IGCC空气侧整体综合优化的研究

主要符号表X。。氮气回注系数如空分整体化系数E。；c燃气轮机压气机效率G。l回注氮气流量万燃气轮机透平前温尼。”系统相对效率G。。煤气氮气掺混流量Ea；，c空气专用压缩机效率N。”系统相对功率1前言整体煤气化联合循环（IGCC）系统模拟与优化逐步受到重视，开展了许多相关研究［‘－‘］。但是，现有的方法［‘，‘］一个突出的问题，它是在设定的具体流程方案下的数值分析，这常常导致落入“局部优化掩盖了整体最优”的误区。本文是研究以空分系统为中心的空气侧子系统的整体优化，阐述基本概念，尝试新方法，并结合大型商业化装…     

水煤浆与干粉给料方式两种IGCC系统的(火用)分析

通过将煤气化过程与联合循环系统相结合,IGCC成为目前最有发展前途的洁净煤技术之一.但以往对IGCC系统的研究多集中联合循环或气化过程本身,而忽略了气化效率对系统整体性能的影响.为揭示气化过程与系统性能之间联系,本文对Texaco与Shell公司的两个IGCC系统实例分别进行了流程模拟和(火用)分析,并着重从热力学角度比较了系统煤气化部分的差异对系统整体性能的影响,得出结论:Shell煤气化技术与Texaco煤气化技术相比,气化过程的(火用)损失相对减小15%,冷煤气效率提高2.6个百分点,系统热转功效率上升2.1个百分点.本文研究成果为IGCC系统进一步改进提供了热力学基础理论支撑.     

用于IGCC的燃气轮机技术方案与性能预测

主要符号表T温度G质量流量。压气机压比。压气机进口导叶安装角N功率X。压损系数X。。氮气回注系数X。;,空分整体化系数下标a空气cg煤气0烧天然气时设计工况。氮气as空分装置f燃料O。氧气1Bu8整体煤气化联合循环（IGCC）燃气轮机与常规的燃机有很大的差异［“l。它改烧中低热值的合成煤气,其燃料量比烧高热值的油气时要增大几倍;不同空分方案和采用不同的NZ回注掺混量时,情况就更为复杂。透平工质流量比压气机空气流量相差很多,燃气轮机总是处于复杂的变工况状态。2IGCC中燃气轮机技术方案归纳IGCC中燃气轮机可行的技术方案…     

IGCC中空分系统特性及其对整体性能影响

本文利用Aspen-plus软件对典型的空分装置进行了模拟分析(含(?)分析),得出空分系统性能特性(包括内部状态参数和能耗分布),在此基础上探讨不同空分流程的IGCC系统性能随整体化系数Xas等变化的规律,并通过大量数值计算分析比较了高压整体化空分系统与低压独立空分系统的情况。本文研究成果对IGCC系统方案设计有较大的参考价值。     

IGCC中布雷顿循环特性和优化的研究

１前言整体煤气化联合循环（ＩＧＣＣ）是把煤气化技术和联合循环结合起来的能量转换利用系统。ＩＧＣＣ中联合循环以燃气轮机（布雷顿循环）为主,其性能参数对ＩＧＣＣ系统的热力特性至关重要,因此关于燃气轮机的研究受到特别重视［１－４］,但现有的研究仍很粗糙,主...     

IGCC系统多目标性能统一量化评价准则

本文探讨能够综合评估IGCC系统热力、经济和环保性能的统一量化多目标评价准则,提出采用综合性能指标(CPI)作为评价准则来评估IGCC系统的综合性能。文中对该指标进行深入分析并推导出它与热力特性参数、经济因素及环保特性等关联的系统综合性能指标方程,并在IGCC综合性能的评估与优化中首次将环保变量(CO2回收率)作为系统独立设计变量进行研究。基于新的评价准则,本文开展对回收CO2的新型IGCC系统的实例研究,揭示IGCC系统综合性能与独立设计变量的关联规律,开拓系统多目标综合优化的新方法。本文研究成果为IGCC系统综合性能的评估和设计优化提供了新的思路与准则。     

