基于热经济学理论的碳捕集机组热力性能分析

为了科学评价碳捕集机组的热经济性,以热经济学理论为基础,以600MW碳捕集机组为研究对象,综合考虑热力学特性和经济学因素,建立碳捕集机组的?成本和热经济学成本模型,定量分析碳捕集机组中产品单位?成本和产品单位热经济学成本形成的时空特征及其在生产系统中的分布规律.结果表明:碳捕集机组中组件的?成本和热经济学成本均高于原燃...     

基于碳捕集的太阳能-燃煤机组热力系统性能分析

针对碳捕集系统对燃煤机组热力性能方面的影响,以600 MW超临界汽轮机组为研究对象,研究燃烧后碳捕集的再生能耗,提出基于碳捕集的太阳能辅助燃煤机组热力系统集成方案,阐述该集成系统碳捕集的工作原理和吸收机理,对比分析太阳能碳捕集集成系统较传统碳捕集系统在热力性能方面的优势。利用系统灵敏度分析法,计算太阳能集热器价格波动时在成本上与之相抗衡的煤价,为实际中燃煤机组碳捕集集成方式的选定提供依据。结果表明:在碳捕集率为85%,日照辐射强度为500 W/m~2,其他参数相同的情况下,太阳能碳捕集系统和传统燃煤碳捕集系统的热效率分别为43.604%和38.238%,按太阳能市价1800$/m~2计算,太阳能-燃煤机组碳捕集电站的发电成本为0.5577$/(k Wh)。     

基于乙醇胺碳捕集及氨法脱硝的太阳能-燃煤机组热力系统热经济性分析

针对火电机组燃烧后碳捕集解吸能耗及脱硝系统液氨蒸发器蒸汽消耗对燃煤机组热力性能影响的问题,研究醇胺法吸收CO2的机理,建立CO2解吸能耗模型;研究液氨脱硝机理,建立蒸汽消耗模型。提出以太阳能热为碳捕集系统解吸提供热源、机组抽汽为脱硝系统提供热源的一体化集成系统。基于热经济学结构理论,建立集成系统中组件的热经济学成本数学模型;研究系统中各组件成本增长的原因及燃料价格波动对组件性能的影响。研究结果表明:乙醇胺吸收剂解吸能耗为4.5 MJ/kg CO2;脱硝系统蒸汽消耗为0.25 t/h;集成系统的热效率比原系统提高1%;组件效率及组件比不可逆是影响集成系统中组件单位成本的主要因素;热经济学成本主要影响因素为比不可逆成本和设备投资成本;影响太阳能集热场热经济学成本的主要因素为太阳能集热场投资成本、比负熵成本和比不可逆成本;煤价波动对发电成本的影响较大。     

集成ORC的太阳能辅助燃煤碳捕集发电系统全生命周期分析

基于SimaPro软件,采用ReCiPe Midpoint (H) V1.13方法对传统燃煤机组(方案一)和集成有机朗肯循环(ORC)与太阳能的燃煤碳捕集发电系统(方案二)进行生命周期评价,分析了碳捕集系统再生能耗及碳捕集率对环境影响的敏感性。结果表明：在功能单元所有选定类别的影响得分中,气候变化潜势(CCP)得分最高,臭氧损耗潜势(ODP)得分最低;除CCP外,对于其他影响类别得分,方案二>方案一;对于人体毒性潜势(HTP)得分,煤炭开采和运输阶段贡献最大,而其他影响类别中系统运行阶段的贡献最突出;随着碳捕集率增大,单位电量CCP得分减小,其他环境指标得分增大;随着再生能耗增加,集成系统所有环境影响类别得分均增大。     

太阳能辅助火电机组燃烧后碳捕集的集成方式研究

针对火电机组燃烧后碳捕集方式选择的问题,以某电厂600MW燃煤机组为研究对象,进行以烟气余热及太阳能热作为二氧化碳吸收剂解吸热源,以机组抽汽作为脱硝系统液氨蒸发器的热源的多能源综合互补利用集成方式的研究。分析集成系统太阳集热场设计中影响设计辐射强度选取的主要因素,以实际辐射资料为例进行研究,得出太阳辐射资源与最佳太阳辐射强度的关系。根据最佳辐射强度对集成系统进行经济性计算,对可行性集成系统进行技术经济分析,结果表明:在设计辐射强度下,可行性集成方案中CO2减排成本为90.8$/t,其随太阳集热场投资的减小而减小,考虑对CO2排放征税和CO2产品出售时,集成系统有望突破经济障碍。     

