烟气热水型溴化锂吸收式制冷机组的仿真及性能分析

基于某烟气热水型溴化锂吸收式制冷机组的工作原理及内部系统流程,建立相应的仿真模型,通过系统热力过程计算,分析热水负荷、溴化锂溶液放气范围、机组负荷率及冷却水温度等因素对机组性能的影响。研究表明:烟气热水型溴化锂机组处于低负荷工况下,优先利用烟气余热,制冷系数可提高16.7%,冷却水流量可减少22.5%;增大溴化锂溶液放气范围,可提高制冷系数,其中放气范围在0.05～0.08之间,COP增长较快,溴化锂溶液浓度差每增长0.01,可增加约3%的制冷量,增大放气范围时,稀溶液浓度的降低受限于冷却水温度;冷却水温度降低,可提高制冷系数,当冷却水进口温度降低,可降低吸收温度,吸收压力降低,蒸发温度降低;发生器满负荷工况下,制冷系数最高;发生器负荷率降低,制冷系数明显降低,发生器负荷率为50%时,制冷量负荷只有30%左右。     

乏汽吸收式热泵动态特性实验研究

采用吸收式热泵利用汽轮机乏汽余热供暖已逐渐成为火电厂的主要节能措施之一,但由于机组负荷变化频繁,使热泵经常偏离设计工况,运行效率低,供热性能差。为对热泵实施优化调节和控制,提高热泵运行效率,实验研究了热泵动态特性,结果显示,在驱动热源流量、低温水流量和低温水入口温度阶跃降低10%的情况下,在400s内,热泵制热量分别减少了18kW、2.1kW和14kW,冷却水出口温度分别降低了4℃、0.35℃和2.5℃,并通过仿真获得了动态响应过程的传递函数,为热泵优化控制提供了技术支持。     

波动热源下ORC发电系统的动态运行特性

ORC(有机朗肯循环)是实现中低温热源热功转换的关键技术。以R245fa为工质,采用单螺杆膨胀机,在120℃不稳定热源下实验研究了ORC发电系统在变负载下的动态运行特性及系统主要运行参数随波动热源的变化。实验结果表明:增大负载容量,维持膨胀机做功状态所需工质流量增加,膨胀机入口压力变大,单位工质吸热量变小,膨胀机入口温度及过热度降低。但由于系统整体吸热量变大,系统冷凝压力及冷却水入口温度就增加。系统的发电功率与效率也随负载的提升而不断增大,最大分别为4.61 kW与5.76%。受热源温度正弦波动的作用,系统主要运行参数出现不同程度的波动,冷凝压力的变化是造成系统不稳定的主要原因。     

变工况下有机朗肯循环发电特性的实验研究

有机朗肯循环是利用中低温热源的重要技术之一。基于R245fa为工质的低温热源驱动有机朗肯循环发电系统,通过改变电加热器功率来研究其在变工况下的发电特性。结果表明：热源热量变化12%时,系统最大净发电量为7.8 kW,发电效率为8.7%;系统最小净发电量为6.9 kW,发电效率为8.26%;系统重新达到稳定状态的时间为35 ~ 45 min,相同时间内,系统对热源温度降低的响应更迅速而对热源温度升高的响应速度较慢;在此热源的改变条件下系统仍能稳定运行。     

CO2与R41跨临界朗肯循环低温发电系统比较分析

本文以R41为工质的跨临界朗肯循环低温发电系统进行了热力性能分析,并与CO_2跨临界发电系统进行比较,结果表明:R41和CO_2系统均存在一个最优进口压力使得热效率在相同的膨胀机进口温度下达到最大值,且膨胀机进口温度越高,对应的最优压力也越大。同热效率一样,系统均存在一个最优进口压力使得净功在相同的膨胀机进口温度下达到最大值,且R41系统比CO_2系统所作的最大净功平均提高52.6%,最优进口压力平均降低41.6%,系统火用效率平均提高24.8%。     

不同热源下布雷顿循环系统分析

与传统能源发电相比,超临界二氧化碳(S-CO₂)布雷顿循环发电系统具有系统结构紧凑、循环效率高、安全性能较好等特点。采用Aspen Plus构建了不同热源下超临界二氧化碳布雷顿循环动力系统及热力学模型,重点分析了分流比、透平进口温度及压力、主压缩机入口温度对循环效率的影响。根据参数工况设计三种不同热源布雷顿系统：以煤基为热源的系统采用分流再压缩再热布雷顿循环,主气温度640℃以下再热的设置会比无再热效率高,循环效率可达46.02%。发电效率和再压缩功率随分流比的增加而增加,而主压缩机的则下降。燃气系统采用再压缩循环,透平入口温度与压力的增加可使循环效率增加,循环效率最高可达43.01%。以压水堆为热源的船舰动力系统设计为分流再压缩再热循环。存在最佳分流比,循环效率为37.41%;透平入口压力的增加使循环效率的变化先增加后变缓。主压缩机入口温度的增加使循环效率逐渐下降。     

