大规模火电CCUS应用的经济性评估及提升研究

针对大规模开展火电CCUS改造的经济可行性问题,提出CO₂制甲醇的效益提升路径,设定了即刻改造、2025年改造和2030年改造3个不同改造时间的方案,基于西北某省电网公司的火电装机及火力发电量规划数据,进行了经济敏感性分析。结果表明：根据改造时间的不同,CCUS全流程改造将使全省电价上涨0.077 8～0.101 0元/(kW·h),当政府补贴达到240元/t时,方案1与方案2的电价分别上涨0.031 1元/(kW·h)和0.026 9元/(kW·h),方案3仅上涨0.000 6元/(kW·h);若将捕集的CO₂用于制甲醇,1 t CO₂因为氢气消耗和制取甲醇产生的支出与收益分别为846.04元和2 661.73元,额外电耗带来的购电成本为37.81元/t;若将国家补贴等因素考虑在内,经济效益最佳的方案3几乎可实现火电零成本脱碳。     

基于甲醇重整的燃料电池与有机朗肯循环耦合热电联产系统性能分析

为了解决氢能储运困难问题,实现甲醇燃料的高效和清洁利用,提出一种基于甲醇重整的燃料电池与有机朗肯循环耦合热电联产系统。在所提出系统中,甲醇与水在中低温条件下发生重整反应生成富氢合成气。在燃料电池中,合成气的化学能转化为电能,燃料电池的高温废气不仅用于加热空气也可作为有机朗肯循环的热源,实现了能量的梯级利用。在系统稳定运行的条件下,对新系统进行能量分析、■分析和经济性分析。结果表明：系统输出电力为147.372 kW,系统总效率为51.29%,系统■效率为40.56%;新系统的动态回收周期为4.97 a;在15年的运营周期内,净现值为127.94万元。     

危固等离子体气化与垃圾焚烧间接耦合的新型发电系统性能分析EI北大核心CSCD

为清洁无害化处理危固的同时实现固废高效资源化利用,提出一种危固等离子体气化与垃圾焚烧间接耦合的新型发电系统。在新系统中,医疗垃圾与飞灰经等离子体气化协同处理产生合成气,驱动燃气轮机发电,同时高温合成气和燃气轮机排气的热量传递给焚烧机组,提高焚烧机组循环发电效率。以某800t/d垃圾焚烧机组为例,从热力学和经济学角度评估新系统的性能。结果表明,在生活垃圾产生的发电功率不变的条件下,从医疗垃圾中产生的净电功率为13.50MW,因而医疗垃圾发电效率和㶲效率分别达到35.67%和33.92%,在运行周期内,新系统的净现值可达到75800.50万元,动态回收周期为3.99年。由此可知,新系统是高效且经济可行的。     

固体氧化物燃料电池金属连接体腐蚀研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)常用廉价、易加工、导电性强的铁素体不锈钢作为连接体材料。然而,SOFC电堆中苛刻环境限制连接体的使用。本文介绍了近年来连接体材料腐蚀行为的研究现状,综述了空气、燃料气氛、双重气氛、微量合金元素、接触环境等因素对连接体腐蚀的影响规律,系统地阐述了连接体材料的腐蚀机理,并指出连接体腐蚀行为研究中存在的不足以及未来发展方向。     

满足多元需求的区域综合能源系统经济性对比评估

在共同建设低碳社会,加快能源转型,实现“双碳”目标形势下,为解决我国能源结构调整等各类问题,区域综合能源系统成为满足我国生态工业园区电力、供冷和供热需求的合适方案。区域综合能源系统由燃气轮机子系统、余热锅炉及汽轮机子系统、太阳集热发电子系统和氨水余热吸收制冷子系统组成。通过采用能量分析法和?分析法进行经济性评估,该系统输出电量为765.00 MW,输出冷量为11.70 MW,能源利用效率达63.15%。区域综合能源系统的经济性优于分供式系统,在未来有着很大的发展前景。     

