基于SOFC的功冷联供系统热力学特性分析

为提高固体燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)的能源综合利用效率,提出一种基于SOFC循环、燃气轮机和吸收式制冷机的功冷联供系统。建立联供系统的热力学模型,给出设计工况下的热力学参数,对联供系统进行模拟分析。结果表明,在设计工况下,燃料电池发电效率、联供系统总发电效率和功冷联供效率分别为46.81%、54.53%和72.24%。燃料电池进口温度为620 ℃时,联供系统取得最大总发电效率和功冷联供效率,分别为54.66%和72.42%;在燃料电池进口温度为600 ℃时,联供系统输出制冷量最多。     

基于SOFC的功冷联供系统热力学特性分析

为提高固体燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)的能源综合利用效率,提出一种基于SOFC循环、燃气轮机和吸收式制冷机的功冷联供系统。建立联供系统的热力学模型,给出设计工况下的热力学参数,对联供系统进行模拟分析。结果表明,在设计工况下,燃料电池发电效率、联供系统总发电效率和功冷联供效率分别为46.81%、54.53%和72.24%。燃料电池进口温度为620 ℃时,联供系统取得最大总发电效率和功冷联供效率,分别为54.66%和72.42%;在燃料电池进口温度为600 ℃时,联供系统输出制冷量最多。     

热电冷联产系统的能耗分析

利用系统论的方法,以整个热电冷系统为分析对象,避开了热电厂节能好处归电还是归热的争论性问题,提出一个比较联分产系统能耗的特性指标,即一次能耗节能率。在此基础上,对三种典型循环汽机进行了详细的模拟分析,所得结论具有一定的理论和工程指导意义。     

楼宇冷热电联产(BCHP)系统的特点及设计概要

冷热电联产(BCHP)系统是分布式能源的一种应用形式.针对其目前的发展状况,详细介绍了楼宇冷热电联产系统的特点和7种应用模式;对系统的设计选型作了简要的论述,并指出系统的设计选型应根据不同建筑的需求来确定.     

分布式热泵调峰型热电联产烟气余热回收系统评价

为尽可能地提高燃气供热能力,分布式热泵调峰技术在热力站处二次网侧采用热泵进行供热调峰,同时利用热泵原理降低一次网回水温度,为热源处低温余热回收创造有利条件,进而提高系统供热效率.为了评价分布式热泵调峰技术在集中供热系统中的可行性和应用效果,以一套二拖一大型9F级燃气蒸汽联合循环背压供热机组为例,对分布式热泵调峰型燃气热电联产烟气余热回收供热系统和常规燃气锅炉调峰供热系统在设计工况及运行工况下进行比较.在系统输入燃气量不变的前提下,新系统较低的回水温度有利于回收更多的烟气余热,在提高系统供热能力、降低供热能耗方面具有优势.节能性和经济性分析表明,该系统供热能耗降低6%,动态增量投资回收期为3.1 a,可实现良好的节能、环保和经济效益.     

分布式供能系统的经济调度

在一个小型分布式发电系统的基础上,建立分布式供能系统的调度策略和经济调度模型,通过考虑各种电源的约束条件,用改进的遗传算法进行求解,使得分布式微网系统能够实现热电联供,满足用户的需求．算例系统验证了模型与算法的可行性．     

火电厂循环水余热在MEA溶剂再生中的节能分析

为提高机组热效率,提出了利用吸收式热泵回收冷却循环水余热,并将其用于碳捕集MEA溶剂的再生过程.对原碳捕集系统和提取循环水余热方案进行了能耗分析对比.结果表明,该机组循环冷却水余热完全可以满足MEA溶液再生所需的低温热量,此方案可有效地回收循环冷却水余热,提高机组的运行效率,减少火电机组向大气排放灰尘、CO_2和SO_2等污染物,带来一定的环保效益.     

