基于SOFC-GT-ST联合循环动力系统下钙循环碳捕集工艺热力性能分析

从压缩机压比、燃料利用率以及运行温度对系统工作性能影响的角度,对一种SOFC-GT-ST联合循环动力系统进行了热力系统性能的模拟分析.结果发现.压比为14、汽碳比为2.1、燃料利用率为0.85、SOFC运行温度不高于950℃的工况下,系统性能最优.将钙循环碳捕集工艺耦合入联合循环系统.在输入钙循环碳捕集系统中天然气设为定值的基础上,对影响系统碳捕集率以及发电率的各因素进行模拟分析.模拟了在不同碳化炉温度、煅烧炉温度、气固分离率、钙酸比以及驰放率诸因素的影响下,系统的碳捕集率和汽轮机组发电功率的变化,同时发现将一部分排气进行回流对冷流传热的做法可以提高循环效率.模拟确定了各因素最优解,即碳化炉温度为630℃、煅烧炉温度为950℃、气固分离率为98％、钙酸比设为1.1、驰放率设为0.02时,系统热力学性能以及碳捕集率最优,系统发电效率为60.32％,相比原始系统下降12.76％,系统碳捕集率达到90.36％.     

基于SOFC-GT-ST联合循环动力系统下钙循环碳捕集工艺热力性能分析

从压缩机压比、燃料利用率以及运行温度对系统工作性能影响的角度,对一种SOFC-GT-ST联合循环动力系统进行了热力系统性能的模拟分析.结果发现.压比为14、汽碳比为2.1、燃料利用率为0.85、SOFC运行温度不高于950℃的工况下,系统性能最优.将钙循环碳捕集工艺耦合入联合循环系统.在输入钙循环碳捕集系统中天然气设为定值的基础上,对影响系统碳捕集率以及发电率的各因素进行模拟分析.模拟了在不同碳化炉温度、煅烧炉温度、气固分离率、钙酸比以及驰放率诸因素的影响下,系统的碳捕集率和汽轮机组发电功率的变化,同时发现将一部分排气进行回流对冷流传热的做法可以提高循环效率.模拟确定了各因素最优解,即碳化炉温度为630℃、煅烧炉温度为950℃、气固分离率为98％、钙酸比设为1.1、驰放率设为0.02时,系统热力学性能以及碳捕集率最优,系统发电效率为60.32％,相比原始系统下降12.76％,系统碳捕集率达到90.36％.     

燃煤火力发电机组与钙基CO_(2)捕集系统的一体化设计与分析EI北大核心CSCD

燃煤机组捕集CO_(2)对于我国“双碳”目标的实现至关重要。将燃煤发电机组和钙基碳捕集系统进行一体化集成,改造锅炉受热面布置与热力系统的配置,可提升系统能量集成度;分别构建基于蒸汽朗肯循环(steam rankine cycle,SRC)和SCO_(2)-蒸汽联合循环(SCO_(2)-steamcombinedcycle,CSCC)的发电、碳捕集一体化系统,利用?方法和热效率法计算其热力性能,基于平准化发电成本和碳捕集成本评价其经济性。结果表明,CSCC一体化系统?效率为39.05%,捕集CO_(2)造成的?效率损失为3.91%;利用SCO_(2)替代水蒸汽回收碳捕集系统余热能够减少?损失,使得CSCC一体化系统性能优于SRC一体化系统;CSCC一体化系统的平准化发电成本为654.9元/(MW·h),碳捕集成本为135.1元/t CO_(2)。一体化系统可实现燃料化学能和碳捕集余热的一体化协同转化和高效利用,并能降低碳捕集成本。     

