LNG冷能在IGCC电站中的梯级利用探讨

论述了液化天然气(LNG)冷能在整体煤气化联合循环(IGCC)电站的综合利用技术,该技术符合LNG冷能的梯级利用,有效地提高了LNG冷能的利用效率,使LNG冷能利用效率达到约70%以上。同时,大幅度提高了IGCC机组的出力和效率,提高了IGCC电站的经济性。     

基于LNG与汽车尾气大温差下的温差发电研究

为了有效利用液化天然气(LNG)汽车中LNG的冷能以及排气的热能,提出利用半导体温差发电器,分析计算了LNG与发动机排气的可回收能,设计了回收利用冷能和热能的流程,计算了各个状态点的参数,建立了大温差下的多级温差发电器模型,并对其输出功率和热电转换效率进行了计算。结果表明,利用半导体温差发电器来回收LNG的冷能和排气热能的方案具有可行性;在大温差的条件下,多级温差发电器能有效地提高热电转换效率。     

回收LNG冷能用于发电燃气轮机进气冷却的可行性

通过对发电燃气同进气冷却技术、LNG（液化天然气）冷能回收利用技术的大量应用实例分析，认为将二者结合起来，回收LNG冷能用于发电燃气机进气冷却是成熟可行的，可明显改善燃气轮机发电机组的经济性和技术性能，适用于广东亚热带地区的LNG燃气电厂。     

综合利用低品位余热与LNG冷能的复合循环系统

提出了一种可以实现低品位热能与液化天然气(LNG)冷能综合利用的复合式循环系统,以实现不同温度区间的循环匹配及热能梯级利用,并运用热力学定律对循环系统各部分性能进行热力性能分析,研究了复合循环系统各部分关键参数对系统性能的影响.结果表明：在给定工作条件下,系统的净发电效率和可用能效率分别达到了39．4％和47．33％;系统性能受循环工质状态参数和质量流量变化的共同影响,两者的综合作用效果决定了系统的优化方向.     

液化天然气(LNG)联合循环电站热力学分析

基于系统部件的质量、能量和炯平衡,对以液化天然气(LNG)为燃料的联合循环电站,建立其计算模型,进行能量分析和炯分析,确定各个过程因热量、质量、功的传递以及不可逆损失导致的<火用>变化.结果表明,燃烧室和燃气透平的损失最大.占总炯损失的75%;燃料供应系统用海水为热源气化LNG,此过程因为输送海水要消耗大量的泵功,且浪费了LNG中蕴藏的大量高品位冷能,相对炯损失达2.21%.根据热力学分析结果,提出了进一步提高LNG联合循环电站效率的建议.     

液化天然气冷能的综合利用研究

阐述了国内外液化天然气（Liquefied Natural Gas,LNG）冷能利用的现状及发展趋势,对冷能利用的方式进行了归纳总结,指出利用LNG冷能潜在的巨大经济效益和社会效益,分析了国内外几大LNG接收站的LNG冷能利用新进展。     

基于液化天然气冷能的电厂凝汽器改造研究

研究电厂凝汽器对液化天然气(liquefied natural gas,LNG)冷能的利用问题,提出凝汽器改造方案,并通过模拟验证改造方案的可行性。首先对凝汽器利用LNG冷能的方案进行推导计算,表明了将LNG冷却后的凝结水喷淋至凝汽器中的冷能利用方案效率最优。其次对喷水量进行计算,并提出了电厂凝汽器的模型计算流程,再以某电厂凝汽器为例提出具体的凝汽器改造方案。最后使用热工水力软件对凝汽器建模,并将计算结果与凝汽器设计参数进行对比,验证了模型的正确性以及改造方案的可行性。     

一周之最——最清洁的工业规模发电站

英国将建设一座“清洁能源”发电站，厂址可能选在阿伯丁郡，它将成为世界上第一座具备工业规模的利用氢能发电、不会产生碳气体的电站。据悉，该工程总耗资3．3亿英镑，先将氢和二氧化碳从天然气中分离，再利用氢为新发电站提供燃料。分离出的二氧化碳将被液化，用管道埋入BP公司米勒油田的地下储存，油田的产量还能因此而有所提高。BP公司表示，其发电过程中排入空气中的二氧化碳总量将减少90％以上，同时可为25万户英国家庭提供“无碳”电力。     

德国试验“零污染”发电技术

德国研究人员开始在位于该国东部的一座发电站试验一项新型发电技术，以求达到发电的同时确保二氧化碳“零排放”。这项技术名为“氧燃料燃烧技术”。根据工作原理，当发电站在燃烧褐煤发电时．燃烧设备内存在的气体为纯氧，而非普通空气。这样．褐煤燃烧过程中只会产生二氧化碳和水蒸气，不会产生其他杂质。由于水蒸气遇冷后会液化成水，使用氧燃料燃烧技术发电后产生的废气很容易实现分离。     

