循环流化床多联产系统的模型研究与性能预测

建立了循环流化床热电气多联产系统的整体数学模型,主要包括煤热解气化反应模型、循环流化床锅炉传热模型、焦油热裂解模型等。运用该模型进行了130 t/h循环流化床热电气多联产系统的设计计算,并就锅炉变负荷工况对系统性能影响进行了预测。     

循环流化床煤分级转化多联产技术的开发及应用

介绍了浙江大学开发的循环流化床分级转化多联产技术.该技术以现有循环流化床燃烧技术与流化床热解技术为基础,集煤的燃烧和热解工艺于一体,能同时生产蒸汽、电力、煤气及焦油.通过在实验室1 MW小型热态试验装置上进行试验,成功地证实了该技术的可行性.在此基础上,进行了75 t/h热电气焦油多联产装置的建设与运行,并对运行结果进...     

煤部分空气气化多联产工艺中焦油裂解脱除试验研究

煤焦油在煤气的生产、运输等过程中存在较大危害.为了研究焦油的裂解特性,在1MW循环流化床热电气多联产试验装置上进行了煤部分空气气化多联产方案的焦油脱除试验研究,考察气化炉运行温度和添加石灰石对焦油裂解的影响.此外,设计了焦油的氧化热裂解装置,进行了焦油的氧化热裂解试验.结果表明,随氧化裂解温度的升高,煤气中焦油含量显著降低.     

基于Aspen Plus的煤基电、乙炔多联产系统模拟优化

等离子体热解煤制乙炔工艺能耗高、煤转化率低,单一的乙炔生产成本较高,制约其工业化进程,为此,本文提出了煤热解制乙炔与亚临界燃煤电厂多联产系统策略。首先利用Aspen Plus软件分别建立等离子反应器模型、乙炔分离提纯系统模型和亚临界320 MW机组热力系统模型,然后将3个子模型耦合成多联产系统模型,并对子模型和联产模型进行优化分析,通过能量和物料的梯级利用,实现资源的合理配置和两系统的互补节能。计算结果表明:氢气气氛最有利于提高乙炔产率,煤粉中水分应小于5%,吸收塔的最佳塔板数为24;经优化后,联产系统汽轮机发电功率增加60.16 MW,等离子体装置能耗减少4.62 MW,提高了等离子体热解煤制乙炔工艺的经济性。     

考虑联合热电需求响应与高比例新能源消纳的多能源园区日前经济调度

在由风机、光伏电池、燃气轮机、热电联产机组、电锅炉、储气设备、储热设备以及电、热负荷构成的热电联供园区系统的基础上,提出考虑联合热电需求响应的多能源园区日前经济调度模型,进一步提高可再生能源渗透率。仿真结果说明了电转气、电转热、储气、储热设备以及联合热电需求响应对高比例新能源的消纳能力及园区经济效益的提升。     

国家863计划锁定三大能源技术

“十一五”期间,国家863计划重点锁定以煤气化为基础的多联产示范工程、MW级并网光伏电站系统、太阳能热发电技术及系统示范三大先进能源技术领域,并已于近日完成了项目任务的落实工作。以煤气化为基础的多联产示范工程旨在自主研发、验证、示范煤炭联产系统中的重大单项技术和     

300MW抽汽-凝汽式机组采用冷电联产的热经济性分析

根据热水二段型溴化锂吸收式制冷机的性能参数和太原市城区集中供热系统的参数,计算分析了300MW抽汽-凝汽式机组采用冷电联产的热经济性。计算结果表明,在溴化锂吸收式制冷机的热力系数不低于0.825、电网的供电煤耗率不低于0.388kg/(kW·h)、线损率不低于6.98%、电动式制冷机的制冷系数不高于3.5时,300MW抽汽-凝汽式机组采用冷电联产节能效果显著。     

