褐煤热泵预干燥超临界CO2循环发电系统理论研究

褐煤含水量高,直接燃烧发电存在效率低、投资大的问题。为此,本文提出了一种集成褐煤热泵预干燥的超临界二氧化碳循环发电系统,并建立了超临界二氧化碳循环发电系统和褐煤热泵预干燥系统的耦合计算模型,以某660 MW发电系统为例,对直燃褐煤发电系统和褐煤热泵预干燥发电系统进行对比分析。结果表明：褐煤发电系统通过热泵干燥褐煤可以使系统发电效率提高1.44%,发电标准煤耗率降低8.06 g·(k Wh)^-1;分析发现,预干燥褐煤使得锅炉燃烧损降低高达4.47%,排烟耗散降低0.35%,从而使系统效率提高1.29%,燃烧损和排烟耗散降低是系统节能的主要原因;干燥机效率、褐煤干燥程度和热泵COP越高,褐煤热泵预干燥发电系统节能效果越显著。     

褐煤抽汽预干燥发电系统变负荷特性仿真研究

燃褐煤发电机组投资大、效率低,采用汽轮机抽汽为热源对褐煤进行预干燥,是提高褐煤发电效率的有效手段。本文结合某600 MW机组,采用Aspen plus建立了系统变工况仿真模型,验证了模型的准确性,并基于此模型仿真研究了系统的变工况特性,结果表明:褐煤预干燥使得锅炉燃烧温度升高,烟气量降低,烟气酸露点下降;褐煤抽汽预干燥发电系统发电标准煤耗率随着机组负荷下降而增大,并且增大速度较直接燃褐煤发电机组快,在机组负荷下降至50%左右时,采用汽轮机抽汽对褐煤进行预干燥便不再节煤。     

褐煤高效发电技术的对比分析

褐煤将逐渐成为我国火力发电行业的主要燃料,但常规褐煤发电机组投资大、效率低.本文结合某1000 MW空冷凝汽机组实例,对比分析了低压省煤器和烟气预干燥两种节能技术对系统热经济性的影响情况,并分析了主要系统参数的影响规律.计算结果表明采用低压省煤器和烟气预干燥技术最多分别可使发电标准煤耗率降低1.99g·(kW·h)~(-1)和8.60 g·(kW·h)~(-1),烟气预干燥技术具备更加显著的节能潜力.     

褐煤烟气预干燥发电系统变工况特性的仿真研究——机组负荷与原煤水分的影响

本文建立了常规褐煤发电系统与褐煤烟气预干燥发电系统的全厂机炉耦合变工况仿真模型,以600 MW机组为例研究了机组负荷和原煤水分变化对褐煤烟气预干燥系统节能、节水效果的影响。仿真结果表明:褐煤烟气预干燥发电系统具有显著的节能优势和水回收能力。在THA工况下,原煤水分由39.5%降低至预干燥煤的9.82%,同时乏气废热用于预热空气至55℃,可使烟气预干燥发电系统的标准煤耗率比常规褐煤发电系统降低9.91 g·(kW·h)~(-1),同时可回收12.8t·h~(-1)煤中水分。机组负荷下降至50%THA时,节煤量下降至9.30 g·(kW·h)~(-1),水回收量下降至7.3 t·h~(-1)。原煤水分每下降10%,节煤量下降1.25 g·(kW·h)~(-1),同时水回收量下降3.8 t·h~(-1)。     

集成SCO_2动力循环的燃煤电站余热回收系统研究

低温烟气热能的高效梯级利用是火电厂节能减排的重要方向之一。本文结合某1000 MW超临界机组,对常规低温省煤器烟气余热利用系统进行了热力学分析,发现该系统可使系统发电标准煤耗率降低2.50 g·(kW·h)~(-1),但分析发现,空气预热器耗散占输入媚的22.03%,多于锅炉排烟所携带的。为此,本文提出了集成SCO_2动力循环的火电厂低温烟气热能利用系统,旨在减少空气预热器中的耗散。对SCO_2动力循环参数进行了优化,在优化参数下该系统可以使发电标准煤耗率降低3.62 g.(kW·h)~(-1),进一步集成低温省煤器可使发电标准煤耗率降低达5.58 g·(.kW·h)~(-1),最后采用分析结果解释了系统节能的本质原因。     

带喷射式热泵的回热系统热经济性研究

目前在所有电厂中普遍采用给水回热加热系统来提高机组效率,且机组效率随回热级数的增加而提高,但受汽轮机结构等因素的制约,现有机组一般采用7~9级回热.本文研究在不改变汽轮机结构的情况下,采用喷射式热泵技术增加回热级数,从而提高机组效率.通过对某660 MW机组进行计算,结果表明采用喷射式热泵可使该机组热效率提高0.13%,发电标准煤耗率下降0.35 g/kWh,每年节省标准煤1617.6 t以上,机组热经济性显著提高.     

