船舶柴油机余热综合利用发电技术研究

船舶柴油机余热综合利用发电是远航船舶节能减排的有效措施,介绍了国外船舶柴油机余热综合利用研究技术发展情况。通过分析6S50ME-C8.2柴油机余热综合利用系统热效率,装置可回收约940 k W的发电量,使柴油机综合热效率提高约5.1%。     

一种新型水泥工业余热与生物质能互补发电系统

本文提出一种新型水泥工业余热与生物质能互补发电系统,该系统采用水泥窑低温余热和生物质补燃有机结合的方式大幅提高水泥窑余热发电蒸汽参数与系统效率。来自水泥生产线窑头和窑尾的低温余热烟气全部用来加热工质水产生饱和蒸汽,饱和蒸汽进入生物质补燃系统中进行过热后送入汽轮发电机组中做功发电,补燃燃料为生物质气化燃气。本研究建立了单压和双压2种互补发电系统,分析了其热力学性能,结果表明:单压互补发电系统与传统单压纯低温发电系统相比,系统循环热效率和系统发电效率分别提高了1.63和1.92个百分点。双压互补发电系统与传统双压纯低温发电系统相比,系统循环热效率和系统发电效率分别提高了1.05和1.53个百分点。     

有机工质余热发电技术的研究进展及其应用前景

工业余热、太阳能热、地热、生物质能、海洋温差等都是低品位热源,有机朗肯循环(ORC)可以有效提高低品位热源的利用效率。提高ORC效率的关键是根据应用对象的特点选择合适的有机工质,国内外学者对各种领域内应用的ORC工质进行了大量深入的工作,并且取得很多成果,我国低温余热资源十分丰富,而能源利用率却不高,采用ORC提高能源回收以及利用率,在我国各行各业在都有着广阔的应用前景。     

气体悬浮焙烧炉节能措施分析

为进一步提高气体悬浮焙烧炉的热效率,对某厂氧化铝焙烧系统进行热工测试和热平衡计算,分析结果发现,影响焙烧产量和能耗的主要因素为空气过剩系数、氢氧化铝水分、主炉温度。针对炉子用能的薄弱环节,提出了降低氢氧化铝水分和主炉焙烧温度、减少炉体散热损失、加强余热回收,降低废气排放温度、降低氧化铝排料温度等节能措施。     

Research and application of molten salts for sensible heat storage

熔融盐具有液体温度范围宽,黏度低,流动性能好,蒸汽压小,对管路承压能力要求低,相对密度大,比热容高,蓄热能力强,成本较低等诸多优点,已成为一种公认的良好的中高温传热蓄热介质.本文对熔融盐显热蓄热技术原理和发展现状进行了简要概述,包括熔融盐的种类,熔融盐显热蓄热技术的原理,关键技术,研发现状及其在太阳能热发电和间歇性余热利用中的应用.认为开展高温熔融盐传热蓄热介质制备,热性能表征和熔融盐流动与传热性能研究,进而完善整个熔融盐蓄热系统,提高蓄热效率,降低管路腐蚀性,提高系统可靠性仍将是未来熔融盐蓄热技术的研究重点.     

火电机组烟水复合回热系统节能解析

针对采用新型烟气余热深度利用技术的烟水复合回热系统,以600 MW超临界汽轮机组为例,运用热量平衡、火用平衡两种手段进行了节能分析。优化系统设置了空预器烟气旁路,布置高、低压换热器加热给水,设置回收低品位余热的前置空预器。通过定功率全系统热力计算表明,优化系统深度利用锅炉排烟余热,主蒸汽流量减少,供电标准煤耗率减小5.13 g/(k W·h)。优化系统锅炉传热火用损失、回热加热器火用损失减少。机组总火用损失减少,效率提高。工程应用表明,改造后机组实际供电标准煤耗降低了6.78 g/(k W·h)。     

低温废热高效回收系统及其_评价

通过一定的设备系统将大量放散的具有一定品位的热能回收发电 ,是废热回收的高价值方法。而对于原本品位不高的低温废热 ,如何有效地提高其回收率 ,则是低温废热回收中值得研究的课题。本文介绍一种多次闪蒸—混汽发电的废热回收发电系统 ,并采用火用方法对其热经济性做出了评价。     