基于gCCS的醇胺法碳捕集中试平台动态仿真研究

燃烧后碳捕集电厂的灵活运行能够有效降低碳捕集电厂的能耗和运行成本。掌握碳捕集系统的动态运行特性是碳捕集电厂实现灵活运行的必要条件,但现有针对醇胺法碳捕集系统动态特性的研究尚处于起步阶段,缺乏基于动态试验数据和动态仿真模拟的综合性研究。基于布林迪西(Brindisi)燃煤电站尾部碳捕集系统动态运行试验数据,应用gCCS仿真模拟平台,建立碳捕集能力为50tCO2/day的Brindisi醇胺法脱碳系统动态模型,并基于稳态和动态试验数据对模型进行验证。在此基础上研究了烟气流量阶跃变化、吸收溶液流量阶跃变化、以及再沸器蒸汽流量和吸收溶液流量发生阶跃变化3种动态情景下的脱碳系统关键参数动态响应特征。结果表明,稳态运行条件下吸收塔温度分布平均误差为4.37%～8.75%。动态运行条件下,gCCS模型能够较好的预测关键运行参数变化趋势,gCCS动态仿真模型关键参数动态响应时间与Brindisi脱碳系统溶液循环时间具有较好的一致性。液气比(L/G)是决定吸收塔温度分布以及二氧化碳捕集率和捕集能耗的关键参数,因此保持液气比为定值有利于系统碳捕集率以及碳捕集能耗的稳定。     

燃煤碳捕集机组技术经济性分析

燃煤机组进行CO_2捕集成本较高是限制燃煤机组碳减排技术应用的主要因素。本文针对碳捕集成本高的问题,分别建立碳捕集机组的成本分析模型和技术经济性分析模型,以600 MW机组为例,计算了参考机组和碳捕集机组的建设成本及发电成本等参数,并分析讨论了CO_2排放税税收和售卖价格对机组发电成本的影响,以及在保证发电成本相同的情况下CO_2排放税税收价格与售卖价格之间的相互调控关系。结果表明:与参考机组相比,碳捕集机组在相同运行条件下的发电成本增幅为65.6%,碳捕集机组的碳减排成本为2 045.787元/t。     

供能方式对钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2热力性能的影响

控制和减缓化石能源燃烧所排放的 CO2对于缓解全球气候变暖具有重要意义。以某超超临界1000 MW火力发电机组为例,建立了钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2的系统流程,基于Aspen Plus软件得到了系统的热力性能,分析了太阳能集热和煤富氧燃烧驱动 CaCO3煅烧反应对系统热力性能的影响。结果表明,与煤富氧燃烧方案相比,太阳能集热方案增加了发电功率,发电标准煤耗率降低1/3,但其发电热效率降低3.8个百分点;太阳能集热方案的等效太阳能热发电效率为28.36%,高于塔式太阳能热发电的峰值效率;提升太阳能集热方案性能的关键是提高集热器场的能量利用效率ηsol-avi,当ηsol-avi高于75%时,太阳能集热方案比煤富氧燃烧方案发电热效率高。所得结论为低能耗减排CO2、高效利用太阳能提供了新途径。     

采用双压再生塔的醇胺法脱碳系统模拟与分析

将常规醇胺法CO2捕集系统中的单压再生塔改为双压再生塔,采用优化参数改进CO2压缩流程,并以超临界600MW机组为研究对象,模拟计算了机组在不同负荷、抽汽参数、烟气流量、CO2捕获率等工况下CO2捕集压缩流程的经济效益.结果表明,改进后CO2捕集压缩能耗最多可降低6.9％,机组发电功率可提高2.4％.在机组602.5 MW负荷、烟气负荷60％、CO2捕获率90％工况下,改进后的CO2捕集压缩较常规流程每年可节约发电量2 860万kW·h,节约脱碳成本715万元.     

