新型氢氧——燃煤联合循环系统热力学性能分析

本文在传统燃煤发电机组和氢氧联合循环的基础上,提出一种新型的氢氧-燃煤联合循环系统。该系统把超超临界燃煤机组与氢氧联合循环相耦合,实现了氢能和燃煤的高效利用,丰富了两种燃料的利用形式。本文使用EBSILON对该系统进行了初步模拟,研究结果表明,该系统在蒸汽初压为25.6 MPa,最高温度为1300℃时,发电效率可达到49.74%,并可通过提高循环最高温度和燃气透平膨胀比达到更高的发电效率。     

煤的气化和流化床燃烧相结合的燃气-蒸汽联合循环

一、前言 由于世界能源结构的变化,煤较石油与天然气的利用规模在提高,传统的常规燃煤电站不但污染排放控置复杂,成本高,而且发电效率已经趋于极限,如果加上尾气脱硫装制,则发电效率只能达到37—38％。为寻找一种高效率、低污染、低成本的燃煤技术,世界上许多国家都大力开展研究,其中最引人瞩目的是燃煤联合循环发电技术,可望满足环境保护的要求。目前,燃煤联合循环热效率已达40—42％,未来可望达到45—     

50 MW超临界二氧化碳燃煤发电系统设计与参数分析

相比于传统的蒸汽朗肯循环,超临界二氧化碳(SCO₂)布雷顿循环具有发电效率高、系统体积小,噪声低、变工况响应快等优点。然而SCO₂燃煤发电尚处于起步阶段,探索小型燃煤发电系统性能对于建设示范工程,推广SCO₂燃煤发电技术具有重要意义。但由于系统结构复杂,锅炉和回热器等设备设计涉及大量的设备参数、物性和热集成计算,全系统集成设计困难。本文针对SCO₂燃煤发电系统包含工质物性参数、循环操作参数、设备结构参数的强耦合而导致设计困难的问题,提出了一种高效的SCO₂燃煤发电系统全局建模和求解方法,并应用于50 MW再压缩和再热SCO₂循环发电系统的设计。设计计算结果表明,再热SCO₂循环发电系统的发电效率较再压缩SCO₂循环发电系统提高1.8个百分点,煤耗降低0.0125 kg/kWh;此外,50 MW SCO₂燃煤发电系统还具有压降小的特点,有利于系统效率的提高。     

660MW光煤互补系统动态特性仿真研究

光煤互补发电是一种将太阳能集热系统与燃煤发电系统在热力过程中耦合的发电方式,是应对能源结构多元化转型、节能减排的有效方案,降低光热投资的同时减小了燃煤电站煤耗。本文研究了槽式太阳能集热系统与燃煤机组高压加热器并联的互补系统的动态特性,获得了光照阶跃扰动和光煤流量分配比阶跃扰动下互补系统的动态特性。结果表明,互补系统功率随光照强度阶跃增加而增加,随光煤流量分配比阶跃降低先减小后略增大至稳态值,且功率的变化量和响应时间随并联级数增加而增加。     

焦载热气化燃煤联合循环系统的数学模型研究

１焦载热燃煤联合循环系统简介中国能源工业以煤炭为主的格局,决定了能源发展及可持续发展战略必须立足于“煤的高效及清洁燃烧技术”。在这一方面,燃煤的联合循环技术最具潜力;它能大幅度地提高发电厂的热效率,并使污染问题得到解决。清华大学近年来一直致力于这方面的工作。１９９２年,清华大学申报了差速循环流化床和飞灰造粒回燃两项专利,同时对载热气化技术进行了深入地研究。在以上工作基础上,提出了一种易于实现的新型燃煤联合循环发电技术：载热部分气化联合循环技术,并于同年申报了专利。该系统［１－２］采用高温颗粒流动…     

煤的清洁利用技术的现状与发展

文章针对中国一次能源以煤为主的特点,深入分析了几种主要的煤的洁净利用技术的现状及存在的主要问题和发展趋势,其中包括大容量、高参数的超(超)临界燃煤发电技术、燃煤烟气净化技术、循环流化床燃烧技术(CFBC)、整体煤气化联合循环技术(IGCC)和煤的洗选技术.在此基础上,给出了中国煤的清洁利用方式的建议:近期仍以超(超)临界燃煤发电机组+燃煤烟气净化技术和循环流化床燃烧技术为主;整体燃气化联合循环技术、富氧燃烧技术(特别是加压富氧燃烧技术)以及二氧化碳的捕集和封存技术(CCS),具有广阔应用前景,值得长期大力发展.     

