一种基于引射式预混燃烧器的新型高温温差发电系统

高温温差发电系统(TEG)由于在分布式能源和耦合热电提高系统效率等方面具有显著的特点而受到关注,但系统特性认识的缺乏阻碍了其发展与应用。为了优化燃烧过程及热端传热性能进而提高系统的发电效率,采用数值模拟的手段研究不同结构引射式预混燃烧器对系统性能的影响,获得优化的燃烧器结构。设计并搭建一种基于引射式预混燃烧器的新型高温温差发电实验台,实验结果证明模拟结果的正确性,经过燃烧器优化后的高温温差发电系统其热电(TE)模块热端温度更高、温度分布更均匀,系统的输出功率和发电效率得到较大的提高。     

纯低温余热发电系统热工参数的设计优化

通过建立低温余热发电系统的热力学模型,定量分析和对比了不同热丁参数对低温余热发电系统设计性能的影响.研究表明:进口烟气温度、蒸汽压力以及节点温差是影响纯低温余热发电系统设计性能的主要热工参数,其它热工参数对系统性能的影响很小;提高进口烟气温度、降低蒸汽压力或减小节点温差,均可显著降低设计出口烟气温度,从而增大蒸发量,提高热效率;但是当系统对最低排烟温度有要求时,蒸汽压力和节点温差存在下限值.     

汽车发动机尾气余热温差发电装置结构研究

半导体温差发电技术在低品位余热回收技术领域具有重要的应用价值。汽车尾气温度高,带走的热量约占发动机总量的40%,温差发电技术能直接将废热能量转化为电能回收利用。介绍温差发电装置的设计原理,结构参数对性能影响以及装置输出性能参数,并结合试验对温差发电装置的传热性能和电功率输出性能进行分析以及提出有效的改进方案。     

小型温差能发电装置发电特性分析与试验

针对自主升降海洋观测平台的电能供给问题,设计一种小型化温差能发电装置,建立热能转换和蓄能发电仿真模型;针对南海海域温度分布情况,对装置的温差热能转换性能和发电性能进行仿真分析。在此基础上,制作小型温差能发电装置,并在北黄海冷水团进行温差换热和发电性能验证试验。试验结果表明:温差发电装置达到设计要求,热能转换系统能在高温环境(温度高于24.5℃)、低温环境(温度低于13.6℃)的条件下完成热能转换,一次热能转换中换热系统能输出约360 mL的液压油,发电机最大输出功率达298 W,发电量约为939.9 J。     

地铁车辆车门开关对空调性能及车内温度的影响

在整车热工试验室对地铁车辆进行开关门测试，研究开关门过程空调性能及车内温度变化。频繁开关车门会造成整车空调系统能耗的增加。夏季制冷时，地铁车辆车内外温差不大，使空调系统能耗增加幅度不大。车门的频繁开关会造成车内温度变化。车门的开启和关闭使空调出风口的空气温度发生变化，进而改变地铁车辆内部的气温。门附近的气流变化很大，温度波动很大。     

一种新型高中温耦合温差发电系统

在环形高温温差发电系统的基础上,提出一种高中温耦合温差发电系统,数值研究不同燃烧器结构对系统性能的影响,获得经优化后的新型燃烧器结构。实验结果可验证模拟结果的正确性,新型高中温耦合温差发电系统发电功率明显高于单级高温发电系统,且其热电模块的温度分布更均匀,系统发电效率得到较大的提高。     

基于余热回收的半导体温差发电模型及数值模拟

本文提出一种改进的半导体温差发电模型,在温差发电器热端加上矩形格栅,并将这种格栅近似看作黑体,同时进一步运用FLUENT软件对该半导体温差发电系统的流场、温度场进行了数值仿真计算,并对仿真结果进行分析。结果表明该模型确实能够提高温差发电器的热端温度、冷端与热端的温差,使大量余热得到有效的利用;冷热端的温差比无格栅时提高了49.33%。模拟结果还表明格栅的几何尺寸选取对温差发电器热端的温度及冷热端温差有一定的影响。     