采用双压再生塔的醇胺法脱碳系统模拟与分析

将常规醇胺法CO2捕集系统中的单压再生塔改为双压再生塔,采用优化参数改进CO2压缩流程,并以超临界600MW机组为研究对象,模拟计算了机组在不同负荷、抽汽参数、烟气流量、CO2捕获率等工况下CO2捕集压缩流程的经济效益。结果表明,改进后CO2捕集压缩能耗最多可降低6.9%,机组发电功率可提高2.4%。在机组602.5MW负荷、烟气负荷60%、CO2捕获率90%工况下,改进后的CO2捕集压缩较常规流程每年可节约发电量2 860万kW.h,节约脱碳成本715万元。     

生物质气参数对燃煤耦合生物质发电机组影响研究

为了掌握掺烧生物质气对燃煤耦合生物质发电燃煤机组运行参数的影响,针对某电厂300 MW等级燃煤机组,以能量守恒定律为基础,通过锅炉热力校核和机组热力系统计算分析了机组在BMCR、75%THA、50%THA和30%THA工况下,掺烧生物质气后燃煤机组的锅炉热效率、发电煤耗、烟气温度和烟气量等参数的变化。结果表明:掺烧生物质气会导致锅炉热效率下降,燃煤消耗量减少,理论燃烧温度降低,排烟温度升高和烟气量增大,变化幅度均随着生物质气掺烧量的增加而增大;建议掺烧生物质气的温度低于500 ℃,全负荷热量输入比小于20%。     

钙基碳捕集系统与1000MW燃煤火电机组优化集成

针对钙基碳捕集系统余热利用问题,以某1 000 MW超临界机组为研究对象,对热力系统进行合理改造,提出两种不同的集成方案。结果表明:两种方案均具可行性,碳捕集率为90%时,方案2优于方案1;方案2的供电效率和能量回收系数比方案1分别高出0.59%,5.3%,方案2较方案1的发电成本和碳减排成本分别低0.003元/(k W·h)和26.82元/t;方案2较参考电厂供电效率降低了8.55%,发电成本为228.33元/(MW·h),碳减排成本为333.18元/t。     

采用蒸发式冷却器的间接空冷系统的热经济性分析

间接空冷系统在中国的应用越来越广泛,但是高温天气影响空冷塔散热,导致汽轮机背压升高。采用蒸发式冷却器与闭式空冷塔并联运行,可以降低循环水温度,进而降低汽轮机的排汽压力,提高机组的热经济性。针对某600 MW汽轮机组,设计了一种采用蒸发式冷却器的间接空冷系统,构建了数学模型,分析了蒸发式冷却器与闭式空冷塔的热负荷匹配特性,探讨了额定工况下蒸发式冷却器热负荷改变时,汽轮机背压、系统耗水量和冷却系统功耗的变化规律。计算结果表明,额定工况下,分流比为0.21~0.31时,发电标准煤耗率可降低7.4 g/(kW·h)。     

锅炉烟气预干燥褐煤发电系统热经济性计算分析

对褐煤进行预干燥可以明显地提高直接燃褐煤电站发电效率,滚筒烟气干燥是应用最早的干燥方法。为此,文中建立了锅炉烟气预干燥燃褐煤发电系统的热经济性分析模型,并且利用该模型对某600 MW机组采用锅炉烟气干燥对发电系统热效率的影响因素进行了计算分析。计算结果表明采用锅炉烟气预干燥,在文中所述的基准工况下可以降低发电煤耗3.18 g(kW·h)1;烟气温度每变化10℃,节煤量变化1.1 g(kW·h)1;从1 kg褐煤中每多干燥出0.1 kg的水分,节煤量增加0.6g(kW·h)1左右;只有在烟气干燥机具备较高的热效率时,发电系统增加烟气干燥机后才能起到节能效果,烟气干燥机热效率每提高1%,在干燥程度分别为0.1、0.2、0.3 kg·kg1时,可分别增加节煤量0.1、0.16、0.23g(kW·h)1。     

300MW燃煤机组AGC“R”模式下制粉系统运行优化研究

为降低火力发电厂燃煤机组厂用电率,增强火电机组竞价上网能力,提升经济效益,须对制粉系统运行方式进行优化。针对一台300 MW机组运行在AGC“R”模式下锅炉制粉系统优化研究,通过采取不同的运行优化调整措施,实现了制粉系统的经济高效运行,对深挖机组节能潜力、降低机组厂用电率具有十分重要的意义,为同类机组运行调整提供参考和借鉴。     

