付　林　江　亿

摘要　首先引入热电冷联供系统发电煤耗概念，然后从系统整体的角度分析了热电冷联供系统的热经济性

关键词　发电煤耗　热电冷联供　热经济性
中图分类号　TK112

Thermodynamic Economic Analysis of Heating，Electricity and Refrigeration Triple－generation System from the Viewpoint of a Gross Coal Consumption Rate　Fu Lin，Jiang Yi（Qinghua University）　Journal of Engineering for Thermal Energy ＆ Power．－1999，14（1）．－10～13
The conception of gross coal consumption rate（GCCR）of heating，electricity and refrigeration triple－generation（HERT）system is first introduced．Then，from the viewpoint of the system as a whole，a thermodynamic economic analysis is given of the HECT system．
Key words：gross coal consumption rate，heating　electricity　refrigeration triple-generation system，thermodynamic economy

1　引言
　　对于热电冷联供系统热经济性问题，几年来一直是国内学术界争论的热点。直接以锅炉蒸汽为热源的吸收式制冷机或直燃机一次能耗高于压缩式制冷机，这一点大家的观点是一致的。对于热电冷联供，即以热电厂供热汽轮机抽汽或背压排汽为热源的吸收式制冷机相对于压缩式制冷机的节能性，则在已发表的文章中观点并不致^［1～3］。
　　本文从能源转换和利用的整体系统出发，以热电冷联供系统发电煤耗为评价指标，对热电冷联供系统的能耗加以分析，并就该系统的节能性与压缩式制冷进行比较。
　　
2　热电冷联供系统发电煤耗
　　当前一些关于热电冷联供系统的评价指标各有不足之处。例如，对于电能制冷系数这一指
标^［4］，由于一般压缩式制冷机消耗的是电网电量，而电网中一般电厂的发电效率与热电冷系统中的热电厂发电效率是不同的，用该指标来比较热电冷系统中吸收式制冷机和压缩式制冷的能耗显然没有考虑上述两者的不同，因而作为系统能耗的评价指标是不全面的。而等效发电效率指
标^［5］也没能反映有关压缩式制冷电耗的来源，故而亦有其局限性。以当量热力系数^［1］作为吸收式制冷机的能耗指标较为科学，但不适合于电力行业评价热电厂的能源利用程度。为此，本文提出热电冷联供系统发电煤耗的概念。
　　若仅考虑在夏季空调负荷下运行，则热电冷系统中一次能源的产出为电和冷。这是两种不同质的产出，在进行分析时，应将其转换成同一种能，即要么是电，要么是冷。为此首先引入吸收式制冷机等效发电效率概念。图1为单位时间吸收式制冷机与外界环境间的能量交换。它从外界吸收热量Q_h、电量W，向外界提供冷量Q_c。对于用户所需的这一冷量，如果不是吸收式制冷机提供，则会被压缩式制冷机所代替。若产出同样冷量压缩式制冷电耗为W₀，则吸收机多耗热量Q_h，少耗电能W₀－W。因此对于吸收式制冷系统来讲，可认为以Q_h大小的热量换来的是电量W₀－W，由此可定义溴化锂吸收式制冷机热耗量等效的转化为电的效率η_c：
　　

图1　吸收机能量平衡图

　　如表1所示，若取单效溴冷机的性能系数COP为0.7，双效机为1.15，电网输配效率ηgd为0.90，与活塞式制冷机组相比，溴冷机等效发电效率η_c分别为0.276（双效）和0.156
（单效）。该效率表示溴化锂吸收式制冷机每消耗单位热量而换取的电量。它等效于发电厂中以该热量发电的热效率，故可称之为溴冷机的等效发电效率。当使用离心机或螺杆机时其COP还高于活塞机，从而使吸收机的η_c降低，因此这里所得到的是吸收机最高可能达到的等效发电效率。

　　对于热电冷联供系统，若仅考虑系统的发电和制冷而不研究供热，能源输入与产出如图2。设所代替的压缩式制冷机电耗由发电效率为ηdw的电厂供给，则吸收式制冷机节省电量W₀－W所对应的一次能耗Q₁为：

　　

（2）

图2　热电冷联供系统的能量平衡图

　　故而系统发电量W_ry所消耗的热量应为Q₀－Q₁，于是热电冷联供系统发电效率的定义如下：
　　

（3）

　　而热电冷联供系统的发电煤耗（以标准煤计）为：
　　

（4）

（5）

η_υ为系统的一次能转换效率，即

　　

（6）

GT－原动机　BA－备用锅炉　BW－余热锅炉　R－溴冷机　HX－换热器
图3　以燃油、燃气的热电冷联产系统示意图

　　原动机有内燃机、燃气轮机等型式。若η_c按双效溴冷机取值，向压缩式制冷机供电的电厂发电效率按全国平均水平发电效率取值^［6］，即η_dw＝0.325。其它参数的取值分别为：η_υ＝0.86。