以SOFC为发电设备的热泵型BCCHP系统

针对目前建筑冷热电联供系统发电设备效率低和余热利用方式不当造成能耗偏高的现状,提出了一种以固体氧化物燃料电池为发电设备的热泵型BCCHP系统,介绍了该系统的运行原理及结构配置特点,通过对系统组件的建模、模拟与集成,以一个80kW电力需求的用户为例进行实例研究,实例表明:在设计工况下,热泵型SOFC-BCCHP系统冬季的发电效率、供热效率分别为46.3%、51.9%,夏季系统的发电效率、供冷效率分别为46.3%、32.5%,系统的综合效率均较传统系统有明显提高,是高效的能源转换方式与高效的能源利用方式的综合,具有一定的推广价值.     

低位烟气余热深度回收利用状况述评_新技术路线与回收条件改变的影响

提高能源的利用率来实现节能减排,是解决当前能源与环境问题的重要途径之一。通过对国内、外各行业窑炉与热能动力设备排烟温度的列举与分析,指出这类排烟的余温仍较高,提出在烟气余热回收热量传递过程中采取"质""量"分控的回收方式,利用烟气余热的"驱动力",即可实现烟气余热的深度利用,并对深度利用后烟气特性变化而引起的回收条件改变的影响进行了分析。     

有出口温度限制的热源亚临界有机朗肯循环最佳回热度定量准则的研究

我国的余热资源和可再生能源丰富,但部分余热资源和可再生能源分布比较分散,并存在温度和能量密度均较低的问题。基于传统能源转化技术,利用温度较低的余热资源和能量密度较低的可再生能源进行发电,会降低余热资源和可再生能源的热功转换效率。有机朗肯循环(ORC)系统可以有效利用低温热能进行发电。对于不同温度和形式的热源,采用合适的工质和循环工况,可以提高ORC系统的发电效率。有出口温度限制的热源是一种较为常见的热源形式,在ORC系统中增加回热装置可能会进一步提高热力循环对该类热源的利用效率。因此,文章针对有温度出口限制的热源,建立了亚临界ORC计算分析模型,选取了干流体和等熵流体作为循环工质,以热源回收?效率作为ORC系统的循环性能评价指标,系统地比较了不同回热度条件下ORC系统的循环性能。文章系统地分析了回热流程对ORC系统循环性能的影响规律,并将计算结果进行理论关联,首次建立了依据冷源和热源条件直接选取最佳回热度的定量准则。     

Combined heat and power generation via hybrid data center cooling-polymer electrolyte membrane fuel cell system

Although there has been a lot of waste heat utilization studies for the air-cooled data center (DC) systems, the waste heat utilization has not been studied for the liquid-cooled DC systems, which have been rapidly gaining importance for the high-performance Information and Communication Technology facilities such as cloud computing and big data storage. Compared to the air-cooled systems, higher heat removal capacity of the liquid-cooled DC systems provides better heat transfer performance; and therefore, the waste heat of the liquid-cooled DC systems can be more efficiently utilized in the low-temperature and low-carbon energy systems such as electricity generation via polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells. For this purpose, the current study proposes a novel hybrid system that consists of the PEM fuel cell and the two-phase liquid-immersion DC cooling system. The two-phase liquid immersion DC cooling system is one of the most recent and advanced DC cooling methods and has not been considered in the DC waste heat utilization studies before. The PEM fuel cell unit is operated with the hydrogen and compressed air flows that are pre-heated in the DC cooling unit. Due to its original design, the hybrid system brings its own original design criteria and limitations, which are taken into account in the energetic and exergetic assessments. The power density of the PEM fuel cell reaches up to 0.99 kW/m² with the water production rate of 0.0157 kg/s. In the electricity generation case, the highest energetic efficiency is found as 15.8% whereas the efficiency increases up to 96.16% when different multigeneration cases are considered. The hybrid design deduces that the highest exergetic efficiency and sustainability index are 43.3% and 1.76 and they are 9.4% and 6.6% higher than exergetic and sustainability performances of the stand-alone PEM fuel cell operation, respectively.     