烟气近零排放的富氧焚烧垃圾电站技术经济性分析

以日处理垃圾1 100 t的15 MW循环流化床(CFB)垃圾焚烧锅炉汽轮机发电机组为研究对象,计算分析了采用富氧燃烧技术焚烧垃圾的经济性.与空气焚烧垃圾电站相比,富氧焚烧垃圾电站需要增加空气分离制氧和CO2压缩液化设备,但无需燃煤助燃,可以实现烟气污染物的近零排放.经济性计算结果表明:空气分离装置和CO2压缩液化装置的功耗为11.52 MW,其厂用电率约为76.8％,综合考虑电厂其它辅机功耗后,净电效率为4.01％.富氧焚烧垃圾技术具有烟气污染物零排放与资源化回收的优势,经济及技术上可行,社会效益突出,有望成为一项有效处理垃圾的环境友好型新技术.     

CO2零排放的SOFC复合动力系统分析

基于Aspen-Plus软件建立了SOFC电池堆的模型,设计了不回收CO2的SOFC复合动力系统,针对系统特点,提出了CO2零排放的SOFC复合动力系统,对这两种系统的性能进行了详细的比较和分析。CO2零排放系统利用纯氧燃烧方式得到的燃烧产物只有CO2和水蒸气,通过冷凝得到高浓度的CO2。与带CO2脱除的常规电厂相比,极大地降低了回收CO2的能耗。通过对主要参数(燃料利用率、蒸汽/碳比、运行压力等)进行优化,详细分析了各主要参数对系统性能的影响。本文研究成果将为进一步研究高效的CO2零排放SOFC复合动力系统提供有益的参考。     

Proposal and Evaluation of a New‐Type Cogeneration System for Energy Saving and CO2 Emission Reduction

The paper proposes a cogeneration system which generates four types of energy or material resources: electricity, steam, hot water, and freshwater. The proposed system can capture CO₂, and be constructed on the basis of a combined cycle power generation system which consists of a gas turbine and a back‐pressure extraction turbine. In the proposed system, power is produced by driving the gas turbine system. High‐pressure saturated steam with medium temperature is produced in the heat recovery steam generator by using gas turbine exhaust gas, and then superheated with a regenerative superheater in which the fuel is burned by using oxygen instead of air for driving the steam turbine generator. Water and CO₂ are recovered from the flue gas of the regenerative superheater. It has been estimated that the proposed system has a net power generation efficiency of 41.2%, a heat generation efficiency of 41.5%, and a total efficiency of 82.7%. Freshwater of 1.34 t/h and CO₂ of 1.76 t/h can be recovered. It has also been shown, when a case study was set and evaluated, that the proposed system can save 31.3% of energy compared with the conventional energy supply system, and reduce CO₂ emission by 28.2% compared with the conventional cogeneration system. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

煤气化制氢及氢能发电试验系统

氢能是一种高效洁净、理想的、极有前途的二次能源。“绿色煤电”计划将建立2MW的氢能试验系统,进行煤气变换制氢、氢能发电、CO_2利用的试验研究。介绍2MW氢能发电试验系统的设计方案:煤气化工艺采用西安热工院的两段式干煤粉加压气化技术,CO变换工艺采用中温耐硫变换工艺,脱碳工艺经比较采用变压吸附工艺,提纯的氢气用于高温燃料电池发电和氢燃气轮机的燃烧试验,CO_2作为商品销售。煤气变换提纯后CO_2体积分数小于0.2%,H_2体积分数大于99%,燃料电池发电效率达60%以上,系统CO_2达到零排放。煤制氢及氢能利用技术具有广阔的应用前景。     

未来"绿色煤电"的思考

中国的电力工业以燃煤发电为主，燃煤发电如何走出一条全面、协调、可持续发展的新型工业化道路是电力行业的重要课题。影响煤电可持续发展的主要因素是环境污染严重和煤电转化效率低。从满足未来电力可持续发展的角度看，现有的洁净煤发电技术在提高效率和减少污染物排放方面尚未达到未来“绿色煤电”的要求。通过分析，提出了未来“绿色煤电”的设想，它是以煤气化制氢和氢能发电为主、对CO2进行分离处理的煤基发电系统，可实现煤基发电的高效和近零排放。并描述了中国华能集团公司发展“绿色煤电”的初步规划。     