综合能源背景下的配电网多场景规划

随着能源利用设备的发展,综合能源系统成为能源供应的一个重要发展方向。与单一形式的能源供应相比,综合能源供应系统可以为用户提供更加经济、高效、多样化的能源供应。其中,包含冷热电联产机组(CCHP)、电制冷等设备的配电网是综合能源系统的主要物理载体。基于此,提出考虑新能源、电、热、冷负荷不确定性的综合能源系统设备和配电网变电站容量协同规划的多场景规划方法,实现电、气、热能源的高效、可靠供应。首先,根据CCHP机组、电制冷装置、燃气热水锅炉的物理特性,建立相应能量转化的数学模型。考虑综合能源系统中诸多元件对配电网节点电压的影响,采用Distflow模型建立交流潮流模型。其次,针对新能源出力和电、气、热负荷需求的不确定性对规划结果的影响,采用典型场景来描述电、气、热负荷的季节特性和新能源出力的波动性,进而建立基于多场景的综合能源系统和配电网协同规划模型。对改造的IEEE 33节点配电网系统进行规划计算,算例结果验证了所提规划方法的有效性及合理性。     

基于可分离热电燃气轮机模型的电-气-热联合系统调度运行研究

在电-气-热综合能源系统(Intergrated Power、Gas and Heat Energy Systems,IPGHES)中,利用电力、热力和天然气的互补特性可以提高综合能源中可再生能源的消纳能力.电力系统、热力系统和天然气系统通过热电联产、电转气等设备互相耦合,文中采用可分离热电燃气轮机模型并计及了电转气技...     

基于舒适度的需求响应与碳交易的园区综合能源经济调度

在碳中和背景下,高比例新能源消纳和减排目标的实现要求打破不同能源间的壁垒,进行多能源联合优化调度。电转气技术在消纳新能源的同时也捕捉固定碳。本文基于含电转气、电制热、热电联产、燃气轮机等设备的电、气深度耦合的园区多能源系统,提出考虑用户舒适度的联合热、电需求响应和碳交易成本,并以园区运行成本最低为目标,建立园区多能源系统联合经济调度模型。在满足用户舒适度前提下充分发挥联合热、电需求响应潜力,利用多能互补,源、荷互动,提高新能源消纳的同时降低园区运行成本。最后,通过仿真验证了该模型能有效降低园区运行成本、提高新能源消纳能力。     

75t/h循环流化床多联产装置试验研究

在75t/h循环流化床多联产装置上,以淮南烟煤为原料,考察多联产装置的运行特性,并进行不同热解温度下淮南烟煤的热解规律及半焦燃烧特性试验研究。结果表明,该多联产装置可连续稳定运行;获得的煤气中H2和CH4含量高,煤气低位热值达22~26MJ/m3;在试验温度范围内,淮南烟煤焦油产率随着热解温度的升高先升高后降低,在540℃左右时达到最大值,约为收到基煤重的11%;对焦油成分的分析表明,多联产获得焦油可提取苯和酚类化学品后生产燃料油;剩余半焦可顺利送到锅炉高效稳定地燃烧产生蒸汽以供热发电。该装置将煤的热解和燃烧有机结合,在一套装置中实现热、电、气及焦油的联产,提高了煤炭的综合利用价值。     

甲醇/电联产系统能耗特性

以一次能源消耗为统一基准推导了联产系统相对分产系统的相对收益、相对节能率和节能判据关系式。得到以化电比和联产系统效率表达的节能分区图,可以清楚地展示和比较国内外文献中多联产系统的节能效果。根据联产系统中合成气的不同利用途径,定义了联产气和非联产气,并据此建立了联产系统化电分摊的理论模型。以并联液相富CO一次通过多联产系统为例,对联产系统的节能原因进行了分析。结果表明：全系统的热量耦合是联产系统节能的主要原因。     

微型燃气轮机冷热电联产系统经济性分析

建立了微型燃气轮机冷热电三联产系统经济性分析的数学模型。以满足某建筑冷热电负荷为例,与现有的冷热电分产系统进行了经济性比较,得出了三联产系统的经济性优势。分析了电、气价格对联产、分产系统年运行成本及联产系统投资回收期的影响,给出了电、气价格比与联产、分产年能耗比的关系。     