海洋温差发电系统热力学及热经济性分析

以热力学基本原理为基础,建立了海洋温差发电系统仿真模型,对比分析了亚临界状态下R717、R134a和R600三种工质系统在约束蒸发器窄点温差条件下优化目标函数随蒸发温度的变化规律。结果表明:蒸发温度越高,不同系统换热器的热负荷以及冷、热海水泵功率越小,最佳蒸发压力和工质泵功率越大;不同系统的热效率和单位换热面积输出电量与蒸发温度的相关性较大,随蒸发温度的增加近似线性递增。蒸发器的换热面积与循环工质种类的相关性较小,但冷凝器的换热面积与循环工质种类的相关性较大。R717循环更接近于卡诺循环,R717的系统热效率最大,热负荷及泵功率最小,且其热经济性目标函数值在合适的范围内,是海洋温差发电系统较为理想的循环工质。研究结果可为海洋温差发电系统的设计、试验及设备选型提供理论参考。     

可同时发电的余热回收系统与试验研究

为了将余热回收与温差发电技术结合起来,建立了一套热回收系统,该系统在回收热的同时还可以发电。建立了相应试验系统,分别采用3组不同流量的冷却水对发电片冷端进行降温,同时收集热量。得出了回收热量和电量与余热温度及水流量之间的关系式,调节冷却水流量可以调节电能与热能回收的比例。研究表明:应尽量使温差发电片冷热两端温差在大于30℃的工况下运行,此时电量和热量回收效率均较高。     

纯低温余热发电系统的优化分析

通过建立纯低温余热发电系统的热力学模型,计算分析了过热蒸汽压力、进口烟气温度和节点温差等因素对纯低温余热发电系统发电性能的影响.结果表明:在设计纯低温余热发电系统时,存在一优化过热蒸汽压力,使得纯低温余热发电系统的单位烟气发电功率最大;随着进口烟气温度的升高,系统单位烟气发电功率增大,对应的优化过热蒸汽压力升高;而随着节点温差的增大,系统单位烟气发电功率减小,对应的优化过热蒸汽压力降低.     

低温余热有机朗肯循环发电系统热经济性分析

针对工业中排放的低温烟气,建立有机朗肯循环发电系统的热经济分析模型,分析蒸发压力、热源温度及蒸发器最小传热温差对系统经济性能的影响。分析结果表明:热源温度为140℃,循环采用R123的经济性最佳,相应的发电成本与动态投资回收期分别为0.142元(/kW.h)与3.68年。余热发电系统存在一个经济性最高的蒸发压力,不同工质对应的最佳蒸发压力也不同。蒸发器内最小传热温差为15℃时,系统的经济性较好。烟气温度在100～180℃时,系统采用R123的投资回收期最短,而烟气温度高于180℃时,R141b的经济性更高;不宜采用有机朗肯循环发电技术回收温度低于100℃的低温烟气。     

基于电气体发电的ORC系统热力学分析

构建了含电气体发电的ORC系统并对比于传统的汽轮机-发电机的发电方式,以发电功率和火用效率作为目标函数,基于热力学和电学理论,计算分析了亚临界状态下7种不同工质相应目标。研究表明,蒸发温度升高,系统发电功率增加。相同条件下,R134a有较大的输出电功率;热源进口温度一定,窄点温差越小,系统火用效率越大;同一窄点温差,热源进口温度不高于临界温度约2倍的窄点温差时,火用效率存在最大值;反之,火用效率则随蒸发温度单调递增。本研究将为ORC新型发电技术在工质选择和性能优化方面提供理论指导。     

基于改进贪心算法的温差电器件电-热耦合效应研究

温差电器件实际工作时由于内电阻的存在不可避免地会产生焦耳热,传统的温差电研究中虽注意到温差发电过程中的焦耳热现象,但只是在等效计算热功率时消去焦耳热部分,而忽略了焦耳热对温差电器件热、冷端温度分布的影响。针对传统研究的不足,考虑实际应用中的电-热耦合效应,运用理论推导的方法建立了第三类边界条件下的温差发电负载模型,并利用改进贪心算法迭代求解,最后以SP1848-21745型温差发电片为例,通过试验验证了模型与算法的正确性。模型的数值求解与发电片实测结果对比表明,考虑了电-热耦合效应的温差发电负载模型的热电输出值更接近实测值。     

5000t_d干法水泥线余热发电热工参数的计算分析

针对某5 000 t/d新型干法水泥窑系统设计了纯低温余热双压发电系统,对系统各个参数进行了理论计算分析,得到了双压系统中主蒸汽温度和压力、给水温度、高压节点温差和接近点温差、低压蒸汽温度和压力、低压节点温差和接近点温差、系统给水温度对系统发电功率的影响规律.计算结果表明:影响水泥窑余热系统发电功率的因素较多,在进行余热发电系统设计时,应对系统发电功率和经济性进行综合考虑,以选取优化参数.在计算的各工况中,当窑尾余热锅炉主蒸汽温度为300 ℃、主蒸汽绝对压力为1.6 MPa、给水温度为170 ℃、高压低压节点温差为15 ℃、高压低压接近点温差为11 ℃;窑头余热锅炉低压蒸汽温度为180 ℃、低压蒸汽绝对压力为0.25 MPa、系统给水温度为50 ℃,汽轮机背压为8 kPa时,系统发电功率是最大的,达到13 791.878 kW.     

