太阳能与LNG冷能耦合发电系统研究

基于能的梯级利用和品位提升原理,本文提出一种耦合太阳能和LNG冷能应用的新型燃气-氨水联合循环发电系统。该系统将中低温太阳热能间接转化为高品质电能,以氨水作为朗肯循环工质,并最大化地利用LNG冷能。从系统性能和节能潜力出发,该系统热力学第一定律效率达65%~75%,系统(火用)效率达56%~64%,均远高于常规天然气基联合循环,而引入中低温太阳热能、高温燃气新途径利用、氨水工质朗肯循环以及LNG冷能应用是系统性能提高的关键过程。本文为化石能源和可再生能源的综合互补应用提供了新思路。     

化学能梯级利用机理探讨

本文提出化学能梯级利用新概念,从理论上证明了物质作功能力(ε)、化学反应作功能力(G)和物理能作功能力(ηc)之间的内在联系,拓展了传统热力循环在物理能转换利用范畴的局限。通过CH4直接燃烧和化学链燃烧化学能品位和(火用)损失的比较,指明化学能梯级利用是降低燃烧(火用)损失的有效途径,并指出影响化学能梯级利用的关键因素,揭示了化学能梯级利用机理。     

利用LNG冷能的混合工质中低温热力循环开拓研究

为提高中低温余热回收动力系统性能,本文在常规混合工质热力循环（火用）分析基础上,提出了结合LNG冷能利用的新型混合工质热力循环。通过与LNG的有机结合,混合工质热力循环热效率提高14.5个百分点,（火用）效率达到53.6％。为进一步揭示效率提高的原因,我们比较了常规混合工质热力循环与LNG-混合工质热力循环的（火用）损失变化情况。结果表明:LNG-混合工质热力循环高效的关键在于循环平均放热温度的降低以及工质蒸发过程与冷凝过程换热的合理匹配。而LNG冷能的梯级利用则是系统具有较高（火用）效率的根本原因。     

利用LNG冷(火用)的准零CO2排放循环探析

本文研究利用LNG冷(火用)来完善燃用它的热机性能,既提高了效率,又能回收用LNG燃料热机的唯一主要排放-CO2.这种系统的温度区间横跨大气温度,会有很多新的特点值得探索.作为前期研究,本文建议了两种新循环,分别基于Brayton循环与超临界Rankine循环,且分别适用于LNG超临界及亚临界汽化过程.文中对此两种循环进行了分析计算与讨论,说明建议是可行的,热机效率可达60%以上,且同时基本回收所有燃烧产生的CO2.     

利用LNG冷(火用)与工业余热的闭式Brayton循环的进一步分析

以超临界状态的LNG作为冷源,以工业余热作为热源的闭式Brayton循环,可以有效的利用LNG的冷(?)并回收工业余热。本文以(?)效率为评价准则,兼顾LNG冷(?)和工业余热的利用,对该循环进行了热力学分析。在分析过程中,利用以前分析所得的结论[1],选取的循环自变量数为4,针对不同的自变量、不同的LNG冷(?)和工业余热利用情况,对多种循环方案作了进一步(考虑了循环与冷、热源的匹配)较详细的热力学分析,并得出较明确的性能表达。     

内外燃煤一体化联合循环发电系统集成与特性

本文开拓研究新颖的内外燃煤一体化联合循环发电系统.综合分析IGCC和PFBGC及GRAZ等循环系统特点与不足,提出新的循环发电系统的设计构思;基于能量综合梯级利用原理,阐述新的多重联合循环系统的集成思路和原理.通过大量数值计算与分析,全面剖析新系统热力特性规律;还对系统的经济性和环保特性进行分析与比较.本文研究成果为相关的洁净煤发电技术提供理论支撑和设计分析方法.     

基于甲醇化学链燃烧的新型燃气轮机间冷循环

本文提出一种新颖的甲醇化学链燃烧动力循环系统.该系统利用空气压缩的间冷热提供甲醇和Fe2O3反应热,将间冷的低温热转换为高品位化学能;同时得到预冷的空气吸收燃烧产物Fe2O3的显热,降低了还原反应的温度.与常规化学链循环相比,该循环利用间冷的热量代替高温Fe2O3的显热提供还原反应的反应热,系统内能量品位匹配更加合理.根据图像(火用)分析方法,阐明了甲醇化学链燃烧过程(火用)损失减少和间冷热品位提升的机理.本文对新循环进行了分析,并以常规化学链循环为参照,研究了其性能.新循环的效率较高,同时可以实现CO2无能耗的分离.     

中温太阳能驱动的分布式功冷联产系统

本文提出了一种中温太阳能驱动的分布式功冷联产系统,将350℃的槽式太阳能集热系统与基于正逆循环耦合的氨/水功冷联产系统有机结合,实现功冷联产.太阳热能首先驱动一个混合工质朗肯循环做功,透平排气直接输送到精馏塔底部驱动吸收式制冷循环制取-10℃冷能,从而实现了太阳热能的梯级利用。系统模拟结果表明,系统等效太阳能发电效率为22.6%,(火用)效率为14.1%。本文提出的新系统为高效利用中温太阳热能提供了一种新方法。     

生物质基甲醇动力多联产系统(火用)分析

本文提出一个基于生物质气化的甲醇-动力多联产系统.该系统突出特色在于取消了变换过程,取消重整过程,并且适度循环未反应合成气,通过耦合化工与动力过程实现化学能的组分对口、分级转化以及物理能梯级利用原则.通过对系统分析(火用)结果表明,该系统与分产系统(独立甲醇生产系统,生物质气化联合循环)相比,节能高达10个百分点,该系统为生物质未来应用提供一个新的途径.     