计及液态空气储能与综合需求响应的综合能源系统低碳经济调度

提高供应侧风电、光伏等清洁能源的消纳,降低传统火电机组的碳排放是实现能源结构转型以及碳达峰、碳中和的重要手段。针对能源系统低碳运行的问题,提出了一种包含储液式碳捕集电厂、电转气、液化天然气气化站以及利用液化天然气冷能的液态空气储能的综合能源系统低碳经济调度策略,并结合需求侧的响应策略,从供需两侧联合调度以实现综合能源系统的经济性和低碳性。最后,以改进的IEEE 30节点电力系统与6节点天然气系统为例,验证了所提出的低碳经济调度策略可以提高系统的风电消纳,减少系统的碳排放量,削峰填谷效果更为明显,并可有效降低系统运行的总成本。     

Economic Evaluation of Power System Flexibility by Commercial Air Conditioner Control with Large Penetration of Photovoltaic Generation

High penetration of intermittent renewable energy such as photovoltaic (PV) and wind power could cause shortage of power system flexibility. Demand response is expected to help supply ancillary service instead of the conventional power plant. Commercial air conditioners are a promising responsive load for demand response because they account for a large proportion of power consumption in the power system. We calculate a system operation cost and hourly operation pattern of each power plant by using the optimal power generation model considering flexibility supply from controlling commercial air conditioner. We obtained the following results as an effect of commercial air conditioner control. (1) The power generation of oil fired power plants decreases at peak time and annual fuel cost of oil fired plant is reduced by approximately 30% at most in Kanto area. (2) The percentage of rated operation mode of LNG combined cycle plants increases. (3) Curtailed energy rate of PV decreases because a power storage amount by pumped hydropower generation increases. (4) Required battery capacity to reduce PV curtailed amount decreased by combining battery energy storage system in case of high penetration of PV.     

Proposal and characteristics evaluation of a CO2-recovering hybrid power generation system utilizing solar thermal energy

A CO₂-recovering hybrid power generation system utilizing solar thermal energy is proposed. In the system, relatively low temperature saturated steam around 220°C is produced by using solar thermal energy and is utilized as the working fluid of a gas turbine in which generated CO₂ is recovered based on the oxygen combustion method. Hence, solar thermal utilization efficiency is considerably higher as compared with that of conventional solar thermal power plants in which superheated steam near 400°C must be produced for use as the working fluid of steam turbines; the requirement for solar radiation in the location in which the system is constructed can be significantly relaxed. The proposed system is a hybrid energy system using both the fossil fuel and solar thermal energy, thus the capacity factor of the system becomes very high. The fuel can be used exergetically in the system; i.e., it can be utilized for raising the temperature of the steam heated by utilizing the turbine exhaust gas more than 1000°C. The generated CO₂ can be recovered by using an oxygen combustion method, so that a high CO₂ capturing ratio of near 100 percent as well as no thermal NO_x emission characteristics can be attained. It has been shown through simulation study that the proposed system has a net power generation efficiency of 63.4 percent, which is higher than 45.7 percent as compared with that of the conventional power plant with 43.5 percent efficiency, when the amount of utilized solar energy is neglected and the temperature of the saturated steam is 220°C.     

燃气分布式能源的多目标敏感性分析研究

为了获取对燃气分布式能源能效、经济、环保影响较大的参数,进而指导项目的建设与运行,建立燃气分布式能源系统在热力性能、工程经济性、环保性能方面的能效计算与敏感性分析模型。以某国际机场燃气分布式能源为例,对其进行能效分析与敏感性分析,分析结果表明,提高发电效率、制冷系统COP(制冷系数),有利于一次能源节约率的大幅提高; 天然气价和冷价对系统经济性的影响较大,在燃气分布式能源项目的设计应用中需充分考虑; NOx和SO2对减排量收入的影响非常突出,CO2对环境影响方面更为突出。     

IGCC与未来煤电

我国以燃煤发电为主的格局和可持续发展的要求决定了在我国发展洁净煤发电具有重要意义。从我国电力工业的现状和面临的挑战出发，按可持续发展的观点和未来社会对燃煤发电的要求．分析了目前各种洁净煤发电技术的优点和存在的问题，得出IGCC具有可持续发展的诸多特性．是一种可实现高效低污染的先进燃煤发电技术。从美国、日本等国未来燃煤发电的发展计划可以看出：以IGCC为基础，将煤制氢、燃料电池发电、液体燃料生产、CO2分离和处理等过程集成的能源系统是未来燃煤发电技术的重要发展方向．它可实现燃煤发电的高效率和近零排放，符合可持续发展的要求。     

基于二级聚集式的端对端电力交易控制策略

为更好地实现端对端电力交易,提出了二级聚集式控制策略。该策略只需一个数据监测点和从监测点到产消者的单向通信就能够实现端对端电力交易。其中,第一级控制采用带约束的非线性优化,以最小化社区微电网电费为目标,第二级控制采用基于规则的实时控制策略。通过仿真算例验证了控制策略的有效性,并对比分析了在社区微电网中采用集中式和分布式蓄电池对电能损耗及电费的影响。