基于热经济学代数模式的太阳能-燃煤机组性能分析

采用热经济学的代数模式,以太阳能辅助某600MW超临界燃煤机组为例。建立了太阳能-燃煤机组系统性能分析评价模型,以系统中的损率、效率和热经济学参数为指标,对太阳能-燃煤机组系统的耗散状态进行研究,并分析了太阳能设计辐射强度以及太阳能单价对该机组发电成本和太阳能集热系统热经济系数的影响,将相关数据绘制成曲线图加以分析。结果表明,引入太阳能辅助能源后,机组的效率为42.51%,煤耗从281.7g/(k W·h)降至268.5g/(k W·h),发电成本降为0.3449元/(k W·h),为太阳能-燃煤机组系统的应用提供了科学性的理论支持。     

集成碳捕集及太阳能系统的燃煤发电机组的环境评估

采用Eco-Indicator 99方法作为环境指标评价方法,对传统燃煤机组(方案一)、燃煤碳捕集发电系统(方案二)及太阳能辅助燃煤碳捕集发电系统(方案三)进行了■环境分析及全生命周期评估,并对比了3种方案的■环境指标。结果表明：3种方案中系统■效率大小为方案三>方案一>方案二;因碳捕集与封存(CCS)系统对功率产生了惩罚,而太阳能对机组功率有所补偿,使得电力比环境影响排序为方案二>方案一>方案三;CCS系统的电耗导致系统净功率有所下降,因此3种方案生产1 kW·h电力产生的环境影响为方案二>方案三>方案一;■环境指标分析中,只有锅炉产生污染物且在环境影响中占主导地位,可通过降低污染物产生来减少环境影响,而对于锅炉、小汽轮机等设备,还可通过提高■效率来降低环境影响。     

碳捕集与封存

碳捕集与封存(CCS)是指将大型发电厂所产生的二氧化碳收集起来,并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。     

碳捕集与封存

正碳捕集与封存(简称CCS)是指将大型发电厂所产生的二氧化碳(CO2)收集起来,并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。CCS技术可以分为捕集、运输以及封存三个步骤,商业化的二氧化碳捕集已经运营了一段时间,技术已发展得较为成熟,而二氧化碳封存技术各国还在进行大规模的实验。二氧化碳的捕集方式主要有三种:燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集。燃烧前捕集主要运用于IGCC(整体煤气化联     

带吸收剂存储的火电机组碳捕集系统预测控制

结合系统特性和运行目标,为带吸收剂存储的火电机组碳捕集系统设计有效控制系统是实现灵活性支撑功能的关键。在深入分析带溶剂存储的碳捕集系统动态特性的基础上,提出基于吸收-解吸过程独立设计和基于系统整体设计的2种控制方法,利用贫液质量流量和富液质量流量分别控制碳捕集率和再沸器温度,考虑到预测模型中烟气和抽汽对系统性能的影响,引入前馈作用,实现对扰动的及时补偿。结果表明：所提2种控制方法可以实现碳捕集率的快速调节并有效抑制烟气与抽汽的扰动影响,控制性能优于常规控制方法。     

太阳能辅助燃煤碳捕集发电机组的变工况热力性能研究

通过对比3种燃煤碳捕集发电方案,确立了一新型太阳能辅助燃煤碳捕集发电系统,利用热力学和(火用)分析模型对集成系统的热力性能和(火用)性能进行评估,基于外部燃料(火用)贡献度模型,分析了变工况对系统产品和再沸器产品贡献度的影响。结果表明：提高机组负荷和工质的初参数有利于改善集成系统的热经济性和(火用)效率;随着主蒸汽压力的降低,锅炉燃煤(火用)和二次再热燃煤(火用)对系统产品的贡献度逐渐升高,而一次再热燃煤(火用)对系统产品的贡献度逐渐降低;随着主蒸汽温度的升高,锅炉燃煤(火用)对系统产品的贡献度逐渐升高,而一、二次再热燃煤(火用)对系统产品贡献度逐渐降低;提高负荷有利于提高一、二次再热燃煤(火用)对系统产品的贡献度和碳捕集与封存压缩余热(火用)对再沸器产品的贡献度。     

