太阳能高温热化学与甲烷互补的多联产系统

本文基于高温太阳能热化学等温法循环分解H_2O或CO_2制备H_2或CO,通过在其下游加入甲烷进行重整及部分氧化反应,在进行余热余气回收的同时实现了甲醇动力多联产,提出三种系统方案并进行了能耗及效率分析。结果表明,等温法同时分解水和CO_2的甲醇动力多联产系统,可以取消水煤气变换反应及CO_2的分离单元,进行合理的热回收后达到太阳能甲醇转换效率为30.52%,制取甲醇的净太阳能能耗为65.25 GJ/t,甲烷单耗为25.74 GJ/t。采用甲烷互补的甲醇动力多联产可取代超高温换热器以及甲醇合成过程的自备电厂,与仅有太阳能作为输入的高温太阳能热化学双温法制取甲醇相比,效率可提升两倍。     

焦炭和甲醇/动力多联产系统集成与特性

本文提出了一个新型的焦炭和甲醇/动力多联产系统,新系统在焦炉子系统中采用煤炭燃烧替代焦炉煤气燃烧;在合成气制备过程采用焦炉煤气与气化煤气共制合成气,取消了重整反应和变换反应;在合成单元中采用了部分未反应气再循环方式.新型联产系统具有较高的热力性能,系统节能率高达22%.对新系统的(火用)分析结果表明:采用煤炭燃烧替代焦炉煤气燃烧,取消重整单元,以及合成煤气与焦炉煤气共制合成气是系统性能提升的关键所在.总之,新系统进一步拓展了煤基多联产,将为洁净煤技术指引一个新的方向.     

基于太阳能甲醇分解的冷热电联产系统

本文从太阳能与化石能源综合互补利用的思路出发,将中低温太阳能利用与冷热电联产系统有机结合,研究提出了一种太阳能甲醇分解冷热电联产系统.该联产系统能够提高现有太阳能系统在中低温范围内的能源利用效率,并能部分替代化石能源.(火用)分析表明,系统节能关键在于太阳能供热甲醇分解过程有效减少了燃烧过程能量损失.本文的研究可为太阳能系统的发展及化石能源的替代提供新的思路.     

煤基化工与动力多联产系统开拓研究

煤气化发电－甲醇联产系统是一种建立在能的梯级利用概念基础上,融合了ＩＧＣＣ动力系统与甲醇生产流程的新颖的多联产总能系统。本文对多联产系统进行了开拓性研究,基于能的品位原理揭示多联产系统能量转换的本质及基本规律,并通过联产系统与分产系统的比较,指出联产系统高效、灵活与清洁等特点．     

甲醇、电力联产系统的产品调节规律分析

以采用气相合成法的甲醇和电力串并联联产系统为研究对象,首先在系统设计工况模拟的基础上,对系统的甲醇合成循环倍率、蒸汽换热网络进行优化.以此经过优化的系统流程和工况为设计点,建立甲醇合成塔、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机的变工况模型;分析甲醇和电力负荷调节的方法;对工作条件和负荷的改变对单元特性的影响、负荷调节能力及其制约因素进行洋细分析.     

回收透平排气有效成分的功冷联产系统研究

本文提出并研究了一种回收透平排气有效成分的新型功冷联产系统。该系统通过对高温高压过热氨水蒸气进行热能梯级利用和有效成分回收,实现了动力循环与制冷循环间能量和物质的双重耦合。经过部分冷凝后的透平排气中有效成分浓度明显提高,对这部分有效成分的回收可以有效增加系统制冷量。新系统等效作功效率为20.19%,比常规分产系统提高了44.32%,相对节能率为31.61%。与常规开式和常规闭式功冷联产系统相比,新系统等效作功效率提升幅度分别为7.28%和17.04%。通过研究能量传递与转换过程,阐明了系统的节能机理。新提出了平均能量品位差△A的概念,分析了系统对输入的利用情况和热力性能进一步提升的潜力。另外,还初步探索了系统中动力循环与制冷循环的耦合特性。     

利用间冷的甲醇重整制氢-发电联产系统

基于能的梯级利用的思路,本文提出了一种新颖的制氢-发电联产系统.新系统利用空气压缩的间冷热提供甲醇重整反应热,不仅合理地利用低温间冷热,同时实现了甲醇重整制氢弛放气的综合利用.新的联产系统具有优良的热力件能,相对节能率达到4.8%.根据图像(火用)分析方法,阐明了利用间冷热甲醇重整制氰过程删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,并以制氢和发电的分产系统为参照,研究了其性能规律.     