IGCC系统多变量综合优化设计

本文探讨研究IGCC系统无约束时多变量综合优化设计及其系统性能特性规律。本文通过IGCC系统热力特性分析,确定了系统的独立变量,并基于有关部件通用模型组建了 IGCC系统通用模型,为无燃气轮机母型硬件约束时的综合优化设计奠定了基础。结合典型实例的模拟分析,揭示了有别于现行的有约束的设计优化的系统性能特性规律。从而提出 IGCC系统无约束综合优化分析的新方法。     

降低IGCC系统中回收CO2能耗的新思路

本文基于CO2三相图分析,归纳了CO2由气态(常温常压)转变为液态或固态的四种途径,提出了压缩-制冷液化结合法降低IGCC系统中回收CO2能耗的新思路,并基于这个思路设计了由半闭式循环与单级氨吸收制冷逆循环耦合的IGCC新系统,为开拓研究高效的CO2准零排放IGCC新系统提供可行的途径与方案.     

IGCC系统有无约束设计优化概念与方法

本文全面论述IGCC系统设计优化的概念与方法。阐述有、无约束的系统设计优化基本概念;归纳开拓有、无约束的系统设计优化方法;通过对采用不同方法设计的系统实例的模拟分析,揭示有、无约束系统特性规律;还通过系统特性规律的分析比较,剖析有无约束设计时系统性能的差异及其影响因素。本文研究成果将为IGCC联合循环系统设计优化和运行控制提供新思路和方法。     

IGCC系统全工况设计优化新方法

本文研究开拓基于全工况特性的IGCC联合循环系统设计优化新方法。应用全工况和独立变量概念探讨分析系统设计优化特点和全工况特性规律,寻求系统分析方法和评价准则创新,寻求突破热力系统传统的ISO基准工况设计框架的途径,开展相关实例比较分析研究以验证新方法的有效性。研究表明,应用新方法设计优化得出的IGCC系统性能特性更加贴近实际运行情况与需求。本文研究成果将为相关系统设计优化与运行控制提供有效手段。     

400MW级IGCC机组变工况性能计算

1引言一个多世纪以来,煤一直是世界上主要的发电燃料,这一趋势将在较长的时间内一直保持下去。对于中国这样一个以煤作为一次能源的国家,这一现象尤为突出。特别是随着全球性能源危机的出现以及环境保护要求的提高,使得洁净煤技术（CCT）受到普遍关注。在众多的洁净煤发电技术中,IGCC技术以其特有的高效率、低污染等特点,被认为是下世纪最有发展前途的洁净煤发电技术之一。鉴于IGCC系统结构与组态非常复杂,涉及煤的气化、净化、燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、空气分离等关键技术,因此建立IGCC系统的性能模型,对IGCC机组的…     

Output power analyses for the thermodynamic cycles of thermal power plants

Thermal power plant is one of the important thermodynamic devices, which is very common in all kinds of power generation systems. In this paper, we use a new concept, entransy loss, as well as exergy destruction, to analyze the single reheating Rankine cycle unit and the single stage steam extraction regenerative Rankine cycle unit in power plants. This is the first time that the concept of entransy loss is applied to the analysis of the power plant Rankine cycles with reheating and steam extraction regeneration. In order to obtain the maximum output power, the operating conditions under variant vapor mass flow rates are optimized numerically, as well as the combustion temperatures and the off-design flow rates of the flue gas. The relationship between the output power and the exergy destruction rate and that between the output power and the entransy loss rate are discussed. It is found that both the minimum exergy destruction rate and the maximum entransy loss rate lead to the maximum output power when the combustion temperature and heat capacity flow rate of the flue gas are prescribed. Unlike the minimum exergy destruction rate, the maximum entransy loss rate is related to the maximum output power when the highest temperature and heat capacity flow rate of the flue gas are not prescribed.     

界面常质量流湍流（火用）传递

导出了常温下充分发展湍流传递方程组,依此研究了界面常质量流管内湍流传递,研究了由于粘性耗散、径向和轴向传质不可逆性引起的损率随流体性质、边界条件及空间位置的变化规律,分析了不同地点由于不同过程产生损失的机理.对单位长度的总损率计算表明,对给定的流体单位长度总损率是传质单元几何参数、边界条件和雷诺数的多元函数,通过损率最小化可设计和优化传质单元.     

