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　第 ３８ 卷第 ２ 期２０２３ 年 ２ 月热 能 动 力 工 程ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＦＯＲ ＴＨＥＲＭＡＬ ＥＮＥＲＧＹ ＡＮＤ ＰＯＷＥＲＶｏｌ． ３８，Ｎｏ． ２Ｆｅｂ． ，２０２３　收稿日期：２０２２ －０２ －２８；　 修订日期：２０２２ －０２ －２８基金项目：国家自然科学基金（５１７３６００６）Ｆｕｎｄ?ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｐｒｏｊｅｃｔ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ （５１７３６００６）作者简介：华惠莲（１９９８ － ），女，东南大学硕士研究生．通讯作者：王　 军（１９６８ － ），男，东南大学副教授．文章编号：１００１ －２０６０（２０２３）０２ －００２６ －０７天然气冷热电联供系统热经济优化研究华惠莲 １ ，王　 军 １ ，陈玉柱 １ ，王登文 ２（１． 东南大学 江苏省太阳能技术重点实验室，江苏 南京 ２１００９６； ２． 南京帕偌特太阳能有限公司，江苏 南京 ２１１０００）摘　 要：为了更好地理解能源系统在热力学、经济和生态方面的性能机制，提出了天然气和地热能耦合利用的冷热电联供系统，主要动力单元为内燃机，其高温烟气分别进入有机朗肯循环（ＯＲＣ）和吸收式热泵进行梯级利用，末端烟气通入余热换热器制生活热水。 以北京某宾馆为案例，建立了系统的仿真模型，提出了一种基于能值的 火用 － 环境成本分析法，从生态角度考虑了整个生命周期链的当量排放，以系统单位 火用 － 环境成本最优为目标，对高温烟气分配比例进行优化，对各过程的能值消耗进行了评价。 研究表明：当来自内燃机 ６３％ 的高温烟气进入 ＯＲＣ 机组时，系统的单位 火用 － 环境成本最。 ３１０ ０５０ ｓｅＪ／ Ｊ；此时内燃机和吸收式热泵占据了该系统 ９８％的能值消耗。关　 键　 词：冷热电三联供；能值分析； 火用 － 环境成本；当量污染物排放中图分类号：ＴＵ８３３　 　 　 文献标识码：Ａ　 　 　 ＤＯＩ：１０． １６１４６／ ｊ． ｃｎｋｉ． ｒｎｄｌｇｃ． ２０２３． ０２． ００４［引用本文格式］华惠莲，王　 军，陈玉柱，等． 天然气冷热电联供系统热经济优化研究［Ｊ］． 热能动力工程，２０２３，３８（２）：２６ － ３２．ＨＵＡ Ｈｕｉ?ｌｉａｎ，ＷＡＮＧ Ｊｕｎ，ＣＨＥＮ Ｙｕ?ｚｈｕ，ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅｒｍａｌ?ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ，２０２３，３８（２）：２６ －３２．Ｔｈｅｒｍａｌ?Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ ＣｏｍｂｉｎｅｄＣｏｏｌｉｎｇ Ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ ＳｙｓｔｅｍＨＵＡ Ｈｕｉ?ｌｉａｎ １ ，ＷＡＮＧ Ｊｕｎ １ ，ＣＨＥＮ Ｙｕ?ｚｈｕ １ ，ＷＡＮＧ Ｄｅｎｇ?ｗｅｎ ２（１． Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ，Ｐｏｓｔ Ｃｏｄｅ：２１００９６； ２． Ｎａｎｊｉｎｇ Ｐａｒｕｏｔｅ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏ． ，Ｌｔｄ． ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ，Ｐｏｓｔ Ｃｏｄｅ：２１１０００）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｒｅｓｐｅｃｔ ｔｏ ｔｈｅｒｍｏｄｙ?ｎａｍｉｃ，ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｆａｃｔｏｒｓ，ａ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ，ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ （ＣＣＨＰ） ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｃｏｕ?ｐｌｉｎｇ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ａｎｄ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅ （ＩＣＥ），ｗｈｏｓｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｉｓ ｓｐｌｉｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｎ ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ ｃｙｃｌｅ ｕｎｉｔ ａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ （ＡＨＰ） ｆｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｃａｓｃａｄｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｄ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｅｎｔｅｒｓ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｅｘ?ｃｈａｎｇｅｒｓ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ． Ｔａｋｉｎｇ ａ ｈｏｔｅｌ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ａ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ａｎｄ ａｎ ｅｍｅｒｇｙ?ｂａｓｅｄ ｅｘｅｒｇｏ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｌｉｆｅ?ｃｙｃｌｅ ｃｈａｉｎ ｆｒｏｍ ａｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｖｉｅｗ． Ｔｈｅ ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｘｅｒｇｏ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｓｔ ｏｆｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｅｍｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃｅｘｅｒｇｏ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｓｔ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ３１０ ０５０ ｓｅＪ／ Ｊ ｗｈｅｎ ６３％ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｆｒｏｍＩＣＥ ｆｌｏｗｓ ｔｏ ｔｈｅ ＯＲＣ ｕｎｉｔ； ｔｈｅ ＩＣＥ ａｎｄ ＡＨＰ ａｃｃｏｕｎｔ ｆｏｒ ９８％ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ（ＣＣＨＰ），ｅｍｅｒｇｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｘｅｒｇｏ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｓｔ，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