2016年第6期（总第405期）
节
能
ENERGYCONSERVATION
59
基于蓄热技术的天然气分布式能源系统设计与模拟研究
3
俞铁铭"2，周宇昊"2
（1.华电电力科学研究院，浙江杭州310030；2.国家能源分布式能源技术研发（实验）
中心，浙江杭州310030）
摘要：为了提高分布式能源系统效率，在原天然气分布式能源系统基础上，设计了一种回收烟气余热的相变蓄热系统，实现负荷的制峰填谷。此外利用Gambit建立了蓄热器整体模型，通过Fluent模拟
分析了蓄热装置的放热性能，为优化设计分布式能源系统提供参考。关键词：分布式能源系统；相变蓄热系统；数值模拟
中国分类号：TB08文献标识码：A文章编号：1004-7948（2016)06-0059=03 doi:103969/j. issn. 1004 7948.2016.06.013
引言
天然气分布式能源将成为我国未来能源发展
的一个重要方向，是对我国集中能源供应系统的有益补充。根据中国城市燃气协会分布式能源专业委员会统计及相关调研分析，截至2014年底，我国在建和已建成天然气分布式能源项目共计82个，总装机容量约520多万kW。随着分布式能源开始投人运营容量，相关问题逐渐显露出来。部分分布式能源项目由于用户侧实时用能需求或者季节性变化等原因，造成能源站负荷远低于设计负荷，分布式能源站运行按照“以热定电”原则，能源站在低负荷区间运行或者停运，造成能源站运行效率、机组年利用小时数低等问题1-4)。高效蓄热技术的应用是实现全工况运行，匹配用户负荷，实现削峰填谷，提高分布式能源系统的有效运行小时数和年平均一次能源利用率的一项重要措施[5-7] 在分布式领域引人高效蓄热技术，建立高效蓄热技术和分布式能源系统集成平台，对拓宽天然气分布
带电辅助加热功能
导热
400℃
内燃机
中
1340m/h
去余热锅炉，
万方数据
蓄热器280%
油罐
移动蓄热车
燃气
900
式能源的应用范围具有重要意义。
1华电电力科学研究院分布式能源系统
华电电力科学研究院分布式能源研发中心自建一套分布式能源系统，其共有4部分子系统构成，分别是动力输人子系统、余热利用子系统、电气控制子系统、用户终端子系统。其中前3个子系统可根据用户终端系统的负荷需求变化，通过灵活控制，实现不同工况下的运行特性研究。
分布式能源系统常规运行模式一燃气内燃机+余热锅炉+蒸汽双效漠化锂机组，燃气内燃机发电自发自用，余电上网，产生的高温烟气进人余热锅炉产生165℃、0.6MPa的蒸汽，驱动蒸汽双效漠化锂机组制冷。由于用户端负荷具有实时性，在运行中所需的制冷量也将实时变化，为了调节系统
制冷量将造成系统余热的浪费。 2蓄热系统设计和模拟
蓄热系统方案原理如图1所示。高温导热油
240%
rO 高效油水
换热器
低温导热油 220℃
图1蓄热系统方案原理图
85℃高温水
蒸汽双效溴化锂机组 WM
中温蒸汽 0.6MPa、 165℃ 0.1t/h
锅炉产生0.6MPa、165°C 中温蒸汽
供热/供冷