含电转气的热电联产微网电/热综合储能优化配置

电转气技术提升了多能源系统运行的灵活性,在此背景下,针对综合能源系统中电/热综合储能配置优化问题研究不足的现状,构建了包含电转气装置的热电联产微网电/热综合储能优化配置模型,提出包含电/热储能系统额定容量和功率的配置方法。首先考虑用户侧电能替代,建立随机“以电代热”负荷模型,并以此修正负荷曲线。其次针对成本、供能可靠性和新能源接纳率的多目标,并计及电储能寿命的折损,构建双层优化模型,外层为配置优化,内层为运行优化。基于内层模型的Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将内层模型转化为外层模型的附加约束,将双层模型转化为单层模型,调用Gurobi求解器对模型进行求解。最后,算例验证了所提模型的正确性,并对比分析了电转气技术对储能系统优化配置的影响。     

煤热解燃烧多联产方案试验研究

在1MW循环流化床热电气多联产试验装置上进行了循环煤气热解半焦燃烧的试验研究.试验结果表明,循环煤气煤热解燃烧多联产方案可以产生(12~14)MJ/m3(标准状态)中热值煤气,但在气化炉中燃料转化率只有30%~40%,大部分燃料在燃烧炉中燃烧;气化炉温度对煤热解反应和燃烧炉运行影响较大;随着Ca/s摩尔比的增加,硫化氢浓度和焦油含量显著降低.     

煤的热电气多联产技术分析

在对几种煤的热电气多联产技术进行分析的基础上,重点探讨了煤炭的高效利用和极低污染排放的问题,阐述了煤的热电气多联产是能源的高效、洁净利用和可持续发展的有效方法.     

热电联产机组协调控制策略的改进

以广州旺隆热电厂110 MW热电联产机组为例,分析了热电联产机组电负荷与热负荷的耦合关系.在该机组协调控制策略中,增加了前馈回路,使机组既能很好地适应热负荷和电负荷的变化,达到在最大经济效益下的安全运行,并改善了机组重要参数的动态性能.     

考虑碳捕集和电转气的综合能源系统优化调度

碳捕集、电转气等低碳技术是实现能源系统低碳经济运行的重要途径和主要抓手。鉴于此,构建了一种含碳捕集、利用与封存装置,两段式电转气设备及热电联产机组耦合的综合能源系统低碳经济调度模型。在技术层面,分别构建碳捕集、利用与封存,两段式电转气及热电联产数学模型;在市场机制层面,引入阶梯式碳交易模型约束系统碳排放。提出了以综合能源系统运行总成本最小为目标函数的优化调度策略。通过设置多个场景进行算例分析,验证了所提模型的有效性,并分析了各阶梯碳交易机制参数灵敏性对综合能源系统低碳性及经济性的影响。     

考虑电-气-热耦合和需求响应的虚拟电厂优化调度策略

热电联产机组以热定电的工作方式无法同时满足冬季供暖效率最大化和电力调峰需求,存在发电出力调节能力不足的问题。针对上述问题,提出了考虑电、气、热能源耦合特性以及需求响应的虚拟电厂优化调度策略。首先,为提升热电联产机组向下调峰能力,引入电制气设备和碳捕集技术,构建新型的热电联产耦合模型。其次,为提升系统运行的灵活性,考虑峰谷分时电价、热价,建立综合需求响应机制。然后,为减少系统发电成本,引入电、热储能装置,以系统总成本和电、热储能运行成本最小化为目标建立虚拟电厂双层优化模型,并根据下层优化模型的KKT(Karush-Kuhn-Tucher,KKT)条件将双层模型转为单层并线性化处理进行求解。结果表明,所提方法的碳排放、运行成本以及新能源消纳率达到最优,提升了热电机组向下调峰能力,满足了系统低碳性、经济性的需求。     

“综合能源系统规划与运行”专题征稿启事

正近年来燃气轮机机组、热电联产、电转气及电转热等元件的推广应用,为多能互补、间歇性可再生能源的消纳提供了新的解决方案,同时逐步加深了多能源系统(电力系统、天然气系统、热力系统等)之间耦合。在此背景下,有必要打破传统多能源系统之间独立规划与运行的壁垒,构建协同统一的综合能源系统投资规划、运行调度及市场交易机制,推动我国能源系统的改革与转型,为我国低碳可持续能源系统的构建及能源互联网战略提供技术参考。