蒸汽-有机工质联合循环发电热经济性分析

为了减少火电厂中汽轮机乏汽热量的排放,降低余热热污染,应对余热回收并加以利用.以NZK660- 24.2/566/566机组为例,通过利用水蒸汽和有机工质联合循环,以达到减少机组乏热排放的目的;新循环分为两个单元:水蒸汽循环单元和有机工质循环单元.该模型通过余热换热器将两个循环相结合,将具有一定热力参数的水蒸汽的热量传...     

石灰回转窑余热发电ORC装置有机工质选择

新型石灰回转窑竖式预热器出口处废气温度在250℃左右,采用以水为工质的郎肯循环回收烟气余热存在发电功率低、热效率低、项目投资回收期长等问题.针对石灰窑废气余热,采用循环热水和有机工质双工质系统对余热进行回收发电,研究了分别采用R21,R123,R245ca,R245fa 4种有机工质系统余热发电的各项性能指标.结果表明,R123在较小的窄点温差和120~170℃的蒸发温度下,发电功率最高.为保证换热过程的高效并获得尽可能高的余热利用率,R123和R21系统适合采用小窄点温差;R245ca和R245fa适合采用大窄点温差;从发电功率来看,几种工质相差不大,但考虑价格因素,选用R123工质.     

型船用柴油机余热利用系统性能

为了探索不同主机工况对大型船用柴油机余热利用系统能量利用率及其相关参数的影响规律,以MAN公司生产的6S50ME-C8.2型船用低速柴油机及自主设计的余热利用系统为例进行研究.柴油机余热利用系统包括船舶主机、余热锅炉、动力涡轮发电子系统、汽轮机发电子系统、高温冷却水利用换热设备和有机工质汽轮机发电子系统等装置.基于主机试验数据和后续的理论计算,研究不同主机负荷和环境温度对余热利用系统发电功率、余热利用潜力及相关参数的影响规律.结果表明,随着环境温度和主机负荷的升高,该船舶主机余热利用系统的余热利用能力逐渐升高,余热利用系统总体发电比的最大值为12.9%,发电总功率的最大值为1 288.7kW,系统余热利用率的最大值为17.9%.     

大型船用柴油机余热利用系统性能研究

为了探索不同主机工况对大型船用柴油机余热利用系统能量利用率及相关参数的影响规律,以MAN公司生产的6S50ME-C8.2型船用低速柴油机及自主设计的余热利用系统为例进行研究.柴油机余热利用系统包括船舶主机、余热锅炉、动力涡轮发电子系统、汽轮机发电子系统、高温冷却水利用换热设备和有机工质汽轮机发电子系统等装置.基于主机试验数据和后续的理论计算,研究不同主机负荷和环境温度对余热利用系统发电功率、余热利用潜力及其相关参数的影响规律.结果表明,随环境温度和主机负荷的升高,该船舶主机余热利用系统的余热利用能力逐渐升高,余热利用系统总体发电比的最大值为12.9%,发电总功率的最大值为1 288.7kW,系统余热利用率的最大值为17.9%.     

烟气余热有机朗肯循环工质的研究

通过热力学建模的方法对电厂烟气余热ORC循环工质进行研究,根据工质的筛选方法和REFPROP软件粗选出11种适合低温烟气余热发电的有机工质,通过热力学分析方法计算出ORC系统的循环热效率、泵功、净输出功、工质运行压力.结果表明,R601a是最适合低温烟气余热发电的工质,R245fa和R600次之.     

