[发明专利]一种基于复杂工况的燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算方法

说明书

本发明公开一种基于复杂工况的燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算方法，主要针对在现有技术配置中难以准确计算实际运行工况下燃气内燃机的发电功率以及排烟参数而设计。本发明发电功率及排烟参数的计算方法包括：相关参数的采集与测定、压缩过程热力计算、燃烧热力计算、膨胀过程热力计算以及燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算。本发明能够准确计算基于复杂工况的燃气内燃机发电功率及排烟参数，为燃气内燃机在工程中的配置方案提供依据，进而使整个工程系统的热效率达到最大，最终达到节能降耗的目的。

技术领域

本发明涉及一种热能工程的旋转机械领域，尤其涉及一种燃气内燃机在复杂工况运行条件下的发电功率及排烟参数的计算方法。

背景技术

楼宇式天然气分布式能源系统是靠近用户端的能源综合利用系统。它以天然气为燃料，通过燃气内燃机发电，并将其尾部烟气通过能量转换设备生产出用户所需要的热能利用形式，如生活热水、采暖热水或制冷用热能等；按照“温度对口、梯级利用”的用能原则，使得整个系统的综合能源利用率大于70％。发展楼宇式天然气分布式能源是降低能源成本、提升能源效率、改善大气环境的一种有效技术途径。

燃气内燃机是构建天然气分布式能源系统的主要设备之一，其发电功率、燃机效率、燃气消耗量、排气温度、排气流量、高温循环水流量、低温循环水流量等参数受到其运行条件下的大气环境的温度、压力、湿度以及海拔的影响很大。在某些工况条件下，燃气内燃机的发电功率、排气温度及排气流量、等参数很难与系统需求相匹配。确定复杂工况条件下，燃气内燃机的发电功率、排烟参数、高温循环水流量、低温循环水流量对天然气分布式能源系统的方案配置起到了决定性作用。

因此，要构建一个适用于复杂工况运行条件下的燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算方法，是合理配置楼宇式天然气分布式能源系统的基础手段，能够为楼宇式天然气分布式能源系统运行方案提供基础数据，具有重要的实用意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种适用于复杂工况运行条件下的燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算方法。

为达到上述目的，本发明一种适用于复杂工况运行条件下的燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算方法，所述的发电功率和排烟参数的计算方法包括：

S1，相关参数的采集与测定；

S2，压缩过程热力计算；

S3，燃烧热力计算；

S4，膨胀过程热力计算；

S5，燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算。

进一步地，相关参数的采集与测定具体包括如下步骤：

S11，根据燃气内燃机项目所在的地点，采集燃气内燃机周围环境的大气压力、温度、湿度、海拔高度等参数信息；

S12，根据所选定的燃气内燃机机型，收集燃气内燃机标准工况下的运行参数，包括：内燃机气缸数、缸径、行程、标准状态下的发电功率、标准状态下的发电效率、标准状态下燃气内燃机的进燃气量、压缩比、供气压力、确定燃气内燃机的进气方式、油冷器在高低温循环系统的位置、内燃机排烟温度、排烟流量、高温水供回水温度及流量、中冷水供回水温度及流量；

S13，根据燃气内燃机项目所在地，收集燃气内燃机所用天然气成分，通过天然气热力计算公式计算得到项目所使用的天然气的低位热值、高位热值、密度等参数，其具体步骤包括：

1)根据第一计算式计算天然气的低位热值，所述第一计算式为：