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．  

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。  

CO2准零排放的IGCC系统探索研究

本文基于能源与环境综合思路和关键技术的进展,从系统集成层次探索控制CO2的新途径、凝练零排放系统的设计概念与原则,提出由氢燃料热力系统和含碳燃料热力系统并联组成新颖的CO2准零排放双循环整体煤气化联合循环系统(DC-IGCC),并对典型系统方案进行模拟分析,得出系统特性规律与有价值的结论.  

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％。  

冷热电联产系统的评价准则

本文通过对以燃气轮机回热循环为动力系统的冷热电联产系统进行热力学分析,对几种常用的评价准则进行了比较。通过分析,认为能量利用系数将冷、热、电等各股能量等价看待,(火用)效率过分看重能量的作功能力,折合发电效率过分关注冷、热能的输出,均不适于冷热电联产系统的评价;节能率反映的是输入能量的使用情况,经济(火用)效率在某种程度上是经济性的表现,比较适于冷热电联产系统的评价。研究中发现,燃气轮机温比有利于系统性能的提高,但针对不同的目标有不同的最佳压比;在节能率的使用中需要明确参照系统的性能。  

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。  

新型氨吸收式动力/制冷复合循环的热力学分析

在Kalina循环的基础上,本文提出了一个改进的吸收式动力/制冷复合循环,在logp-T图上分析了该循环的热力学原理,基于综合热效率η和（火用）效率ψ两个评价指标,通过模拟计算,研究了新循环的热力学原理和能量特性,发现新循环与Kalina循环的η分别为19.50％和14.54％,新循环比Kalina循环提高34.10％;两个循环的ψ分别为31.60％和31.19％。本文还研究了新循环的精馏塔进料浓度、透平出口压力对η和ψ的影响。  

整体煤气化联合循环(IGCC)系统整体综合优化

本文提出ＩＧＣＣ系统两层次和联合循环两大块交叉迭代的整体综合优化的新思路和新方法，对大型ＩＧＣＣ电站系统进行模块化建模和模拟分析，总结和揭示了ＩＧＣＣ系统综合优化的规律，得出了许多有实用参考价值的结论．  

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。  

新颖化学链燃烧与空气湿化燃气轮机循环

本文基于工程热力学和化学环境学的有机结合，注重能源与环境的领域交叉，揭示化学链 燃烧新机理，旨在取代传统的造成能源品位利用最差并且引起环境生态污染（产生ＳＯｘ、ＮＯｘ、 ＣＯ２等）的燃烧过程，开拓出第三代能源环境动力系统，寻找同时解决能源与环境两个重大问题的 科学途径。