抽汽–高背压–热泵耦合供热系统运行优化

热电联产机组能源利用效率较高,对我国的节能减排工作具有重要意义。为提高汽轮机抽汽、高背压与吸收式热泵构成的热电联产系统效率及运行灵活性,本文研究了供热机组电热负荷特性,进而对抽汽–高背压–热泵耦合热电联产系统多参数进行优化。研究发现,随着高背压机组电负荷增加,高背压机组产生调峰被动冷源损失增加,机组发电煤耗率以及综合发电煤耗率均随之增加。通过多参数优化,获得了高背压机组初末期、寒冷期及严寒期的最佳运行背压,分别为35.86 kPa、34.32 k Pa和32.27 kPa。     

电厂空冷岛喷雾冷却控制系统开发

为了解决内蒙准大电厂在夏季不能满负荷发电这一问题,提出利用喷嘴在散热器周围形成喷雾这一方法,促使散热器环境温度降低,提高散热器热交换率,降低煤耗,提高发电量,实现满负荷发电。为更好的控制雾化效果,设计一套喷雾冷却控制系统。系统以PLC为主控制器,以超声波液位传感器为反馈单元,电动调节阀为执行机构,实现大型容器的液位控制。系统能对水泵进行旁路调节,并具有速断保护功能。该系统运行结果表明,良好的雾化效果有效提高了电厂发电效益。     

超超临界二次再热燃煤发电系统优化设计

针对超超临界二次再热机组锅炉?损耗大的问题,本文利用单耗分析方法对某1000 MW超超临界二次再热机组进行全工况分析。根据机组能耗分布情况,对系统进行了优化设计,并对新系统进行热力学计算以及单耗分析,揭示了新系统节能降耗优势和煤耗降低原因。研究结果表明:新系统各工况下发电煤耗均降低1.5 g.kW^-1·h^-1以上,空气预热器附加煤耗降低是系统发电效率提高的主要原因.另外,由于换热温差的减小,新系统锅炉需要增加0.186倍的受热面积,其中空气预热器需要增加到原系统的1.67倍。     

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。     

海水热泵空调系统应用研究

海水热泵空调系统运行可靠、效率高、无污染,运行费用是常规空调系统的40%~50%,与电系统相比节能率在70%以上。文中对海水热泵空调系统的设计应用进行了详细的阐述,包括实施可行性、系统特点和原理,及设计方法等。旨在以一实际工程为例,对海水热泵系统的运行情况进行实验测试和分析,为该技术进一步推广积累工程经验,同时也为沿海地区将海水应用于空调系统提供一定的实验依据。     

燃煤烟气余热回收与减排一体化系统应用研究

为了回收湿法脱硫后燃煤烟气中的热量,本文提出了一套新型的余热回收系统,通过直接接触式换热器和热泵的结合,能够将排烟温度显著降低,回收烟气中的余热用于供暖,同时减少排烟污染物排放。工程运行结果表明,排烟温度从50℃:降低至39℃时,锅炉热效率提高了3.2%,若降低至20℃,则能够提高锅炉热效率9%。新增系统的阻力保持在400 Pa以下。同时,经过直接接触换热后,排烟中SO_2浓度降低59%,No_x浓度降低8.8%,系统能够同时达到节能、减排双重功效。工程总投资约为2880万元,而年净收益为740万元,静态投资回收期为3.8年,经济效益良好。     

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。     

基于GARCH模型的火电厂综合能效影响因素分析

本文以600 MW的火电机组为对象,基于机组运行经济性和环境约束的角度,选取了5个指标:发电煤耗率、厂用电率、发电综合耗水率、发电油耗和脱硫效率,利用计量经济学模型——GARCH(Generalised AutoRegressive Conditional Heteroskedasticity)模型和多元回归法(MultipleRegression Method)构成新式耦合模型,对火电厂的综合能效进行了计算分析。并同时采用VAR(Vector AutoRegressive)模型验证了所提出的耦合模型的准确性。该方法不仅能够无人工干预的评价出火电厂节能的综合水平,还可将每个指标对综合能效的影响定量化。     