溴化锂吸收式热泵热力循环过程的理论分析

针对溴化锂吸收式热泵系统,研究了在热力循环过程中影响其性能的相关参数,这些参数包括驱动热源压力、冷却水进出口温度以及冷媒水温度。运用控制变量法,从理论上模拟计算了不同运行参数下溴化锂吸收式热泵系统的COP。研究表明,当上述4个运行参数发生改变时,系统COP也随之发生变化。计算结果显示,随着驱动热源压力和冷媒水温度的升高,系统COP也随之升高;当冷却水进出口温度升高时,系统COP反而下降。     

自驱动湿热烟气全热回收系统的适用性

燃气燃烧产生的烟气具有温度高、含湿量大的特点,虽然可以采用溴化锂吸收式热泵技术对湿热烟气中的显热和潜热热量进行回收,但仍需要外部驱动热源. 为解决现有吸收式热泵系统的热回收能力与经济性较差的问题,以传统溴化锂吸收式热泵机组为基础,通过与分级式烟气换热器相结合,构建了一种可实现自驱动运行的湿热烟气全热回收系统.建立了系统热力模型和适用性模型,并研究了主要参数对系统热力性能和适用性的影响规律.结果表明:在烟气进口温度为550 ℃、入口含湿量为120 g/kg(a)的条件下,系统最大热回收效率为11.6%,热回收净收益平衡期的极小值为5.2 a;当热回收率、净收益平衡期的预期值分别为10%和5.5 a时,二次水出口温度的适用范围为55 ℃~64 ℃.自驱动系统在烟气进口温度较高、含湿量较低时的节能扩大系数极大值为29.7%,表明此时的自驱动系统相对于直接换热方案的节能效果最为显著.     

SOFC集成监控系统设计与优化

在SOFC集成监控系统中,提出一种采用数据通讯层、数据处理层和人机交互层三层结构的优化设计方法.该方法将海量数据分类、存储分配与数据调度作为系统监控质量的关键因素,重点对数据处理层的实时数据库和历史数据库备份等实施优化设计.将实时数据库分为虚拟数据库和内存数据库两个部分,分时调度高频数据和低频数据,按紧迫性调度高优先级和低优先级数据.在数据通讯层,通过解析不同设备所特有定制协议的特征参数,为系统提供了自适应识别设备的自动搜索和链接功能.SOFC集成监控实际运行表明,优化设计后的系统能够长期稳定运行时间超过4000h,测量数据完整准确,达到了SOFC测试要求.     

660MW超临界机组循环水系统运行优化分析

结合沧东公司循环水系统的运行条件,以及优化循环水系统的运行方式,提出了低负荷单机单泵运行方式.同时根据相关计算和试验,对该类型机组采用单泵运行的可行性、安全性、经济性进行了分析,结果表明,660 MW同类型机组低负荷时采用单台循环水泵运行完全能满足机组正常运行的需要.     

整机性能的高温热泵换热器设计

为了更好地设计和匹配高温热泵系统中的换热器,提出了一种基于整机性能的设计方法.该方法是将所设计的换热器置于高温热泵系统中,通过对系统的模拟,分析换热器结构、面积对系统性能的影响,从而选择较优的设计方案.通过模拟分析发现,对于已确定的冷凝器和蒸发器的换热管形式,两者的面积比有一最佳的取值范围.结果表明:基于整机性能的换热器设计方法可避免孤立设计各换热器的盲目性.     

含风电电力系统的月度机组组合模型

为在更长的时间尺度上统筹协调各类发电资源,建立含风电电力系统的月度机组组合模型.分析了保证中长期电量交易顺利进行的均衡调度和节约能源、减少污染物排放的节能发电调度,建立协调电力市场和节能发电的月度机组组合模型.该模型综合考虑了中国"一机一价"和"标杆电价"的上网电价机制,以允许机组间均衡电量进行转移的差别电量为基础,以节能发电优先序列表作为电量转移顺序,利用风电功率相关性分析结果模拟生成考虑尾部相关性和秩相关性的风电功率可能场景,并依据火电机组热启动和温态启动的特点选取模型的计算粒度.算例结果表明:该模型可以在降低机组启停次数的情况下,协调含风电系统的整体购电成本和总煤耗.     