从锅炉_效率分析看提高小型热电厂参数的意义

根据热量的概念推出锅炉效率公式,运用小偏差法原理导出效率与热效率及水蒸气平均吸热温度之间的相对变化率公式,分析了小型热电厂最高参数为次高温次高压的情况,得出提高电厂锅炉参数较提高热效率对增大燃料利用率更为重要的结论。     

燃气轮机废热利用的新型动力系统热力学分析

基于能量等级回收和梯级利用的原则,构建了一种燃气轮机废热利用的新型动力系统。该系统主要由燃气轮机布雷顿循环(GTC)、再压缩式超临界CO₂布雷顿循环(S-CO₂)、朗肯循环(RC)、有机朗肯循环(ORC)和有机闪蒸循环(OFC)组成。该动力系统不仅克服了单个子循环热量回收范围窄的局限性,而且通过回热的方式实现了能量的梯级利用,进而提高了系统效率。通过Aspen HYSYS软件对构建的动力系统及各子循环分别进行模拟仿真,进一步研究了工况参数对系统的影响。与现有文献中的数据对比表明,该动力系统中各子循环均得到较好的验证。在相同工况条件下,文献中动力系统净功率为48 592.84 kW,热效率和火用效率分别为42.41%和62.02%,而本研究系统净功率为50 040.46 kW,热效率和火用效率分别达到43.673%和73.593%。因此,该新型动力系统具有较好的能源利用效果。     

燃气-超临界CO2联合循环发电系统

  [目的]  燃气轮机排气温度高,可增加底循环,利用排气的余热发电,从而提高燃料总的能量利用率。鉴于超临界CO₂循环热效率高,并且具有系统简单、结构紧凑、运行灵活等潜在优势,可与燃气轮机组成新型的燃气-超临界CO₂联合循环。  [方法]  为了充分利用燃气轮机排气余热,提出在简单回热超临界CO₂循环的基础上,再嵌套一个简单回热循环的布置方式,并以PG9351(FA)型燃气轮机为例,对其热效率进行了计算分析。同时,在系统中增加余热利用装置,可将剩余热量用于供热、转换为冷量或发电。  [结果]  结果表明:对于选定的燃气轮机,超临界CO₂循环最高温度可达约600 ℃,循环发电效率约32%,获得余热温度为170 ℃以上,余热热量占燃气轮机排气热量9%,联合循环发电效率约54%。  [结论]  燃气-超临界CO₂联合循环发电系统具有较高的热效率,并且保留部分较高品位的余热,可进一步用于电厂运行。     

火电厂空气预热器旁路余热利用系统经济性分析

为实现对某电厂空气预热器旁路烟气余热利用系统的经济性综合评价,针对采用空气预热器旁路的机组提出了一种锅炉效率检测和计算方法,将空气预热器旁路传递的烟气热量作为锅炉热损失的一部分,确立了一套以试验检测为基础,结合理论推导计算的评价方法,定量分析了空气预热器旁路余热利用系统运行对锅炉效率、汽轮机热耗和厂用电率的影响,并开展了相应的检测试验。试验结果表明:某电厂空气预热器旁路烟气余热利用系统在满负荷工况下可降低供电煤耗2.80 g/(kW·h),在低负荷和环境温度较低的冬季工况经济性会受到较大影响。     

燃煤发电机组耦合余热利用技术研究进展

  目的  为实现燃煤发电机组进一步扩大其热电比的需求,结合原有机组特点耦合余热利用技术成为了有效方式之一。现有余热利用技术的适应特点以及调节能力具有较大差异。  方法  综合评述了几种余热回收利用方式,同时对比了其原理、优缺点,并通过介绍常用的评价指标进一步评述了当下余热回收技术的关注点。  结果  对于余热回收利用技术方式,目前主要有烟气余热回收,循环水余热回收,空气源余热回收,工业废气回收等方式。其温度区间分别为120～150 ℃、15～35 ℃、0～60 ℃、300 ℃以下。耦合余热利用技术的评价方法主要包括通过性能评价、经济性评价以及系统参数关联评价,其中以热耗、热效率等评价参数为主。  结论  文章给出了余热回收利用技术的发展方向及相关建议。耦合余热回收利用技术目前主要应用于热泵系统,在未来更高热电比需求下,采用冷端余热供热的低压缸改造技术将成为一大发展重点。     

