固体氧化物燃料电池产功机理研究

本文基于电化学反应原理及热力学分析方法,研究固体氧化物燃料电池非热力循环产功机理.基于电化学反应原理,建立了SOFC性能分析模型,研究了SOFC电池性能与电化学参数之间的变化关系,从而揭示了SOFC化学能直接转变为电能的机理;分析了热力学参数及电化学参数对SOFC系统性能的影响规律,提出改善SOFC电池性能的途径,并揭示了通过SOFC与先进热力循环系统集成进一步提高动力系统性能的潜力.本文研究成果为开拓研究高效SOFC复合动力系统提供有益的参考.     

能量系统故障诊断的热经济学模型

本文将建立在热力学第二定律基础上的 分析方法与热经济学方法运用于能量系统的故障诊断。通过与常规热力学方法的定量比较,证明了■分析方法与热经济学方法对系统中发生的故障具有更高的敏感度,并建立了进行能量系统故障诊断的 分析模型与热经济学分析模型,并以某 ２００ ＭＷ火电机组为例,分别采用这两种方法对机组在某一况时的故障情况进行了诊断,并对结果进行了分析比较。     

针对现役机组的CO_2捕集系统优化集成

本文在深入分析国内已建电站CO_2捕获性能及能耗分布特点的基础上,就国内600 MW燃煤碳捕获电站普遍存在的能耗高等问题提出了系统集成优化方案.该方案通过汽水系统与脱碳流程的有效集成,实现了余压和中低温热的有效利用,同时降低了化学吸收法脱碳流程对汽水系统安全性的冲击.根据本文的分析,最终可实现现役600 MW电厂加入CO_2捕获系统后,全厂效率提高4个百分点左右.本文提出的思路和方法,为CO_2大规模减排,脱碳电站效率提高提供了一些新的思路和学术见解.     

单元长宽比对直接空冷系统运行特性的影响

A型空冷单元水平投影面矩形的长宽比,除了决定空冷岛占地面积,还会影响不同环境气象条件下空冷系统的运行特性。以某2×660 MW空冷电站直接空冷系统为例,通过数值模拟获得了不同空冷单元长宽比时,空冷系统冷却空气流场、温度场,计算得到了空冷岛冷却空气流量的变化规律。结果表明;适当缩短迎风面方向空冷单元的长度,可以削弱环境风的不利影响,改善空冷系统的流动传热特性。     

火电机组湿法脱硫系统能耗的回归分析

本文以火电机组石灰石石膏湿法脱硫系统能耗为研究对象,通过分析脱硫系统主要能耗设备的能耗特性,得出影响脱硫能耗的主要因素,并对这些主要影响因素与脱硫能耗间的关系进行多元回归分析,从而建立脱硫能耗的数学模型。最后以我国40台典型火电机组湿法脱硫系统实际运行数据为基础,通过多元回归分析,建立脱硫能耗的数学模型,结果表明脱硫能耗数学模型既有一定的物理意义,又具有良好的统计学依据,与电厂实际脱硫能耗数据能较好地符合,从而为火电机组湿法脱硫系统的能耗预测和节能运行提供依据和基础。     

风机群分区调节对空冷岛传热特性的影响

空冷系统轴流风机群分区调节,可削弱环境风的不利影响,改善空冷岛的运行特性。以典型2×300 MW空冷电站为例,对风机群分区调节前后空冷岛冷却空气流动传热特性进行了CFD模拟,获得了不同气温、风速、风向下冷却空气的流场和温度场,计算得到了空冷岛迎面风速、进口空气温度以及机组背压的变化规律。结果表明:通过增加整个空冷岛外围空冷单元轴流风机群的安装角,可提高不同气象条件下的空冷岛迎面风速,降低空冷岛进口空气温度,减小机组运行背压。轴流风机群分区调节方案,可为空冷岛安全高效运行提供参考。     

新型燃煤发电-CO2捕获-供热一体化系统

本文在深入分析燃煤电站CO₂捕获和汽水系统热平衡的基础上,提出一种新型燃煤发电-CO₂捕获-供热一体化系统。该系统通过汽水流程、碳捕获流程及地暖供热流程的有效集成,实现了系统中、低温余热的高效利用,降低了碳捕获对电厂效率的影响。分析结果显示,本文提出的一体化系统,在CO₂回收率90%时,供电效率可达31.32%,供电效率降低8.96%,而传统化学吸收法碳捕获电站效率惩罚普遍在10～12个百分点或更高。同时,该系统可供热350 MW,全厂（火用）效率达34.49%,全厂热效率高达55.88%;该系统以较少的能耗代价实现高效供电、供热与CO₂减排,为燃煤发电机组碳减排提供了独特的学术思路与技术方案。     

分布式能量系统的综合评价

分布式能量系统由于具有良好的经济与环保性能,得到了世界各国的普遍重视。本文选取人们所关注的经济性、可靠性、环保性及CO2减排的几个因素作为指标,建立了分布式能量系统综合评价的指标体系和模糊识别模型。通过分布式能量系统与传统大电网集中供电方式的比较,结合实际案例,对几种常用的供能方式进行了综合评价。本文的研究成果为在电力市场竞争机制下分布式能量系统的发展与规制提供了决策支持,有利于实现分布式能量系统与大电网集中统一供电的相互补充,以满足不同用户的需求。     

分布式发电优化配置研究

随着分布式发电与大电网联接的研究,使运行成本较高的分布式发电的经济利用成为可能.本文通过分析与大电网联接的可控分布式发电与大电网的供电年费用,建立了与大电网联接的可控分布式发电经济性判断模型和最优备用容量模型,在合理利用经济判断的基础上,对分布式发电的备用容量进行了优化.案例计算表明,模型正确可行,具有较强的适用性.本文的研究为可控分布式发电的合理利用提供了技术支持,为分布式发电与大电网联接、分布式发电的合理配置,降低供电成本做出了贡献.     

开孔矩形翅片椭圆管流动与换热特性的数值研究

对电站直接空冷系统的基本换热元件矩形翅片椭圆管建立三维物理数学模型,对空气侧流动和传热性能进行数值研究．分析了不同迎面风速下翅片上无扰流孔和开有扰流孔两种情况下矩形翅片表面的局部表面传热系数分布规律,发现椭圆基管后存在的尾流区使得翅片的强化换热作用减弱。比较了扰流孔的尺寸、数目和位置对管外空气侧流动与换热的影响,结果表明:扰流孔尺寸对流动与换热存在明显影响,而扰流孔数目和位置的影响相对比较小．