某经济区蒸汽供热系统热电联产改造工程全生命周期评价

某经济区蒸汽供热系统热电联产改造工程全生命周期评价LifeCycleAssessmentofaRenovationProjectaboutCogenerationofSteamHeatingSysteminanEconomicZone学科专业：环境工程（暖通方向）研究生：江积斌指导教师：由世俊教授指导教师：邢城副高工天津大学环境科学与工程学院二零一二年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要随着能源危机和全球环境问题的日益严峻，全生命周期分析在能源和环境问题上的应用受到了世界各国的广泛重视。天保热电公司坐落在天津空港经济区内，承担着经济区的供热、供冷、供电等能源设施的建设、生产、运行和管理，其热源厂一期工程采用了4台75t/h中温中压循环流化床锅炉；一期改造工程是在一期工程的基础上，安装2台7MW背压式汽轮机发电机组，对2台75t/h的锅炉进行热电联产改造；二期工程采用了2台240t/h高温高压循环流化床锅炉和2台25MW背压式汽轮机发电机组，对这三项工程进行全生命周期分析具有较好的研究意义。首先，本文根据国际标准化组织和环境毒理学与化学学会制定的两种生命周期评价技术框架，将全生命周期评价分为目标与范围的确定、清单分析、全生命周期影响评价、结果解释四个部分。本文的研究对象为热源厂一期工程和一期改造工程，并将二期工程作为对比参照物，结合全生命周期评价方法，给出了三项工程的全生命周期边界，本文计算了蒸汽供热系统和热电联产系统所输出的火用值，为了使所研究系统中的的输入量与输出量纲得到统一，选取GJ为系统的功能单元。然后，通过对其基础数据的收集和计算，建立了三项工程的全生命周期清单，包括建造、运行和退役三个阶段。在已建立能源消耗、资源消耗、环境排放清单基础上，将生命周期影响评价扩展到生命周期能源消耗评价、生命周期资源消耗评价、生命周期环境影响评价、生命周期成本评价，对这三项工程进行全面地计算和分析。全生命周期影响评价过程中采用能源回报率指标评价能源消耗，采用资源耗竭系数评价系统的全生命周期资源消耗情况，采用生命周期环境影响潜值来评价系统的生命周期环境影响，采用生命周期内部成本、生命周期外部成本来评价系统的的经济性。最后，根据能源消耗、资源消耗、全生命周期环境影响值、全生命周期成本的计算结果，对该三项工程进行了较为全面的分析和评价，并通过对比可以得到，对一期工程进行热电联产改造，使其拥有了较高的能源利用效率、较低的煤耗和较低的生产成本，这样可以有效地降低本企业的生产成本，提高企业的经济效益，从而增强企业的市场竞争力。关键词：热电联产；资源消耗；能源消耗；环境影响；全生命周期成本；全生命周期影响ABSTRACTWiththeenergycrisisandglobalenvironmentalissuesbecomingincreasinglyserious,fulllifecycleanalysiscalledextensiveattentionoftheworld.TheTianbaothermoelectriccompanyislocatedintheTianjinAirportEconomicArea,Itundertakestheconstructionofheating,cooling,electricityandotherenergyfacilities,energyproduction,operationandmanagementintheeconomiczone.ThefirstphaseoftheHeatPlantprojectusingfour75t/hmedium-temperatureandmedium-pressurecirculatingfluidizedbedboiler.Basedonthefirstphaseoftheproject,arenovationprojectwasbuiltwithtwounitsof7MWbackpressuresteamturbinegeneratorsets,inordertocarryoutcogenerationtransformationtotwo75t/hboilors.PhaseIIprojectusing2setsof240t/hhigh-temperatureandhigh-pressurecirculatingfluidizedbedboilersand2setsof25MWbackpressuresteamturbinegenerators.AccordingtothetwokindsoflifecycleassessmenttechnologyframeworkdevelopedbytheInternationalOrganizationforStandardizationandtheSocietyofEnvironmentalToxicologyandChemistrySociety,fulllifecycleanalysisisdevidedintofourparts:goalsanddeterminethescope,inventoryanalysis,lifecycleimpactassessmentandinterpretationoftheresults.Theobjectofthispaperisthefirstphaseanditscogenerationtransformationoftheheatsourceplantengineering.Thesecondphasewascitedasacomparisonreference.Combiningwiththefulllifecycleassessmentmethod,wegavethreefulllifecycleboundaryoftheproject,calculatedexergyoutputvalueofsteamforthermalsystemsandcogenerationsystems.inordertogetaunifiedoutputdimensionlessforthesteamheatingsystemsandcogenerationsystems,weselectedGJasafunctionofthesystemunit.Thenweestablishedalistofthefulllifecycleofthreeprojectsbycollectingandcalculatingitsbasicdata,includingtheconstruction,operationanddecommissioningofthethreestages.Basedontheestablishmentofenergyconsumption,resourceconsumption,environmentalemissionsinventory,inordertoconductacomprehensivecalculationandanalysisonthethreeprojects,weextendedlifecycleimpactassessmenttotheevaluationofthelifecycleenergyconsumption,evaluationoflifecycleresourceconsumption,environmentalimpactassessmentofthelifecycle,lifecyclecostevaluation.Finally,basedonthecalculationresultsofenergyconsumption,resourceconsumption,fulllife-cycleenvironmentalimpactvalue,thefulllifecyclecosts,weperformedamorecomprehensiveanalysisandevaluationonthethreeprojects.Wecangetconclutionsbycontrastasfollowing:thecogenerationtransformationweperformedinthefirstphasemadeithasahigherenergyefficiency,lowercoalconsumptionandlowerproductioncosts.Thenwecaneffectivelyreducetheproductioncostsofenterprises,improvetheeconomicefficiencyofenterprisesbythismeans,soastoenhancetheenterprises’marketcompetitiveness.KEYWORDS:cogeneration；resourceconsumption；energyconsumption；environmentalimpact；fulllifecyclecost；fulllifecycleinfluencei目录第一章绪论................................................................................................................11.1天津空港经济区能源生产现状...............................................................11.1.1热源厂一期工程.............................................................................21.1.2热源厂二期工程.............................................................................31.1.3热源厂一期工程热电联产改造项目.............................................61.1.4空港经济区热电联产系统特点.....................................................81.2全生命周期评价简介...............................................................................91.3国内外研究现状.....................................................................................101.3.1国外研究现状...............................................................................101.3.2国内研究现状..........................