新型温差发电装置的结构设计

分析了温差发电装置的内部结构对温差发电效率的影响,并在此基础上设计制作出了一种新型温差发电装置,其内部换热通道的横截面为六边形、通道内部带有错排扰流片。通过错排结构使温度差值变大,提高了传热效率。在发动机转速为3 000 r/min、换热通道入口处尾气温度为130~140℃时,其电压在1.112~1.151 V范围内波动,发电功率为1.325 W。并通过温度-电压的函数模拟,得出温度和电压在相应温度下成正比关系     

太阳能辅助330 MW燃煤机组互补发电系统动态特性及年性能分析

基于TRNSYS仿真平台,对槽式太阳能辅助某330 MW燃煤互补发电系统典型日动态特性进行定量分析。结果表明,随着太阳能的引入,机组主蒸汽的温度、流量小幅波动,再热蒸汽温度下降、流量增加。在此基础上对互补发电系统的年性能展开分析。结果表明在一年中,互补发电系统所增加的功率在4～8月份明显高于其他月份。太阳能利用小时数在夏至日最高,冬至日最低,春分和秋分时二者接近并居于夏至和冬至日之间。     

计及电热耦合的多级温差发电建模和试验研究

为准确描述多级温差发电器实际工作时各级节点温度分布与通过热功率及其热电输出特性之间的关系,文章建立了计及电热耦合的多级温差发电数值分析模型。运用贪心算法(Greedy Algorithm)编程求解,以常见的Bi2Te3,PbTe和SiGe 3种半导体材料的发电片为例,通过试验验证了模型的正确性,并进一步研究了电热耦合效应对多级温差发电器的Seebeck电压、发电功率和热电转换效率的影响。模型的数值求解和实测结果对比表明:由于电热耦合效应的存在,多级温差发电器在实际工作时各级节点的温度上升,但冷、热端的温差值减小;电热耦合效应会使Seebeck电压、发电功率和热电转换效率明显降低,下降幅度随多级温差发电器热端温度的升高而增大,随发电器级数的增加而减小。     

汽车尾气热源半导体温差发电系统构想

发电模块在温差仅为几十摄氏度的低温余热条件下也可发电,非常适合于汽车尾气为热源的变工况条件的系统发电。研究半导体温差发电模块用于以汽车尾气为热源的发电系统输出电压、电流随热源温度变化的趋势。发电系统采用4块发电模块串联的方式,热源温度的变化范围为75~38℃,冷源恒定且为5℃。测试结果表明:随热源温度变化,系统输出的电压、电流随热源温度呈线性变化;冷热源温差为70℃时,系统输出电压为5.2V,电流为0.22A。     

运行调节方式对斯特林发电装置性能的影响分析

碟式斯特林发电系统是一种新型的具有广阔应用前景的新能源动力系统,其性能研究和开发利用受到世界许多国家的重视。本文以等温模型为基础,考虑各部件中工质流动损失、热损失,对20 k W级碟式太阳能聚光器双作用斯特林发电系统在两种不同运行调节方式下的性能进行模拟计算。结果显示:无论从发电量、发电功率、发电效率大小及波动性,还是运行调节参数的波动性、控制性等方面考虑,压力调节运行方式均优于温度调节运行方式。     

基于TED原理的燃气灶发电模型及数值模拟

为了提高资源的有效利用率,对燃气灶等设备进行废热回收,提出一种温差发电模型。运用FLUENT软件对该发电装置的温度场、流场进行了三维仿真计算。研究热端设置成格栅结构、热端与水平面的倾斜角大小对余热回收效率的影响。结果表明:将热端设计成格栅结构可以有效提高其辐射温度,改变热端与水平面的倾斜角可以将冷热端温差最高提升57%,进而可以提高温差发电装置的热效率。