热管式吸收器传热传质的实验研究

在升温型吸收式热泵内对热管式吸收器的传热传质性能进行了实验研究,对不同规格的表面横纹槽热管和光管热管做了对比实验.发现采用热管直接导出吸收热具有较好的效果,并且表面带有横纹沟槽热管的传热膜系数约为光滑管的2～3倍,传质系数约为光滑管的2倍,为吸收式热泵吸收器的高效紧凑化研究提供了依据.     

压缩式与吸收式热泵系统的分析比较

为了合理利用低品位能源,对压缩式热泵与吸收式热泵的热泵性能系数、一次能源利用率进行了分析比较,结果表明,压缩式热泵的性能系数PCO和能耗成本都比吸收式热泵大,得出了两种热泵在能源利用方面各有利弊的结论.     

分布式能源系统:联产和联供

分布式冷热电联供系统是冷热电联产的进一步发展.从联产比例与终端需求比例的矛盾着眼,分析了从热电联产发展为冷热电联供的必然规律.通过对建筑物用能需求特点和优化配置的分析,了建筑物分布式冷热电三联供系统的特色、理论基础和技术基础,并指出了工业能源终端利用系统发展冷热电联供的潜力;最后指出了大力发展清洁能源的冷热电三联供系统是天然气下游市场发展的需要.     

Heat balance of solar-soil source heat pump compound system

Based on the state-of-the-art studies of solar-soil source heat pump compound system, operation patterns of solar-soil compound system were analyzed, particularly the advantages of parallel operation pattern. It is found that parallel operation pattern is better for solar-soil compound system. Furthermore, the heat balance issue of solar-soil compound system was emphatically analyzed from four aspects, which were annual analysis of heating and cooling load, the heat exchange of ground heat exchanger, capacity determination of solar-assisted heat source and heat balance calculation of solar-soil compound system. Moreover, annual rate of heat balance in a solar-soil source heat pump compound system was calculated with a case study. It is shown that the annual heat unbalance ratio is 19%, which is less than 20%. As a result, the practical solar-soil compound system can basically maintain the heat balance of soil.     

热管式溶液吸收器传热传质过程的数值模拟

本文首次利用水重力热管，以溴化锂水溶液为工质，对在热管外壁面上溶液降膜吸收水蒸气并移出吸收热的传热传质过程进行了数值模拟。结果表明，在一定条件下，所需热管加热段长度随膜雷诺数的增加而增加，随输出热温度的提高而减小，并且降膜平均传热和传质系数随膜雷诺数的增加而降低；利用热管作为吸收器的传热传质元件，其传热温差很小，但在较大浓差和较大雷诺数下，所需热管加热段长度太长。在热管外壁面上的溶液降膜吸收过程有待强化，以使吸收过程产生的热量与热管的传热能力相匹配。     

以制冷剂R22为工质的地板辐射采暖模拟与优化

以空气源热泵为热源,直接用R22作为工质进行地板辐射采暖.在实验验证数值模拟可靠性的基础上,运用ANSYS软件分别对地板表面材料(瓷砖、木地板、毛毯),管间距(100-300 mm),填充层厚度(25-50 mm)影响地板表面温度均匀性和散热量进行模拟.结果表明:地面装饰层的材料对地板温度的均匀性和地板表面的散热量有着重要的影响;随着管间距的增大,地板表面温度和散热量分布更加不均匀;而填充层的厚度对地板表面的温度和散热量影响较小.     

多功能热泵空调热水器的模拟与实验分析

为了降低家庭热水能耗,提高设备利用率,减少初投资,设计了一种兼有空调与热水供给功能的多功能热泵空调热水器.对压缩机额定功率1.3 kW、热水容量60 L的样机进行了热泵制热水模式的性能模拟与实验研究.实验结果显示,在8℃的环境温度下将水加热到50℃,系统能效比为2.2.通过模拟进行系统优化,提出了进一步提高系统整体性能的措施;循环水流量由0.06 L/s增加到0.24 L/s,能效比提高16.8%;冷凝器面积增大一倍,能效比提高16%.