantg80)n＝5～7時(shí)，用戶需要的最大和最小余熱同時(shí)介于燃?xì)廨啓C(jī)提供的最大和最小余熱量之間，考慮到成本投入，選擇最小臺(tái)套數(shù)，所以用戶3可以選擇15臺(tái)第一類型燃?xì)廨啓C(jī)(capstonec30)或5臺(tái)第二類型燃?xì)廨啓C(jī)(bowmantg80)。綜上所述，用戶2和用戶3的回?zé)峥烧{(diào)選型結(jié)果如表1所示，其中回?zé)峥烧{(diào)情況下燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)岫葂和發(fā)電效率可由燃?xì)廨啓C(jī)廠家提供的數(shù)據(jù)確定。為便于比較表3中還列出了回?zé)岵豢烧{(diào)節(jié)(x＝0)情況下兩種類型燃?xì)廨啓C(jī)的選型結(jié)果，其發(fā)電功率和發(fā)電效率可根據(jù)余熱的需要量計(jì)算獲得。表3回?zé)峥烧{(diào)與不可調(diào)聯(lián)供系統(tǒng)選型結(jié)果c、選型結(jié)果分析從表3給出的選型結(jié)果可以看出，采用本專利提出的選型方法，可以在分布式用能系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)用戶負(fù)荷的變化，選擇合適的有回?zé)嵴{(diào)節(jié)的燃?xì)廨啓C(jī)，充分發(fā)揮回?zé)嵯到y(tǒng)的調(diào)節(jié)作用。與回?zé)岵豢烧{(diào)節(jié)的情況相比，回?zé)峥烧{(diào)的三個(gè)方案，在所有的季節(jié)所有的燃?xì)廨啓C(jī)都可以滿負(fù)荷發(fā)電，而回?zé)岵豢烧{(diào)節(jié)時(shí)不僅全年發(fā)電量低，而且全年有一半以上的時(shí)間燃?xì)廨啓C(jī)需要停運(yùn)1臺(tái)以上，運(yùn)行中的燃?xì)廨啓C(jī)平均也不能滿負(fù)荷發(fā)電。表4各方案的分布式供能系統(tǒng)能效比較表4給出了系統(tǒng)能效比較。采用的節(jié)能指標(biāo)是相對(duì)節(jié)能率(fesr)，即其中，分產(chǎn)時(shí)制冷和供熱采用電制冷和電加熱的方式，電能則直接從電網(wǎng)引入，折算為標(biāo)準(zhǔn)煤耗時(shí)以供電煤耗率為計(jì)算基準(zhǔn)，并考慮電網(wǎng)損失的影響。從表4中可以看出，采用提出的選型方法，選擇了合適的有回?zé)嵴{(diào)節(jié)的燃?xì)廨啓C(jī)，所設(shè)計(jì)的分布式用能系統(tǒng)與回?zé)岵豢烧{(diào)節(jié)的系統(tǒng)相比較，全年的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率更高，全年的相對(duì)節(jié)能率也更高。當(dāng)前第1頁(yè)12