储能技术在冷热电三联供系统中的研究现状与应用

冷热电三联供（CCHP）系统是利用一次能源或可再生能源发电,并通过多种余热回收设备高效利用余热,建立在能源的综合梯级利用基础上的产能系统。用户负荷动态变化及可再生能源输出不稳定会导致冷热电联供系统供、需侧能量不匹配,储能技术可有效解决该问题。本文总结了CCHP系统中储能技术类型及其研究现状,阐明了CCHP系统中电能储存和热能储存技术的应用方式。指出在传统能源与可再生能源相结合、供能系统越发复杂化的能源发展态势下,系统特性、配置优化和对不同场景制定出运行策略是储能技术与CCHP集成系统未来的研究方向。     

Industrial waste heat utilization for low temperature district heating

Large quantities of low grade waste heat are discharged into the environment, mostly via water evaporation, during industrial processes. Putting this industrial waste heat to productive use can reduce fossil fuel usage as well as CO₂ emissions and water dissipation. The purpose of this paper is to propose a holistic approach to the integrated and efficient utilization of low-grade industrial waste heat. Recovering industrial waste heat for use in district heating (DH) can increase the efficiency of the industrial sector and the DH system, in a cost-efficient way defined by the index of investment vs. carbon reduction (ICR). Furthermore, low temperature DH network greatly benefits the recovery rate of industrial waste heat. Based on data analysis and in-situ investigations, this paper discusses the potential for the implementation of such an approach in northern China, where conventional heat sources for DH are insufficient. The universal design approach to industrial-waste-heat based DH is proposed. Through a demonstration project, this approach is introduced in detail. This study finds three advantages to this approach: (1) improvement of the thermal energy efficiency of industrial factories; (2) more cost-efficient than the traditional heating mode; and (3) CO₂ and pollutant emission reduction as well as water conservation.     

余热多级动力回收系统及其优化

针对当前我国反应器余热资源过剩和热回收不完全的现状,在余热单级动力回收的基础上,提出余热的多级动力回收,并对多级动力回收系统以输出功率最大为目标函数进行优化,结果表明多级动力回收系统的余热回收效果明显优于单级回收系统。     

Thermodynamic analysis of an LNG fuelled combined cycle power plant with waste heat recovery and utilization system

This paper has proposed an improved liquefied natural gas (LNG) fuelled combined cycle power plant with a waste heat recovery and utilization system. The proposed combined cycle, which provides power outputs and thermal energy, consists of the gas/steam combined cycle, the subsystem utilizing the latent heat of spent steam from the steam turbine to vaporize LNG, the subsystem that recovers both the sensible heat and the latent heat of water vapour in the exhaust gas from the heat recovery steam generator (HRSG) by installing a condensing heat exchanger, and the HRSG waste heat utilization subsystem. The conventional combined cycle and the proposed combined cycle are modelled, considering mass, energy and exergy balances for every component and both energy and exergy analyses are conducted. Parametric analyses are performed for the proposed combined cycle to evaluate the effects of several factors, such as the gas turbine inlet temperature (TIT), the condenser pressure, the pinch point temperature difference of the condensing heat exchanger and the fuel gas heating temperature on the performance of the proposed combined cycle through simulation calculations. The results show that the net electrical efficiency and the exergy efficiency of the proposed combined cycle can be increased by 1.6 and 2.84% than those of the conventional combined cycle, respectively. The heat recovery per kg of flue gas is equal to 86.27 kJ s^?1. One MW of electric power for operating sea water pumps can be saved. The net electrical efficiency and the heat recovery ratio increase as the condenser pressure decreases. The higher heat recovery from the HRSG exit flue gas is achieved at higher gas TIT and at lower pinch point temperature of the condensing heat exchanger. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.