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％.     

固体氧化物燃料电池与质子交换膜燃料电池联合系统的建模与仿真

建立一种新型的发电系统结构——固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)与质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)联合发电系统,在该联合系统中SOFC不但可产生电能,同时为PEMFC提供富氢的重整气产生额外电能,提高了燃料能量转换率,也节省了外置重整器的设备消耗。该文基于质量、能量平衡并耦合电化学知识建立了SOFC-PEMFC联合发电系统模型。详细讨论了系统参数(燃料利用率、空气与燃料流量比和燃料流量)对系统性能的影响。仿真结果表明,在本文设计工况下,SOFC-PEMFC联合发电系统的发电效率和系统能源综合利用效率分别为54％和723％,高于同一功率等级下的独立SOFC发电系统和重整器-PEMFC发电系统;另外,合理的空气与燃料流量比可以改善系统性能;SOFC燃料利用率为75％时,系统发电效率达到最大;燃料流量对系统发电效率基本没有影响。     

CO_2近零排放固体氧化物燃料电池冷热电联供系统的性能分析

为了提高SOFC联供系统的综合利用效率和降低CO_2捕集能耗,提出一种基于SOFC循环的CO_2近零排放冷热电联供系统。建立了系统数学模型,给出了设计工况下各点的热力参数值,分析了燃料利用率、空燃比、燃料电池入口温度与工作压力变化对系统性能的影响。结果显示,在设计工况下,SOFC发电效率、联供系统净发电效率和一次能源利用率分别为51.59%、53.84%和72.01%,与没有CO_2捕集的联供系统相比,净发电量降低了3.66%,一次能源利用率降低了2.05%。变参数研究结果显示,随着工作压力的增加,SOFC的发电效率增大,而系统净发电效率和一次能源利用率减小;另外,增加空燃比会降低SOFC发电效率、系统净发电效率和一次能源利用率,所以在保证SOFC在正常工作情况下应选择较小的空燃比。在燃料利用率和阴极入口温度变化中,SOFC的输出功率和输出电压先增加后减少,而阳极入口温度变化对SOFC性能影响较小。     

燃煤增压部分气化联合循环(PPG CC)发电系统

燃煤增压部分气化联合循环(PPG CC)发电系统是目前最具发展前景的高效、洁净煤发电技术之一,它具有发电效率高、环保性能好、煤种适用范围广、投资低、设备易实现国产化等优点,特别适合中国国情.气化介质--空气和蒸汽经高温预热后送入气化炉,可以提高部分气化的煤气热值,提高联合循环发电系统的效率.介绍了该发电系统的热力性能计算结果,并与以未经预热空气/蒸汽为气化介质的部分气化联合循环的热力性能指标进行了分析比较.也简要介绍了联合循环系统的主要设备,增压流化床部分气化炉,煤气净化器,高温空气/蒸汽预热器等的国内研究现状.哈尔滨动力设备股份公司发电设备国家工程研究中心联合国内有关高等院校和科研院所,在各自实验室规模研究成果的基础上,开展联合循环系统关键技术的工程试验研究,为建设PPG CC商业化示范电站创造条件.图4表3     

燃料预重整份额对SOFC-GT混合发电系统设计的影响

针对以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)-燃气轮机(gas turbine,GT)混合发电系统,利用平衡态重整器模型、一维SOFC模型以及搭建于Ebsilon?中的燃气轮机系统模型,在不同燃料预重整份额和SOFC燃料利用率的设计工况下,开展混合发电系统的性能分析研究。结果表明,高SOFC燃料利用率并不会对应高的系统发电效率。混合发电系统效率最高点出现在热耦合策略对系统性能影响最小的设计工况下。燃料内重整可以提高混合系统的效率,但也要求SOFC运行在极端的设计工况下;燃料外重整则可以提高系统设计的灵活性,降低混合发电系统对SOFC的依赖。仿真分析显示,通过合理配置SOFC燃料利用率和燃料重整过程,有望在不依赖燃料内重整的情况下,提高混合发电系统的发电效率。     

