IGCC中蒸汽系统流程与参数综合优化研究

概述作者研究集体相关的研究，包括：突破传统的模拟分析框架，提出IGCC中蒸汽系统流程与参数同步综合的设计优化新思路；基于“能的梯级利用”原理和“流程温区超结构”概念，建立IGCC蒸汽系统综合优化模型；基于大量数值计算与模拟分析，揭示IGCC蒸汽系统热力特性规律等。本研究为IGCC蒸汽系统设计分析提供有实用价值的方法和手段。     

联合循环中蒸汽底循环系统设计优化研究

遵循“温度对口,梯级利用”的原则,基于温区概念,建立了联合循环底循环系统设计优化模型,并通过实例对一具体的联合循环底循环系统进行了优化研究,得出了一些有价值的结论。研究结果表明:单压余热锅炉底循环系统存在一个最优的汽包压力,使联合循环系统性能最优;对于双压余热锅炉底循环系统,高压汽包压力并不是越高越好,存在一个合理的选择区域,一定高压汽包压力下存在一个最佳的低压汽包压力使系统性能最优;与单压余热锅炉底循环系统相比,双压余热锅炉底循环系统余热利用率更高,从而更好地实现了能的梯级利用。     

槽塔结合太阳能辅助燃煤发电机组性能分析

目前化石能源短缺,环境污染日益严重,太阳能作为一种清洁可再生的能源,以其储量巨大、便于获取、无污染的优势,获得广泛的关注和发展。以国内某1 000 MW 超超临界机组作为基准系统,提出了一种同时集成槽式、塔式太阳能集热子系统的新型太阳能辅助燃煤发电系统,分析了系统的节煤量、光电效率、锅炉热效率,同时对集成系统的经济成本进行了分析。结果表明：该新型集成系统比传统燃煤电站具有更好的热力学性能,可以最大限度地利用太阳能,THA工况下集成系统的节煤量约9 g/（kW·h）。随太阳能取代比例的增大,集成系统的光电效率最大为25.55%,太阳能侧平准化度电成本为0.81 元/（kW·h）,低于目前的纯光热电站上网电价1.15 元/（kW·h）,具有明显的经济优势。     

燃烧前CO2捕集技术在IGCC发电中的应用

由于整体煤气化联合循环（IGCC）发电本身的技术特点,使得其非常适合于进行燃烧前CO₂捕集。针对IGCC特点,提出了一种MDEA脱酸气结合湿法氧化法硫回收的燃烧前CO₂捕集流程。通过模拟计算,验证了流程的可行性。将其与IGCC发电系统集成,对比计算了有无燃烧前CO₂捕集的IGCC系统供电效率等相关参数,燃烧前CO₂捕集使IGCC供电效率降低约10个百分点。分析指出了导致包含燃烧前CO₂捕集的IGCC供电效率降低的3个因素：蒸汽消耗、燃料化学能损失和新增动力设备电耗,并据此确定了今后的优化方向。     

耦合太阳能的SOFC-MGT-CCHP系统不同运行策略性能对比研究

提出耦合太阳能的固体氧化物燃料电池–微燃机–冷热电联供系统(solid oxide fuel cell-micro gas turbine-combined cooling,heating and power system,SOFC-MGT-CCHP),建立SOFC-MGT-CCHP系统与太阳能热水系统模型,并将二者耦合。以某旅馆用户为例,根据不同季节用能特点提出3种典型运行策略。并根据以电定热、以热定电以及是否耦合太阳能等系统运行方式进行对比研究,研究结果表明：耦合太阳能的SOFC-MGT-CCHP系统按照以热定电方式运行最为节能。在满足用户用能需求情况下,相较于不利用太阳能的以热定电运行方式,系统日均一次能源节约率、一次能源利用率、CO2减排率最高提升2.88%、14.2%、3.76%;相比于不利用太阳能的以电定热运行方式,三者最高分别提升26.31%、83.05%、26.53%。     

超临界机组附加单耗分布及案例分析

建立了超临界机组稳态工况下能耗空间分布模型,基于600 MW超临界机组锅炉及汽轮机系统模型进行案例分析。根据热力学第二定律,得出总体附加单耗在各设备间的分布情况,挖掘出节能潜力并提出进一步降低煤耗的指导思路。     

整体煤气化联合循环(IGCC)底循环系统变工况特性

文中研究了整体媒气化整合循环（IGCC）底循环系统的变工况特性。IGCC是一种先进的洁净煤动力系统，已成为当今世界能源动力领域的研究热点。其底循环系统是一个相当复杂的物质、能量转换利用系统，它的变工况性能对机组运行稳定性、安全性以及整体性能有重要的影响。文中详细分析了IGCC底循环系统热力与变工况的特点，并按“温度对口，能量梯级利用”的原则，运用温区模型的概念，建立了底循环系统变工况特性分析模型，编制了相应的软件，并结合实例分析了典型的双压再热底循环系统的变工况特性，揭示了负荷变化以及大气温度变化时IGCC底循环系统的变工况规律，为进一步研究IGCC系统运行特性和控制规律提供了基本的数据和信息。     

IGCC中燃气轮机技术方案与设计优化

文章概述了作者研究集体对用于IGCC的燃气轮机技术相关的研究成果,包括：用于IGCC的可能的燃气轮机技术方案;影响燃气轮机与系统性能关键因素的分析;双开口变量同步优化的新构思与IGCC中燃气轮机的超结构的综合优化新方法;基于模块化建模方法建立IGCC中燃气轮机子系统模型;实例研究和计算分析与得出一些有实用价值的结论。     

IGCC中蒸汽系统的集成技术与设计原则

文章概述本研究集体相关的研究成果,包括IGCC蒸汽系统的集成技术与热力特性,提高IGCC中蒸汽系统性能的途径以及IGCC蒸汽系统设计的一般性原则与实例分析.这些工作将有助于更全面、准确地理解IGCC中蒸汽系统,并为其理论建模、定量分析及设计优化提供支持.     

内嵌加热管束反应床Ca(OH)2/CaO热化学储能性能研究

热化学储能在能量密度以及能量的长期存储上较显热储能和潜热储能2种方式具有较大的优势，并且在远距离输送上具有比较小的能量损失。采用热化学储能中的Ca(OH)₂/CaO储能体系进行数值研究，旨在探索内嵌加热管束反应床的尺寸以及加热温度与反应床储热性能之间的关系。针对多孔反应床内的储能反应建立一个物化模型，采用数值计算的方法将反应床反应过程中的传热传质过程进行量化分析。以反应床的储能率表征反应床的储热性能并分析不同工况下的反应模式。结果表明内嵌管束加热方式比反应床外壁加热有更高的储热性能，尽管前者的加热面积远小于后者，但与后者相比，其储能率仍提高3.8%左右。另外，研究发现在不同的反应率下反应床尺寸变化对储能率的影响效果不同。对反应床的加热温度变化研究表明，不同的尺寸参数对加热温度的变化敏感程度也是不同的。对于文中反应床，当额定加热温度为863K，半径为120 mm，高650mm时反应床的储能效率达到最高。