燃气轮机采用不同冷却技术对IGCC系统性能影响

本文分析了用于燃气轮机系统的冷却技术,对采用空气冷却技术的GE-9FA,GE-9G型燃气轮机以及采用蒸汽冷却技术的GE-9H型燃气轮机进行了设计工况点的校核,通过定量计算重点研究了采用两种不同冷却技术的燃气轮机整合到IGCC系统中对系统热力性能、系统参数优化规律及环保性能的影响,从而为研究高效、环保的IGCC系统提供有价值的参考。     

燃用低热值煤气的联合循环仿真及热经济分析

本文基于Aspen plus软件对燃用低热值煤气的燃气蒸汽联合循环系统进行了模拟仿真。在该仿真平台上对系统设计工况进行了计算验证。在设计工况下,燃气透平进口温度为1000～1050℃,模拟计算结果为1016.2℃。燃气透平出口温度设计参数为517.2℃,模拟结果为519.2℃。结果表明仿真模型能够准确模拟系统稳态情况的各种工况。本文还运用矩阵模式热经济学的方法对系统设计工况下的（?）流成本进行了计算分析,对系统进行了技术经济评价。燃气轮机和蒸汽轮机电能耗费的能量成本分别为22.2,24.06和16.64$·GJ^-1。     

Exergy Analysis Using a Theoretical Formulation of a Geothermal Power Plant in Cerro Prieto,México

The purpose of this research is the calculation of the exergy destruction of the single-flash and double-flash cycles of a geothermal power plant located on the ladder of the 233 m Cerro Prieto volcano, on the alluvial plain of the Mexicali Valley, Mexico. The methodology developed in this research presents thermodynamic models for energy and exergy flows, which allows determining the contribution of each component to the total exergy destruction of the system. For the case-base, the results indicate that for the single-flash configuration the efficiency of the first and second law of thermodynamics are 0.1888 and 0.3072, as well as the highest contribution to the total exergy destruction is provided by the condenser. For the double-flash configuration, the efficiency of the first and second law of thermodynamics are 0.3643 and 0.4983. The highest contribution to the total exergy destruction is provided by the condenser and followed by the low-pressure turbine.     

新型焦电联产系统集成与特性分析

本文针对传统焦炭生产工艺的不足、并应用联产系统整合思路,研究提出新型焦炭动力联产系统.新系统取消了传统炼焦工艺中直接燃用焦炉煤气为炭化室提供炼焦热量的方式,采用外置煤炭燃烧室提供热量,从而实现用低品质煤炭替代高品质焦炉煤气;节省下来的富氢、高热值的焦炉煤气作为燃料提供给联合循环,实现高效洁净发电;改进炼焦过程烟气废热回收方式,使得排烟损失大大降低.分析结果表明,新系统具有优良的热力性能,相对节能率高达15%左右.对系统关键过程的图像(火用)分析分析表明,燃烧过程和换热过程等变革与改进是系统性能提升的关键所在.本文研究将为冶金生产的可持续发展提供新思路与新系统方案.     

Exergy Analysis of a Bio-System: Soil–Plant Interaction

This paper explains a thorough exergy analysis of the most important reactions in soil–plant interactions. Soil, which is a prime mover of gases, metals, structural crystals, and electrolytes, constantly resembles an electric field of charge and discharge. The second law of thermodynamics reflects the deterioration of resources through the destruction of exergy. In this study, we developed a new method to assess the exergy of soil and plant formation processes. Depending on the types of soil, one may assess the efficiency and degradation of resources by incorporating or using biomass storage. According to the results of this study, during different processes from the mineralization process to nutrient uptake by the plant, about 62.5% of the input exergy will be destroyed because of the soil solution reactions. Most of the exergy destruction occurs in the biota–atmosphere subsystem, especially in the photosynthesis reaction, due to its low efficiency (about 15%). Humus and protonation reactions, with 14% and 13% exergy destruction, respectively, are the most exergy destroying reactions. Respiratory, weathering, and reverse weathering reactions account for the lowest percentage of exergy destruction and less than one percent of total exergy destruction in the soil system. The total exergy yield of the soil system is estimated at about 37.45%.