二甲醚/动力多联产系统初步研究

本文针对两步法二甲醚/动力多联产系统进行了研究。通过对两步法二甲醚生产和动力两个系统的分析整合,使用ASPEN对流程进行了模拟计算,考察了两步法DME和IGCC联产系统的特性。发现两步法DME-IGCC联产与两步法:DME和IGCC分产相比,折合热转功效率提高了5.66个百分点,折合合成能耗下降了26.05％,相对节能率为8.46％。     

太阳能甲醇重整制氢-发电联产系统

基于不同用能系统整合和能的综合梯级利用思路,研究提出一种新颖的太阳能甲醇重整制氢-发电联产系统.将太阳能甲醇重整制氢与发电有机整合,不仅合理地利用中低温太阳能,同时实现甲醇重整制氢弛放气的综合利用.新的联产系统具有优良的热力性能,化石能源的相对节能率达到29%,制氢单位能耗降低为0.85 GJ/GJ-H2.研究表明,减小能量转化传递过程的品位差和合理利用太阳能热是系统节能的关键所在.研究成果将为太阳能多功能能源系统发展提供新方案与新思路.     

串并联综合型双气头甲醇电力联产系统集成研究

多产品联产和多能源互补，已成为能源动力系统可持续发展的主要趋势与特征。文章基于联产概念和双气头互补思路，提出PSA法预分离氢气与利用合成煤气高温显热作为重整热的低能耗焦炉煤气重整、和双气头混合手段实现低能耗调整CO／H2组分的机制与方法，并采取甲烷适度重整和甲醇合成适度循环的优化整合原则，构建了一类串并联综合型双气头整...     

新型双燃料多功能能源系统开拓研究

本文开拓性地提出了一种新型多种化石能源输入(煤和天然气)、多种产品输出(电力和化工产品)的多功能能源系统。该系统将天然气／水蒸气重整过程和煤的燃烧过程有机整合,用煤燃烧替代了传统重整过程清洁的燃料天然气和弛放气燃烧,实现了煤和天然气的综合互补利用;将甲醇生产系统与发电系统有机整合,实现了化工系统弛放气的梯级利用同时,对甲醇生产系统余热进行了更加有效的利用。研究表明生产相同量的甲醇和电,多功能系统比参比系统少消耗 20％的天然气。本文工作为煤和天然气综合高效利用提供了新途径．     

重型合成气燃气轮机掺烧高氢弛放气的实验研究

中国首座煤气化之多联产示范工程已经运行2年多,基于该系统迄今累积的运行实践,计划将甲醇合成过程产生的弛放气掺入合成气中供给燃气轮机作为燃料,以达到优化工艺流程和节能减排的目的。燃气轮机燃料的改变,需要修改合成气喷嘴并进行燃烧室性能试验,本文在中压全尺寸燃烧室试验台上,对该型合成气燃烧室(修改型)掺烧高氢弛放气进行了燃料耐受性试验。试验结果表明,燃烧室头部锥罩温度和火焰筒壁温都位于允许的范围,燃烧室出口温度场品质有略微降低,燃烧稳定性有略微改善,NO_x排放浓度呈现增加趋势。     

第二代AFBC—CC热力性能初探

第二代ＡＦＢＣ—ＣＣ热力性能初探张娜，蔡睿贤，林汝谋（中国科学院工程热物理研究所）关键词常压流化床，燃煤联合循环，效率，功比符号表Ｄ总压恢复系数Ｔｅ余热锅炉排烟温度Ｂ燃烧室Ｇ流量△增量Ｃ压气机Ｈ焓η效率ｃｃ联合循环Ｈｕ煤气热值π压比ｄ燃气透平出口Ｎ功...     