循环冷却水余热回收供热节能分析

分别采用低温循环冷却水和水源热泵供热技术,对某660 MW机组热力系统排汽凝结热回收利用,消除凝汽器冷源损失.分析表明:原热力系统的主要热损失发生在凝汽器,占燃料输入热量的47.1％,机组燃料利用系数仅为40.1％,回收利用循环冷却水余热可以大幅度提高电厂能源利用率;采用低温循环冷却水供热技术,机组燃料利用系数为87.2％,发电功率减少了31 MW,系统(火用)效率为53.9％;采用水源热泵供热技术,电厂燃料利用系数为87.1％,发电功率增加了23 MW,系统(火用)效率为42.6％.     

以煤层气为燃料的固体氧化物燃料电池发电系统的模拟与分析

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)发电具有效率高、噪声低、排放低的优点。为评估煤层气SOFC发电系统性能,并与现有燃气内燃机发电技术进行对比,在AspenPlus模拟环境中构建了SOFC发电系统流程,研究30%和91%煤层气浓度下水碳比、电流密度、空气预热温度等参数对系统性能的影响,并与燃气内燃机发电进行技术经济性比较。结果表明,使用30%浓度煤层气时,SOFC发电效率为38.7%,略低于燃气内燃机发电效率,年CO2排放量与燃气内燃机接近;使用91%浓度煤层气时,SOFC发电效率为53.2%,高出燃气内燃机13.4%,年燃料成本降低24%,年CO2排放量相比燃气内燃机降低23%;受大量冷却空气的影响,SOFC的NOx排放是燃气内燃机的2倍。由结果可知,当煤层气浓度在30%以上时,SOFC相比燃气内燃机才具有效率优势;煤层气浓度越高,SOFC的效率优势越明显;当煤层气浓度低于30%时,建议仍使用燃气内燃机进行发电。     

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。     

耦合太阳能氨气分解制氢过程的MGT-ORC动力系统热力性能分析

构建高效、无污染的动力发电系统是解决目前能源紧缺和环境污染问题的有效手段。以Capstone公司生产的C65型微型燃气轮机为核心发电部件,耦合了太阳能驱动氨气分解制氢的热化学过程,实现了可再生能源和氨气化学能之间的多能互补,采用有机朗肯循环（ORC）作为底循环回收微型燃气轮机（微燃机,MGT）产生的烟气余热并发电,实现能量梯级利用。在化工模拟软件Aspen Plus中构建了详细的模拟流程,进行系统热力性能分析,结果表明：通过太阳能和氨气的互补提高了富氢合成气热值,微燃机输出功率为89.95 k W,比参考系统中的C65微燃机多24.95k W;该系统在设计工况下的电效率达到了44.81%,?效率为47.97%,分别比参考系统高出8.51百分点和9.67百分点;系统中最大的?损部件为燃烧室,占到了总?损的41.67%,其次蒸发器和回热器分别占14.31%和11.15%;系统电效率和?效率随着太阳能集热量的增加分别呈减小和增大的趋势。该研究结果可为以氨气为燃料并耦合太阳能的分布式微燃机发电系统提供参考。     

Sn-SnSb/石墨和Sn-SnSb/PAn复合材料的电化学性能

以柠檬酸钠为络合剂、NaBH4为还原剂,将Sn(Ⅱ)和Sb(Ⅲ)盐在水溶液中共还原制得Sn-SnSb合金.将该合金粉分别和石墨、聚苯胺(Pan)按质量比4:1经机械球磨形成Sn-SnSb/石墨、Sn-SnSb/Pan两种复合材料,并将它们作为锂离子蓄电池阳极材料进行电化学性能测试.结果表明,Sn-SnSb/石墨复合材料可逆比容量超过600 mAh/g,而Sn-SnSb/Pan复合材料的可逆比容量也达到542 mAh/g.Sn-SnSb/石墨复合材料的循环性能优于Sn-SnSb/Pan复合材料,同时这两种复合材料的循环性能均优于纯Sn-SnSb.     