镍基合金263、282在超700℃燃煤锅炉烟气中腐蚀行为研究

研究商用镍基合金材料263和282在700～800℃模拟燃煤锅炉烟气环境中的腐蚀行为。计算腐蚀前后镍基合金的质量变化,采用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)分析腐蚀合金的微观形貌。结果表明：镍基合金的腐蚀行为包括氧化腐蚀、硫化腐蚀和硫酸盐腐蚀3种机制;腐蚀速率主要受硫酸盐腐蚀控制,熔融的硫酸盐共熔体对镍基合金造成全面腐蚀,合金基体以近似恒定的速率持续被溶解,合金的失重量随温度升高呈现先增加后降低的趋势;同时,硫元素向基体内部扩散并引起局部硫化,低熔点金属硫化物发生熔融,可能导致合金内裂纹的生成和生长;温度升高显著加剧了镍基合金的硫化腐蚀。     

基于多元状态估计和向量相似度的电站磨煤机故障智能预警研究

为解决燃煤电站磨煤机故障频发的问题,提出一种基于多元状态估计（MSET）和向量相似度的故障预警方法。以某350 MW机组的中速磨煤机为研究对象,选取能表征其运行状态的关键参数,采集包含故障信息的历史数据,并划分出不同数据集。采用等间距抽样法对训练集数据建立过程记忆矩阵,将观测向量输入MSET模型得到其对应的估计向量,同时定义二者的相似度函数,利用滑动窗口法确定预警阈值。最后采用实际运行数据验证,结果表明:当磨煤机正常运行时,其输入模型数据预测平均相对误差均在1%以下;当磨煤机发生堵煤故障时,该模型可以及时发现磨煤机运行异常,在跳闸前380 s发出报警。证明该模型可以精准预测各参数的变化趋势,实现对磨煤机故障快速准确地智能预警。     

低压缸零出力改造对配备碳捕集燃煤电站灵活性提升作用分析

为研究脱碳对火电机组的影响,建立仿真模型分析了火电机组碳捕集改造常规方案的性能变化,进一步提出了低压缸零出力方案提升机组灵活性。常规方案以中压缸排汽为再沸器热源,低压缸零出力方案切断低压缸进汽。一方面,以300 MW燃煤电站为例,分别对2种方案进行分析;另一方面,以西北某省为研究对象,预测2种方案对全省火电的影响。结果表明：常规方案下机组出力空间由87～300 MW缩减至147～217 MW,额定工况的供电效率由37.32%下降至27.02%,机组最小负荷率约升高至70%;采用低压缸零出力方案时,机组负荷空间被拓宽到47～217 MW,为常规方案的2.44倍;对于所讨论的西北省份而言,常规方案下全省火电出力空间由1 103～3 940 MW缩减至1 875～2 793 MW,低压缸零出力方案下,出力空间被拓宽为550～2 793 MW。     

基于等离子气化的城市固废制备乙酰丙酸系统及性能评估

提出了一种利用城市固体废弃物制备乙酰丙酸(Levulinic Acid, LA)的系统,并通过Aspen Plus进行建模。通过回收LA的催化剂与萃取剂并使用固体残留物(生物质碳)、沼气和固废中的衍生燃料作为热源,最大限度地减少废物产生。通过等离子气化技术耦合厌氧发酵技术为系统供热。对所提出系统的性能进行了评估。结果表明：该系统在技术上是可行的,有较高能源转化效率和较低的环境污染,等离子气化效率为69.94%,净现值达189 483万元,动态回收周期为5.04 a,拥有0.37的内部收益率。     

湿法脱硫后烟气腐蚀现场实验研究

基于提升排放烟羽高度以及排烟脱白的需求,必须对燃煤锅炉烟气湿法脱硫后的湿烟气进行妥当处理。但湿法脱硫后的湿烟气腐蚀性很强,将对下游设备造成严重腐蚀。本文在91 MW层燃供热锅炉湿法脱硫系统后烟道进行了现场腐蚀实验,测试和评估了5种钢材的耐腐蚀能力。实验结果表明,钢材的表面温度对腐蚀过程具有关键影响。随着表面温度的升高,钢材的腐蚀程度首先因为表面沉积物中氯离子浓度升高而加剧,然后因电解质的匮乏而减轻。