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.     

基于循环拆分法的S-CO2燃煤发电优化研究

对于S-CO₂燃煤发电系统，系统复杂难以横向比较，拆分法通过对循环流量分配，能够梳理循环回热过程并进行循环间的比较，应用循环拆分法有助于对复杂燃煤发电系统的性能进行分析。本文以再压缩循环(RC)为例，构建了集成冷却器热量回收(CHR)和烟气冷却器法(FGC)的S-CO₂燃煤发电系统(RC+LFGC+CHR)，论证了拆分法在分析燃煤发电系统中的优势。当主气参数为620?C/28 MPa时，应用拆分法分析，RC+FGC+CHR可等效为在热效率49.21%的RC基础上，叠加热效率为57.49%的子循环(SSC+LFGC+CHR)，故RC+FGC+CHR效率(49.80%)高于RC(49.21%)。     

太阳能辅助燃煤电厂碳减排的技术经济性比较

本文基于300 MW燃煤电厂的设计参数,针对四种典型燃煤电厂碳减排系统进行了发电量和碳减排量的比较。同时,从经济性角度分析且比较了四种燃煤电厂碳减排系统的均化发电成本(LCOE)和碳移除成本(COR)。结果显示在碳捕集率为50%条件下,当碳捕集设备的价格降低到原价的70%且有机朗肯循环(ORC)设备价格低于5065 CNY/kW时,太阳能ORC辅助碳减排的发电成本比太阳能直接辅助碳捕集系统低,此时太阳能ORC辅助系统在经济性上具备竞争力。     

部分煤气化空气预热燃煤联合循环发电系统(PGAC)热力分析

本文介绍了部分煤气化空气预热燃煤联合循环发电系统的工作原理,推导出热效率计算的表达式,井进行了比较全面的热力分析。     

整体煤气化湿空气透平(IGHAT)循环的参数优化

本文采用非线性优化方法,分析了整体煤气化湿空气透平（ＩＧＨＡＴ）循环的热力性能,研究了温化器出口空气含 湿量、间冷压比及空分集成程度等主要参数对循环性能的影响。结果指出较之湿空气透平（ＨＡＴ）循环,ＩＧＨＡＴ循环的 空气含湿量有了大幅度的提高,从而使得循环比功大大增加。     

冷热联供的空气制冷不可逆循环分析

本文分析了压气机排气余热利用的冷热联供回热空气制冷不可逆循环,并建立了仅忽略系统内所有换热器流动阻力损失的循环工作性能系数(COP)计算方程式。用该方程分析研究了透平膨胀机与压气机等熵效率、压缩机排气余热度、降温比、传热温差、压比等参数对系统COP值的影响,发现膨胀透平等熵效率提高对COP值的贡献远大于压气机效率同样提高的功效;在其它参数确定时,存在最佳压比,可使系统工作性能系数在该条件下达极值。在优化参数配置下,用于空气调节的冷热联供回热空气制冷不可逆循环的COP值可达2左右。     

Simulation of combined cycle power plants using the ASPEN PLUS shell

A computer simulation model in ASPEN PLUS shell has been developed to simulate the performance of IGCC and IGHAT cycle power plants. The model was used to study the effects of design and performance parameters on the efficiency and emissions from IGCC and IGHAT cycles. The simulation models are capable of performing mass, energy and exergy balances which may be used to trace system inefficiencies to their source component thereby providing insights into component interactions within the cycles and act as pointers to system optimization trade-offs.     