有机工质余热发电系统的经济性分析

由于有机工质余热发电系统的经济性是影响该技术推广应用的关键因素,本文对系统的经济性进行分析研究。以蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质流量及冷却水流量为自变量,建立了以最小电力生产成本为目标函数的优化模型;分析了各参数对系统电力生产成本的影响,并以6种有机工质为例,对系统进行了参数优化;且比较了余热温度对最佳参数的影响。结果表明:由于蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质及冷却水流量对系统设备造价和净输出功的综合影响,其均存在最佳值使电力生产成本最小;在余热介质进口温度170℃和冷却水进口温度20℃时,工质R245fa的经济性最好,对应的最小电力生产成本约0.433 9元/(k W·h);且随着余热介质进口温度的升高,系统经济性提高,对应的最佳蒸发温度、蒸发器窄点温差及余热介质流量均增大。     

纳米有机工质导热沸腾特性及对ORC系统性能影响的研究进展

纳米有机工质在有机朗肯循环(ORC)系统中的应用属于目前传热领域的创新型研究,但是迄今为止研究成果较少,且存在一些矛盾和障碍.文章综述了纳米有机工质的历史由来以及应用在ORC系统中的优势,简单介绍了纳米有机工质的制备以及如何提高其稳定性的方法,列举了近几年纳米有机工质导热系数和沸腾传热的实验测量和理论模型研究进展,并总结了纳米有机工质对ORC系统性能影响的最新研究成果,最后提出了需要克服的一些问题和面临的挑战,以期促进今后ORC系统在低温余热资源发展方向的研究工作.     

疏水冷却器的热经济性分析

基于热力系统矩阵热平衡方程,建立定功率条件下,疏水冷却器对机组热经济性影响的数学模型.研究加热器不同连接方式,发现热经济性的变化仅与相邻级热耗变换系数、疏水放热量变化幅度及疏水流量相关.运用该模型分别对某N600-16.7/537/537机组和N600-24.2/566/566机组进行计算,结果与热平衡法基本一致,但计算方法较其简捷.     

地热和生物质燃气联合发电系统建模与热力性能分析

针对中低温地热能电站发电效率低等缺陷,提出一种中低温地热和生物质燃气联合发电系统,采用热量大、温度低的地热能蒸发动力循环工质,温度高、热量少的生物质厌氧消化产气过热工质,初步选用氨为循环工质,建立系统热力性能分析模型,分析变工况特性下系统的循环热效率、生物质能利用分数和能-电转换效率,依据系统组成型式,建立地热能与生物质燃气联合发电系统成本计算模型,结果表明:工质过热度从0℃提高到220℃时,生物质能利用分数从0%增加到38.60%,能-电转换效率从5.84%提高到23.85%,LEC成本由0.105 5$/k Wh降低到0.070 7$/k Wh。结果可为中低温地热与生物质燃气联合发电系统的设计和性能评估提供理论依据。     

中低温地热发电有机朗肯循环工质的选择

为了筛选出适合于中低温地热发电有机朗肯循环的较优有机工质,采用热动循环的分析方法及PR状态方程计算以10种干流体有机工质为循环工质的中低温地热发电有机朗肯循环的效率及其余主要热力性能.结果表明,总体来看,随着循环工质临界温度的升高,蒸发压力、凝结压力、输出功率及效率呈下降趋势,而循环热效率及地热流经换热后的排放（或回灌）温度呈上升趋势.以R227ea（七氟丙烷）作工质的有机朗肯循环系统输出功率及效率最高,蒸发压力及凝结压力均处于较合适的范围,R227ea是中低温地热发电有机朗肯循环较理想的工质.     

基于双有机朗肯循环的柴油机余热回收系统性能分析

为了有效回收柴油机的尾气、冷却介质和进气中冷的能量,针对一台六缸柴油机,设计了一套双有机朗肯循环系统,结合Aspen plus软件对该系统进行建模,研究双有机朗肯循环系统的运行性能,分析柴油机燃油经济性.经研究发现,加装双有机朗肯循环系统可有效改善原柴油机的热力学性能和经济性能.在设定的柴油机工况下(转速2 000 r/min、转矩1 313 N·m),双有机朗肯循环系统的总净输出功率最高可达43.65 k W,柴油机-双有机朗肯循环联合系统的有效燃油消耗率和热效率分别可达191.24 g/(k W·h)和37.57%,相比于原柴油机可分别改善13.69%和15.86%.     

