分轴燃气轮机的状态空间数学模型及控制系统动态分析通用程序

燃气轮机是一个复杂的非线性、多输入一多输出系统。随着燃气轮机轴数的增加(分轴、双轴、叁轴…),被调节量的增多和调节规律的复杂化(从只调节燃料量到同时调节燃料量、可调喷嘴、可转导叶…),以及在系统中包括多个调节回路,更增加了分析的复杂性。本文用现代控制理论对带回热器、具有可调喷嘴的分轴燃气轮机进行分析研究,列出了描述分轴机组的微分方程与代数方程,经变换后得到了分轴机组的状态空间数学模型。在此基础上,用子系统组合的方法编制了适合于不同分轴机组和不同调节规律动态分析的通用程序。此数学模型亦可用于分轴机组的最优控制。     

以煤气化为核心的多联产能源系统——资源/能源/环境整体优化与可持续发展

环境污染已经成为制约我国经济可持续发展的瓶颈。按现有技术我国能源系统是不可持续的。在一次能源以煤为主而且长期不可能大幅度变化的情况下 ,如何构建资源、能源、环境整体化的可持续发展能源系统 ,是从现在就要开始重点研究并逐步实施的战略性问题。文章提出以煤气化为核心的多联产能源系统是解决未来我国可持续发展的方向 ,详细论述了可能实施的多联产耦合实例、效益分析及需要解决的关键技术和科学问题 ;对我国实施多联产战略的起步、多层次步骤、政府支持及相关政策提出了建议。     

IGCC电站中气化炉控制系统研究

从IGCC电站中的气化炉工作特点分析入手,确定了气化炉控制系统基本结构,并根据气化炉的动态特性,对气化炉控制系统进行了设计。仿真结果表明,气化炉中两个主要环节之间的耦合性较小,可以利用文中的控制系统来完成气化炉主要的控制任务。     

从地域角度看燃气轮机发电在我国的发展及选型

把我国按地理位置分为六个大区,对每个大区从人口、经济、资源、环境污染等多方面进行综合评价。结合利用GT—PRO对采用不同级别燃气轮机的发电系统进行经济性分析,得出在未来一段时间内,基于F级燃气轮机联合循环仍将是我国华北、东北、东南沿海等大部份地区的首选燃机发电技术、中小型热电冷联产系统也将是燃气轮机应用的一个可行途径的结论。从长远来看,在富煤地区发展以燃气轮机发电为核心的煤基多联产系统有着更大的潜力。     

三种类型氢-氧联合循环系统热力性能的比较

根据氢-氧联合循环的特点,建立了相应的物质和能量平衡模型,并在此基础上对简单循环、回热型循环以及再热回热型的效率进行了计算和比较.结果表明:在简单循环的基础上,采用回热系统效率可提高10%;一次再热在回热的基础上可再提高效率2%;同样二次再热也可提高效率2%.因此,燃用氢气的燃气轮机和高压、低压蒸汽轮机组成的联合循环系统,从整体上提高了循环的热效率.此外,氢-氧联合循环具有无温室气体排放、效率高等特点,在今后氢能的大规模发电上有着良好的发展前景.     

风电特性的初步研究

基于我国部分风电场的统计数据,分别利用概率分布、相关性分析对风电场的风电特性和规律进行研究。研究表明:风力发电量在全年的分布,可用三参数广义极值分布模型进行描述,风电的概率分布可以作为风电场性能的衡量指标之一,从分布情况可以得出其风电分布的大致规律;风电削峰后损失的大小以及对外部电源依赖的程度,可以作为风电场性能的另一个评价指标;日风电量之间属于微相关,风电预测需结合气象、气候、地形资料等进行。     

“双气头”多联产系统CO2减排特性方程研究

以煤气化为核心的多联产能源系统是有效解决温室气体CO2排放的手段之一,其中,“双气头”多联产系统将气化煤气富碳、焦炉煤气富氢的特点相结合,实现了生产过程的CO2减排。笔者在与传统煤制甲醇生产过程相比的基础上,得到了“双气头”多联产系统CO2减排特性方程,从而定量的描述了“双气头”系统生产过程的CO2排放量,为方案设计和将其纳入“清洁发展机制”项目提供了基础的理论指导。     

我国发展燃气轮机的可行道路

详细论述了燃气轮机在全世界,尤其在我国的发展前景,提出了在相当长的时期内我国一次能源仍以煤为主的情况下,发展燃气轮机尤为迫切.分析了世界燃气轮机发展的两个显著特点和我国发展燃气轮机现已具备的条件,提出了以成熟的核心机为基础的"渐进改造"自主开发和扩大国际合作生产两者并举的道路,是目前我国发展燃气轮机工业的现实途径.文中还对政府的作用和政策措施提出的建议.     

用风电和现代煤化工的集成系统生产"绿色"甲醇/二甲醚

以煤基甲醇/二甲醚来生产烯烃和丙烯是缓解石油进口的一个重要技术路线,但要排放大量的CO2,而目前我国风力发电得到迅速发展,风电的消化利用是个难题。创造性地提出了风电与煤基甲醇生产的集成系统,利用非并网风电电解水产生O2和H2,O2作为气化介质送入气化炉,H2作为部分甲醇原料气与气化炉生产的富碳合成气掺混,将H2/CO调整至甲醇生产的合适比例。该系统可以省略昂贵且高能耗的空分装置,并有效降低CO2排放。认为本系统切合我国能源发展现状,可以结合煤资源和风力资源的各自特点,具有重要的现实和战略意义。     

IGCC系统关键部件的选择及其对电厂整体性能的影响——(3)气化炉合成气冷却器与余热锅炉的匹配

带有合成气冷却器的气化炉,因能将高温合成气中的显热提供给余热锅炉,其系统效率高且更具有研究价值．采用GT PRO软件,研究了余热锅炉和合成气冷却器联合运行的工作过程．模拟和对比了余热锅炉在不同位置抽取和回送冷却介质对系统整体技术、经济性能造成的影响．综合分析之后,提出了几种性价比较高的流程布置．