整体煤气化联合循环(IGCC)损分布结构研究

整体煤气化联合循环是一种先进的洁净煤发电技术。本文应用#［1316］分析方法,研究IGCC中七个子系统（空分、气化、净化、压气机、燃烧室、透平、余热锅炉及汽机)的#［1316］损失分布,指出系统中最大#［1316］损失过程为煤气化、燃气轮机燃烧和空分过程。同时,揭示了系统随不同空气整体化和氮气回注的规律。这些研究可以指导下一代IGCC系统的改进     

On the scale-to-scale coupling between a full-scale wind turbine and turbulence

The scale-dependent response of an instrumented full-scale wind turbine is studied under neutrally stratified conditions. The analysis is focused on the linkage between the incoming flow, turbine power output and foundation strain. Wind speed, measured from sonic anemometers installed on a meteorological tower, and foundation strain were sampled at 20 Hz, while the turbine power was sampled at 1 Hz. A wavelet framework and structure function are used to obtain cross correlations among flow turbulence, turbine power and strain across scales as well as to quantify intermittent signatures in both flow and turbine quantities. Results indicate that correlation between the streamwise velocity component of the wind flow and turbine power is maximised across all scales larger than the rotor radius for wind measured at the turbine hub height. The characteristic time lag associated with maximum correlation is shown to be consistent with the Taylor’s hypothesis for turbulent scales smaller than the separation between the meteorological tower and the turbine. However, it decreases with increasing scale size and diminishes to zero at scales on the order of the boundary layer thickness. Turbine power and strain fluctuations exhibited practically the same behaviour at scales larger than two rotor diameters. At those scales, the cross correlation between these quantities resulted ～0.99 and remains still over 0.9 at the scale of rotor radius. Below this scale, the correlation decreases logarithmically with scale. The strong linkage between power and strain for all the relevant scales would eventually allow the analysis of dynamic forcing on the foundation based on the power output. Intermittency on the flow is shown to be transferred and amplified by the turbine, leading to highly intermittent power output.     

轮背空腔-密封气对CAES向心涡轮变工况流动损失的影响

本文以国内首套MW级压缩空气储能(CAES)系统末级向心涡轮为研究对象,通过数值模拟分析了变工况条件下轮背空腔-密封气对等熵效率和流场结构的影响.结果表明:在求解中考虑轮背空腔-密封气结构能够使等熵效率数值解的偏差减小0.7%;随涡轮进口压力增加,轮背空腔泄漏流由叶片吸力面中部叶高区域逐渐向轮毂转移,流动损失先增加后减小;合理降低轮背空腔泄漏气体的轴向速度,能够减弱轮背空腔-密封气结构对等熵效率的负面影响,使向心涡轮在较宽的变工况范围内都保持高效运行.     

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。     

Optimizing parameters of GTU cycle and design values of air-gas channel in a gas turbine with cooled nozzle and rotor blades

The authors have formulated the problem of joint optimization of pressure and temperature of combustion products before gas turbine, profiles of nozzle and rotor blades of gas turbine, and cooling air flow rates through nozzle and rotor blades. The article offers an original approach to optimization of profiles of gas turbine blades where the optimized profiles are presented as linear combinations of preliminarily formed basic profiles. The given examples relate to optimization of the gas turbine unit on the criterion of power efficiency at preliminary heat removal from air flows supplied for the air-gas channel cooling and without such removal.     

带有动力涡轮的双轴原理型燃气轮机的研制

描述了一种小型双轴原理型燃气轮机的研制过程。采用离心压气机,向心涡轮,单管燃烧室组成燃气发生器,电机通过齿轮箱由动力涡轮带动。简要介绍了一些主要部件的设计方法,给出了滑油系统和燃油系统原理图。对在研制和实验过程中所遇到的主要问题及其解决方法进行了介绍。经过多次实验表明文中给出的小型双轴原理型燃气轮机能够发出10kW电力,它可用来作为坦克燃气轮机主动力的模拟装置和一些车辆的辅机电站使用。     

小型轴流式管路液力涡轮的试验研究

为获得小型管路液力涡轮的水力模型和工作特性,对不同参数下液力涡轮的水力性能进行了试验研究,分析了涡轮输出转速及扭矩的变化特性及影响因素,主要探讨了通过涡轮的流体流量、压力以及叶片安装角对涡轮水力性能的影响.多种工况的试验结果表明,液体流量是影响涡轮输出性能的主要动力参数,可以通过流量的变化调节涡轮的输出转速和输出扭矩;叶片安装角对涡轮工作效率的影响较大,不同安装角度涡轮的设计转速要与其最高效率点相对应.