太阳能辅助碳捕集的660MW燃煤电站出力变化研究

为研究碳捕集对燃煤机组出力的影响,建立了仿真模型,分析了燃煤机组加装碳捕集装置后的系统性能变化。系统分为常规方案和太阳能辅助方案,常规方案抽取机组中压缸排汽为碳捕集装置供能,太阳能辅助方案采用太阳能完全替代抽汽,以提升燃煤电站性能。以660 MW燃煤机组为研究对象,分析了碳捕集改造对燃煤电站性能的影响,并将太阳能辅助对机组性能的提升作用与常规方案进行了对比。结果表明：与原燃煤机组相比,常规方案下机组最大出力由666.70 MW下降到466.31 MW,供电效率由42.79%下降到30.69%;太阳能辅助方案下,机组出力可以达到604.30～608.06 MW,说明碳捕集会对燃煤电站的最大出力造成较大影响,而利用太阳能辅助碳捕集基本能完全恢复机组的做功能力。     

主成分分析用于燃烧后碳捕集技术的综合评价

燃烧后碳捕集技术是减少二氧化碳排放的一种重要技术。目前燃烧后碳捕集技术的主要有吸收法、吸附法和膜分离法3种实现方法,三者各具优缺点,因此需要通过综合评价来实现科学优选。首先从环保性能、经济性能和技术性能3个方面对3种燃烧后碳捕集技术进行了定性评估。在定性评价结果数值化的基础上,采用主成分分析法对这3种燃烧后碳捕集技术进行了综合评价。评价结果表明,3种燃烧后碳捕集技术的综合得分由大到小依次是:吸收法吸附法膜分离法。其中,吸收法和吸附法的得分相近,是目前比较可行的燃烧后碳捕集技术,膜分离法具有对环境的负面影响小和能耗低的优点,极具开发潜力。     

碳捕集与封存技术成本高

正PwC咨询公司气候变化部门主管Jonathan Grant认为,未来只能有两种情况,要么化石燃料被可再生能源替代,要么化石燃料发电依然存在,但配有碳捕集与封存(CCS)设备。目前这两种情况进展都太缓慢。有科学家认为,目前全球限制温室气体排放量的承诺还不足以阻止"危险"的气候变化,无法保障2℃的安全值,各国     

碳捕集与封存技术步骤

CCS技术可以分为捕集、运输以及封存三个步骤,商业化的二氧化碳捕集已运营了一段时间,已发展得较为成熟,而二氧化碳封存技术还在进行大规模的实验。二氧化碳的捕集方式主要有:燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集。     

国内首台配套碳捕集技术的百万kW燃煤机组投产

<正>5月13日,华电江苏能源有限公司句容发电分公司二期(2×1 000 MW)扩建工程4号机组通过168 h满负荷试运行,这标志着世界上设计能耗最低、设备国产化率最高、国内首台配套碳捕集技术的百万kW燃煤机组顺利投产。     

碳捕集电厂电碳耦合特性建模与分析

为获得碳捕集电厂发电和碳捕集的耦合特性,采用机理建模方法建立了脱碳抽汽流量对机组发电出力的静态特性模型,采用基于数据的辨识方法获得二者的动态模型,同时建立脱碳抽汽流量对再沸器负荷和碳捕集率的静态和动态模型,获得脱碳抽汽流量对发电侧和碳捕集侧的动态响应时间尺度,并给出碳捕集电厂电碳耦合特性及可调度区间的确定方法。结果表明：所研究300 MW机组的碳捕集率可调范围与机组所处汽轮机负荷密切相关,负荷率越高,可调范围越大;为使机组的碳捕集率不低于80%,其汽轮机负荷率不应低于83.3%。     

船舶碳捕集系统关键设备及节能工艺模拟优化

针对船舶碳捕集装备安装空间受限和解吸过程再生热耗高等问题,基于Aspen Plus仿真软件,搭建船舶碳捕集工艺系统模型。通过优化吸收塔、解吸塔尺寸及填料结构,将吸收塔和解吸塔填料高度降低30%以上,可实现二氧化碳捕集效率达90%以上的同时CO₂再生热耗降低14%以上。进一步结合级间冷却工艺、富液分流工艺、贫液闪蒸工艺和发动机废气余热利用,可实现船舶废气CO₂高效、紧凑、低能耗捕集,CO₂再生热耗可低于2.1 GJ/t 。