槽式太阳能集热与化学热泵耦合的复合发电系统

本文提出了一种抛物槽式太阳能集热与化学热泵耦合的复合发电系统,对其热力性能进行了分析,并研究了反应器中反应蒸汽温度、镜场加热给水温度等关键运行参数对系统性能的影响。研究了太阳能特征参数对系统性能的影响规律,分析了太阳直射辐照强度(DNI)高于设计工况时,储能材料氧化钙的量与DNI的关系。设计工况下,系统输出功335.7 MW,热效率为30.4%,发电效率23.6%。所提出的系统,为解决槽式太阳能单独热发电系统蒸汽参数低导致动力循环热效率低的难题提供了新途径。     

再热蒸汽调温方式对机组变负荷能耗特性的影响

再热蒸汽温度是机组变负荷过程中需准确控制的参数之一。本文针对两种再热汽温控制方式的控制效果及其对机组变负荷过程能耗特性的影响展开了研究。结果表明:与改变尾部烟道烟气挡板开度相比,以摆动燃烧器调节再热汽温具有较好的控制效果;变负荷过程具有较低的平均标准发电煤耗率。升负荷过程中,随着变负荷速率升高,控制方式引起的平均标准发电煤耗率差值逐渐减小,差异最大值为0.59 g·kW~(-1)·h~(-1);降负荷过程中,变化规律相反,差异最大值为0.11 g·kW~(-1)·h~(-1)。     

添加剂对褐煤薄层微波干燥特性影响

本文对褐煤薄层微波干燥动力学特性进行实验研究,分析微波功率及添加剂(剂量分别为5%和10%氯化钠、剂量5%碳酸钠)对褐煤干燥动力学特性的影响规律。结果表明:添加剂对褐煤微波干燥特性具有显著性影响。与原褐煤相比,功率为119 W时添加剂效果最为显著,添加5%氯化钠、5%碳酸钠和10%氯化钠后,褐煤平均干燥速率分别增大3%、20%和36%。纯褐煤、褐煤/5%氯化钠、褐煤/5%碳酸钠和褐煤/10%氯化钠第一降速段活化能分别为17.17W·g~(-1)、14.60 W·g~(-1)、13.48 W·g~(-1)和13.33 W·g~(-1);第二降速段活化能分别为15.23 W·g~(-1)、10.51 W·g~(-1)、10.12W.g~(-1)和9.32 W.g~(-1)。添加剂加入均使得褐煤两个降速段活化能降低,与5%剂量氯化钠相比,添加10%氯化钠后褐煤的活化能有所降低;碳酸钠可更好的改善褐煤薄层微波干燥特性。     

小型复叠式空气源热泵采暖系统性能影响因素的实验研究

本文探讨了循环水流量﹑热水温度及环境温度等参数对小型复叠式空气源热泵采暖系统性能的影响。实验结果表明:在一定温度范围内,随着制取热水温度的升高,热泵的制热量逐渐降低,热泵的输入功率逐渐增大,系统COP呈下降趋势;当制取的热水温度相同、环境温度较高时,热泵的制热量、热泵平均COP值较高;在一定流量范围内,循环流量越大,热泵的制热能力越高,当制取热水的温度相同时,大循环流量下高温环路的压缩机排气温度越低,运行越稳定。     

燃气压缩式热泵空调系统的实验研究

对采用燃气机驱动的压缩式热泵空调系统进行安装、改造及运行实验,实验的内容主要包括发动机系统的运行特性、热泵系统、整体系统的性能特性。实验结果表明,燃气机热泵是一项高效节能技术,在实验条件下其平均一次能源利用率PER为1.42;而且部分负荷特性好,可以良好的实现变速调节。     

新型高效机械压缩式热泵蒸发系统的设计及实验研究

根据化工行业的环保以及节能要求,提出了一套处理废液回收的新型高效热泵蒸发系统.不同于以往的化学及物理方法,采用了热泵蒸发处理技术.系统以板式换热器作为蒸发器,采用升膜蒸发的方式,实现废液的浓缩回收.系统运行结果表明:设计方案可行,能够实现预期效果,符合环保及节能的要求.