多级Brayton/Rankine联合动力循环性能分析

应用智能化计算机辅助教学软件包ＣｙｃｌｅＰａｄ分析多级Ｂｒａｙｔｏｎ／Ｒａｎｋｉｎｅ联合动力循环性能,给出了各种循环参数对效率影响的灵敏度分析结果     

高倍率MH/Ni电池的研制

负极采用富镧系储氢合金和导电粘接剂 ,在碱液中加入正极氧气抑制剂 ,电池封口后经过预充电热处理化成 ,制备了可以宽温度范围使用的高倍率SC 2 5 0 0mAh、D 80 0 0mAhMH/Ni电池 ,该电池在 -2 0℃下 1C放电效率可达 80 %以上 ,40℃下 0 5C充电效率可以达到 80 %以上 ,高倍率 1C放电容量为 10 0 % ,具有良好的循环寿命。     

充电制度对MH/Ni电池性能的影响

AA型MH/Ni电池用 1C充电 6 3min的充电制度与传统的 1C充电 72min的充电制度相比 :在环境温度 15～ 2 5℃条件下 ,电池的循环寿命提高接近 1倍 ,电池的 1 2V以上放电容量提高了 4%左右。因此对于MH/Ni电池的最佳充电制度建议为 :1C充电 6 3～ 6 6min ,充电末期电池表面温度随时间的变化率控制为dQ /dt=1 5～ 2℃ /min。     

空间用镉镍蓄电池低轨道循环性能研究

比较了镉镍电池在不同环境温度下的低轨道(LEO)循环性能,在低轨道卫星设计寿命末期或故障模式下,卫星电源分系统当圈能量不平衡导致蓄电池组欠充电的情况下,比较了镉镍电池的LEO循环性能,以及不同循环制度对镉镍电池组在轨寿命的影响。     

提高MH/Ni电池大电流充放电性能

探讨了影响MH/Ni电池 1C充放电性能的若干因素 ,采用以下工艺 :(1)正极中添加 7%CoO粉 ;(2 )MH电极进行特殊的表面处理 ;(3 )正、负极容量匹配比在 1∶1.4～ 1∶1.5之间 ;(4 )采用循序渐进式的封口化成工艺 ;能有效提高电池的大电流充放电性能。通过试验 ,AA型电池 1C放电至 1.2V的容量占放电至 1.0V的容量的 80 %以上 ,1C全充放循环 10 0次电池容降小于 3 % ,放电电压在 1.2V以上的容量仍占 60 %以上     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及其过充电性能

考察了温度对合成材料的影响,并对材料进行不同倍率的过充电测试.经过XRD、恒流充放电、循环伏安等测试得出,800℃保温16h时合成的LiNi1/3Co1/3 Mn1/3 O2具有稳定的α—NaFeO2层状晶体结构,材料电化学性能最好,最大放电容量为158.9 mAh/g(2.4～4.3 V),110次循环后,容量保持率...     

D型MH/Ni动力电池性能研究

研究了自制的D型MH-/Ni动力电池的电化学性能.结果表明:电池组的比能量58 Wh/kg,能量密度199Wh/L(2.6A放电),能进行7.5 A(1 C)快速充电.7.5 A(1C)、15 A(2C)和37.5 A(5C)放电容量分别达到1.5 A(0.2C)时的97.1%、96.9%和76.4%.单体电池比功率488 W/kg.5 A、100%DOD循环650次,容量减少6%.     

MH/Ni电池内压与循环寿命的关系

测试了MH/Ni电池在大量过充情况下内压曲线 ,以及 1C循环寿命曲线。结果表明 ,内压对电池循环寿命影响很大。采用一种特殊工艺生产的贮氢合金有较好的催化活性 ,能显著地降低内压 ,并延长电池使用寿命     

双管反激型DC/DC变换器的研究

单管反激变换器主开关电压应力大、效率低、电磁干扰(EMI)严重,不适合用于高输入电压场合,而双管反激变换器的每个主开关的电压应力仅为输入电压。此外,该拓扑无需外加吸收电路,效率比单管反激型高得多。因此该变换器适用于高电压输入、高性能要求场合。分析了考虑漏感时该变换器的工作原理和特性。通过一个240～400V/100W样机验证了以上优点。