生物质气化耦合CO2控制多功能系统

本文针对生物质能独特的碳氢结构特点以及现有生物质能应用技术存在的问题，提出了基于化学能、物理能梯级利用为基础的控制CO2排放的多功能系统集成原则，即：化学能、物理能梯级利用原则，化学势能梯级利用以及分步转化原则，能量释放、迁移与CO2控制一体化原则。并且基于这些原则给出了控制CO2排放的多功能系统集成典型思维流程。在本...     

一种利用LNG冷能的空气分离装置新流程

本文介绍了一种利用LNG冷能的空分装置新流程,其特征在于采用了由LNG冷能冷却的氮气内循环和氮气外循环低温压缩节流制冷系统、LNG的余冷冷却的氟里昂为载冷剂的压缩空气冷却系统和两段式LNG与循环氮气的热交换器。对不同工况的计算结果显示,生产每公斤液氧的能耗比不用LNG法节电60％-73.5％,理论上的节能效果优于在查阅文献和专利的其它方案。     

电站中液化天然气可用冷能的回收利用

液化天然气（ＬＮＧ）具有大量可用冷能。本文提出一种高效回收ＬＮＧ可用冷能的方法,即以蒸汽动力循环中气轮机排出的乏气为热源,结合天然气直接膨胀和二次冷媒动力循环。并对该循环进行了详细分析,对其参数进行了优化。利用这种方法,ＬＮＧ可用冷能的回收效率可达５５％左右。     

燃气-蒸汽联合循环余热回收系统性能研究

燃气发电是我国城市供电的主要形式之一,针对LNG接收站一体的电厂发电模式进行研究,提出一种新型燃气-蒸汽联合循环热电联供系统,利用超临界CO₂布雷顿循环结合有机朗肯循环(ORC)辅助发电,将LNG作为冷源,对烟气余热进行三级利用。通过构建热力学和经济模型,以Aspen Plus软件模拟值为基础,结果表明:在消耗燃料1.704 kg/s(LNG)的条件下,联合循环净发电功率可达45 MW,供热量41.5 MW,余热利用率,热效率和?效率分别为88.50%,52.79%和46.69%。结合热-经济学与参数分析,利用Matlab优化后的最小单位发电成本为0.1529 CNY/kWh。考虑到碳排放价格,供电、供热、供气收益,燃料价格和设备成本,电厂每年的理想收益可达2989.5万元。     

基于LNG冷能的发电技术

液化天然气将成为人类在21世纪的主要能源之一。该文阐明了蕴涵在液化天然气中的巨大冷能利用价值,并指出两种利用方式:改善现有动力循环和相对独立的低温动力循环。前者主要体现在与燃气轮机及锅炉余热结合上,分析结果表明系统的热效率和火用效率普遍较高;后者则主要包括低温条件下的Rank ine循环、B rayton循环以及改进和复合的循环。总结了各种利用途径的特点和效果,同样说明了相当可观的液化天然气冷能利用价值。根据研究现状,最后指出了有待进一步研究和解决的诸多问题。     

The Possible Coupling of LNG Regasification Process with the TSA Method of Oxygen Separation from Atmospheric Air

Liquefied Natural Gas (LNG) must be vaporized before it is used in the combustion process. In most regasification terminals, energy that was previously expended to liquefy natural gas is dissipated in the environment. The paper proposes the use of the thermal effect of LNG regasification for the atmospheric air separation as a possible solution to the LNG exergy recovery problem. The presented idea is based on the coupling of the LNG regasification unit with an oxygen generator based on the Temperature Swing Adsorption (TSA) process. Theoretical analysis has revealed that it is thermodynamically justified to use the LNG enthalpy of vaporization for cooling of the TSA adsorption bed for increasing its adsorptive capacity. It has been shown that 1 kg of LNG carries enough exergy for separating up to approximately 100 g of oxygen using the TSA method. Although the paper suggests using the enthalpy of LNG vaporization for atmospheric air separation, similar processes for other gas mixture separations using the TSA method can be applied.     

多元混合工质内复叠节流结合涡流管复合循环的热力分析

针对多元混合工质内复叠节流循环和涡流管的特点 ,提出了一种新的复合循环流程 ,以期达到液氮以下的制冷温度。建立了适当的涡流管热力学模型 ,采用火用分析方法对复合制冷循环各部件进行了分析。在相同的条件下 ,对复合循环和内复叠循环的热力特性进行对比 ,结果表明 ,采用复合循环可以提高整个循环的火用效率 ,完全可能达到液氮以下的制冷温度     

采用化学链式燃烧的燃料电池联合循环及其性能分析

1课题背景高温燃料电池可与燃气轮机、蒸汽轮机等动力装置组成多重循环,实现能量的梯级利用,从整体上进一步提高能源利用率,为总能系统的发展提供了新的可行途径。氢能是一种高效、清洁、可再生的二次能源,被称为21世纪的能源。研究以氢为燃料、由高温燃料电池、燃气...