CO2跨临界—有机朗肯复合循环的简单计算与特征分析

由于我国地热资源以低品位热能为主,增强型地热系统在发电方面的应用会受限于过低的热效率。理论上,如直接将超临界CO₂与有机工质进行混合,确实有可能提升热动力系统的机械效率。根据该流程设计,对部分参数范围内的CO₂跨临界—异丁烷复合循环的效率进行了估算。计算使用了流量分别为1 kg/s的CO₂和0.25 kg/s的异丁烷流体。计算结果显示,特定状态下的超临界CO₂在膨胀为气态的过程中焦—汤效应显著,流体混合使得异丁烷先蒸发汽化,然后在膨胀中发生冷凝,使得膨胀机内部出现了两相流。冷凝后的异丁烷工质可再次注入压缩机与气体CO₂接触,使得CO₂升温减缓,同时自身获得预热。可借助异丁烷工质降低CO₂的温变范围,改变CO₂膨胀和压缩过程中的多变指数,使其更接近等温过程而非绝热过程,进而提高膨胀和压缩过程的效率。因此,该循环具备显著提高低品位CO₂热动力循环效率的潜力,在未来可用于基于CO₂的地热发电技术。     

二次再热机组烟气余热利用优化方案研究

二次再热已逐渐成为大容量、高参数超超临界机组的发展方向。对超超临界二次再热机组烟气余热利用技术进行了探讨,对4种可能的余热回收方案进行了热经济性计算和调频最大负荷量变化计算。分析结果表明,烟气-高加换热方案节能效果最好,发电煤耗率降低6 g/kWh;烟气-低加换热方案和烟气-低加-空气换热方案对给水调频的潜能无影响,但会降低机组凝结水节流调频的潜能;烟气-高加-空气换热方案和烟气-高加-低加-空气换热方案对凝结水节流调频的潜能无影响,但会降低给水调频的潜能。     

1000MW机组加热器端差能耗敏度分析

以东汽1 000 MW汽轮机组为研究对象,采用汽轮机组定功率变工况计算方法,对汽轮机各回热加热器在THA、70%THA滑压、50%THA滑压、40%THA滑压工况进行敏度分析,可求得各种工况下回热加热器出口端差(TTD)和疏水端差(DTTD)对汽轮机热耗、发电煤耗和供电煤耗的影响,从而指导机组的节能诊断和经济运行。     

一种发电和CO2捕集相结合的LNG 冷能利用系统

温室效应的加剧使人们的碳捕集意识逐渐提高。针对碳捕集问题,将CO₂超临界朗肯循环和有机朗肯循环相结合,对原有燃气轮机废气发电系统进行改进,提出了一种废气发电与CO₂捕集相结合的LNG冷能梯级利用系统。利用Aspen Plus软件对系统进行热力学模拟计算,详细分析了蒸发压力和蒸发温度对系统热力学性能的影响。结果表明,提高CO₂超临界朗肯循环的蒸发压力和蒸发温度,对系统的净输出功和热效率有积极影响;有机朗肯循环的蒸发温度达到250 ℃后,其余热回收率达到最大值且不再随蒸发压力发生变化;系统净输出功可达251.6 kW,余热回收率为92.00%,㶲效率为57.00%;CO₂液化量达到883.6 kg/h时,可减少CO₂排放量763万t/a。研究成果对保护环境具有重大意义。     

稠油热采过程中余热资源的高效回收与利用

针对稠油热采过程中大量低温余热资源的浪费问题,提出了利用热泵技术回收油田污水余热用于稠油伴热管道输送的工艺,并运用Matlab-Simulink软件对该工艺进行了动态仿真模拟,得到了工艺系统的制热系数。研究结果表明,该工艺系统的制热温度可达75℃,能满足稠油输送伴热水温度的要求,且系统平均制热系数为3.5。在此基础上,还进行了能耗分析。分析结果表明,所设计的基于热泵技术的余热回收系统可比锅炉加热方式节省标煤17t/a,减少向空气中排放的污染物0.714t/a,具有非常大的经济效益和环境效益。