基于综合热效分析的汽轮机组运行优化研究

对汽轮发电机组热力系统进行综合分析,将其凝练成由"热源"、"系统主线"和"系统副线"3部分所组成的总体框架,利用热力学能量平衡方程,引入"微增率"和"空载率"的概念,并利用回归关系模型进行求解,用求解值建立了以发电煤耗极小化为目标,以热力系统流量平衡、能量平衡及机组生产能力限制等为约束条件的运行优化模型。在600MW和200MW调峰机组上进行了实际分析,结果表明应用该模型能有效降低发电煤耗。     

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。     

300 MW 循环流化床机组AGC功能的投入及优化

随着大型循环流化床机组的投产,流化床机组自身存在的热惯性大、迟滞性大、参数间耦合关系强烈的特点,使机组的自动控制及自动发电量控制（automatic generation control,AGC）功能的投入存在很大困难。通过对首台国产化300 MW外置循环流化床机组协调控制策略等的优化,克服流化床机组热惯性问题,在保证运行过程的物料平衡、能量平衡以及两侧床压平衡（防止翻床）的基础上,优化协调控制系统,通过控制燃料量变化来提高对主汽压力偏差的响应速度,优化上、下层二次风量的控制来提高流化床锅炉的燃烧率,克服主蒸汽压力、床温、床压的强耦合,适应炉内大量床料的存在所产生的大惯性、非线性,最终投入AGC功能,取得满意的效果。     

超临界600MW汽轮机组能耗分析

针对某电厂超临界600MW机组存在汽轮机本体通流效率偏低、再热减温水用量偏大、低负荷凝汽器端差偏大等情况,致使汽轮机能耗偏高,采用机组大修前热力性能考核试验,分析了汽轮机本体通流和辅机存在的问题以及对汽轮机组能耗的影响,可为电厂节能工作提供参考。     

燃煤发电机组深度调峰运行的能耗特性分析

随着我国可再生能源发电装机容量的增长,越来越多的火电机组将承担深度调峰任务。因此,需要开展火电机组低负荷能耗特性的研究。文章以某350 MW机组为例,建立了机组变工况计算模型和分析模型,对机组超低负荷运行的能耗特性进行了预测。计算结果表明,随着机组负荷的下降,机组发电标准煤耗率逐渐增大,在机组负荷分别为50%、40%、30%、20%时,发电标准煤耗率较100%负荷分别增加了15.90、25.81、42.32、70.43 g·(k W·h)-1。分析结果表明,机组低负荷运行时,锅炉子系统、汽轮机子系统效率均显著下降。     

扩容蒸发式光煤互补发电系统变辐照特性研究

为避免槽式太阳能集热器内变热流量传热和汽液非均匀分布产生,提出了扩容蒸发式太阳能蒸汽发生系统。采用NASA SSE6.0数据库收集的辐照数据,将扩容蒸发式太阳能直接蒸汽发生系统与燃煤机组互补组成复合发电系统,建立复合发电系统的变工况计算模型,并以600 MW机组为例进行了复合发电系统变辐照情况下的日、月、年热力性能分析。研究结果显示：复合发电系统日发电功率与辐照强度曲线变化趋势类似,各月复合发电系统的发电量呈现出夏季较高的趋势,6月份达到峰值2.95×10⁸ kW·h,集热场效率与其趋势相反,机组热功转换率夏季较高,全年为32%~35%;太阳能平均热功转换效率为22.5%,研究结果可为太阳能与燃煤机组互补发电系统的工程应用提供新的方向和思路。     

燃煤热值对锅炉经济性影响的分析研究

燃烧不同热值的煤对电厂锅炉效率、厂用电率、供电煤耗及环保指标均会产生一定影响。为提高电厂运行经济性,对多台容量为300~1 000 MW的锅炉的燃用煤种经济性进行了试验和研究。结果表明,煤种热值每降低0.42 MJ/kg,300 ~1 000 MW锅炉效率降低0.10%~0.18%,厂用电率增加0.05%~0.12%,供电煤耗增加0.33~0.79 g/kWh。