燃气轮机燃烧室空气加湿燃烧的实验研究

空气加湿燃烧是HAT循环的关键技术。本文通过中压全尺寸燃气轮机燃烧室空气加湿燃烧实验,研究了加湿度对燃烧特性的影响。实验中发现,燃烧室内温度分布、出口温度场、污染物生成(即NOx、CO、UHC)及燃烧稳定性都受到加湿度的影响。研究结果表明,空气加湿燃烧导致NOx排放显著下降, CO和UHC排放略有上升,燃烧室中压力振荡的频谱产生了变化,燃烧室出口温度场畸变加剧。作者从水蒸气影响燃烧的机理出发对实验结果进行了分析和解释。     

联合循环、STIG循环、HAT循环及其相关循环的热力性能比较

1引言本文分析并比较了燃气一蒸汽联合循环（CC）（图川山、注蒸汽燃气轮机（STIG）循环z图2）l’］、湿空气透平（HAT）循环（图3）［’1及采用中冷或再热手段后相应循环的性能．为了不使系统过于复杂，只采用一级中冷、一级再热，中冷器和再燃室的位置与通常的设计相同。中冷器所用冷却水来自环境，吸收热量后又回到环境。选用余热锅炉型CC，HAT循环选用文献［3］提供的结构。2计算结果及分析计算条件：（a）环境温度20”C，压力0．101325MPa，湿度sg／bgDA；（b）压气机绝热效率0．88，燃气透平相对内效率0．9，蒸汽透平相对内效…     

基于微燃机的空气湿化循环构建与分析

基于同一微燃机,构建了注水回热(RWI)、HAT、部分空气湿化(PHAT)、压气机入口喷雾冷却的HAT(AHAT)循环模型,对各循环的性能进行了模拟分析并对比了效率和比功.结果表明,在可比条件下,空气湿化循环功率和效率较回热循环分别提高40%以上和5个百分点左右.研究结果为微燃机改造为空气湿化循环提供了依据和理论指导.     

Graphical exergy analysis of a new type of advanced cycle with saturated air

A new type of advanced cycle with saturated air called a gas turbine cycle with saturation for air (GTSA) is analyzed by graphical exergy methodology based on energy-utilization diagrams (EUDs). By comparing it with an advanced steam-injected gas turbine cycle (STIG), key features of the GTSA system are clarified. The model system may achieve an efficiency as high as 56%. It is about 8% more efficient than the STIG. In addition, some suggestions are pointed out for further research.     

基于微燃机的HAT循环变工况性能分析

基于某微燃机构建了HAT循环,研究了其在功率下降(ISO条件)、环境温度变化时的变工况性能,并与简单循环、回热循环和RWI(注水回热)循环的设计工况、变工况性能进行了对比。结果表明, HNI、循环和RWI循环的变工况性能相似且好于简单循环和回热循环。其中,空气湿化程度的调整对于HAT循环变工况性能的稳定性起重要作用。但由于没有设置中冷器,且微燃机循环中可资利用的(火用)较少,HAT循环设计工况和变工况性能相对于其它循环的优势没有得到充分体现。     

动叶顶部间隙对1+1/2对转涡轮性能的影响

本文对1+1／2对转涡轮中动叶顶部间隙大小对涡轮性能的影响进行了详细的数值模拟。对涡轮总体性能参数、节距平均出口气流角、出口节距平均相对马赫数以及不同叶高的负荷进行了对照,发现间隙对1+1／2对转涡轮性能影响明显,尤其是当间隙较大时。当低压动叶间隙宽度达到高压动叶前缘叶高的4．5％时,低压动叶间隙中流动普遍超音,在设计1+1／2对转涡轮时需要加以重点考虑。     

An engineering method for calculating the parameters and characteristics of pulse detonation engines

Theoretical fundamentals for calculating the thermodynamic cycle of engines with fuel detonation (FD cycle), which is realized in the thrust units of pulse detonation engines (PDE), are presented. A system of equations for calculating the parameters of the detonation waves under various conditions of their initiation is derived. These equations were used to examine how various factors influence the parameters of detonation waves and, consequently, the work of the cycle, thermal efficiency, and the specific parameters of the PDE. It was demonstrated that the maximum thermal efficiency of the FD cycle virtually coincides with the minimum losses caused by the irreversibility of heat input into the detonation wave. It was established that the losses are substantially dependent on the temperature of the working substance (compressed air or heated gas) supplied into the thrust units, more specifically, they decrease with increasing temperature.