ORC发电系统变热源温度实验研究

为研究有机朗肯循环(ORC)热源温度变化引起的循环热效率、(火用)效率、发电效率等性能的变化情况,搭建以R245fa为循环工质的ORC发电系统实验平台。实验结果表明:热源温度的提高使循环蒸发压力、冷凝压力升高,膨胀机入口温度、压力升高,膨胀比增大,等熵效率提升,膨胀做功能力增强,系统循环热效率、(火用)效率、发电效率均增大;在冷源温度为12℃,工质流量保持恒定的情况下,热源温度从87.5℃上升至108.1℃时,循环热效率由4.1%提升到7.1%,系统(火用)效率由17.2%提升到30.0%,系统发电效率由4.1%提升到7.3%。     

基于多项式拟合的锅炉运行参数对燃煤机组发电煤耗影响研究

为精确计算锅炉运行参数对燃煤发电机组发电煤耗的影响,以发电煤耗的数学模型为基础,采用微积分理论,忽略管道效率和汽轮机热耗率的影响,建立发电煤耗与锅炉效率的微分关系。以某电厂330 MW亚临界燃煤发电机组为例,利用机组历史运行数据和设备厂家提供的设计资料,基于拉格朗日多项式拟合分别建立排烟温度、锅炉效率、发电煤耗与机组负荷率的拟合关系,从而得到任意工况下排烟温度与发电煤耗目标值的数学模型。依据锅炉排烟热损失的简易算法,建立锅炉排烟温度和运行氧量对发电煤耗影响耗差分析模型,最后对采样周期内锅炉运行参数进行聚类划分,计算排烟温度和运行氧量对发电煤耗影响的数值。该方法计算结果准确,方便实用,为电厂节能改造、优化运行、检修决策和节能技术监督提供参考。     

螺杆膨胀机发电机组的实验研究与仿真设计

采用有机介质R152a,建立有机朗肯循环发电机组,并进行螺杆机和发电机之间两种传动比(4∶3和2∶1)中试实验。在实验基础上,以最大发电功率为目的对系统进行仿真计算。结果表明:试制的螺杆膨胀机等熵效率为55%~57%;机组膨胀功的基础功耗主要由转动部件摩擦和膨胀机泄漏造成的,转动部件的摩擦功耗随着机组传动比增加而升高;仿真模拟发电功率与实验结果偏差基本在2%以内;当热源温度为60℃时,模拟结果显示螺杆膨胀机和发电机的传动比为1.76时,机组的发电功率最大。     

表面式间接空冷系统冷却水流量优化研究

以表面式间接空冷系统空冷塔为研究对象,建立了间冷塔散热器传热性能数学模型,研究了零风速条件下间冷塔内冷却水和空气间的传热性能,以及机组负荷、环境温度对冷却水量的影响和冷却水量可调节的温度范围的影响。计算结果显示,机组负荷越高,冷却水量最低值越大,冷却水量可调节的温度范围越大;冷却水进口温度最低值越高,冷却水量最低值越小,可调节温度范围越大;冷却水出口温度最低值越高,冷却水量最低值是越大,可调节温度范围越小。得到的冷却水量优化调节的结论可为间冷机组优化运行提供理论依据及方法。     

一种基于低品位热源的LNG冷能回收低温动力系统

在分析LNG物理冷Yong的基础上,提出了一种基于低品位热源的LNG冷能回收低温动力系统,并对影响系统循环效率的相关参数进行了研究。结果表明,在较低的热源温度下,系统的热效率和烟效率可以达到30％以上;对影响循环的主要参数分析表明,二次冷煤的冷凝温度及膨胀机进口压力对循环的效率影响很大。随着冷凝温度的降低及膨胀机进口压力的提高,循环热效率、Yong效率都将有所提高。     

溴化锂吸收式热泵的动态建模及运行特性分析

为充分挖掘吸收式热泵的动态运行特性,考虑各部件存量工质的储热特性建立考虑传质和分布参数的溴化锂吸收式热泵动态仿真模型。在机组各设备存量工质质量不同的情况下,分析了热源工质进口温度的提升对冷却水和冷媒水出口温度的动态影响及系统的热惯性特征,同时在热源工质进口、冷却水进口和冷媒水进口温度变化的情况下,分析了系统的性能系数(Coefficient of Performance, COP)变化特性及结晶风险变化特性。结果表明：该模型能准确地模拟吸收式热泵的稳态特性和动态特性;机组的热惯性主要与机组内各设备中的存量溶液质量有关;热源工质入口温度的上限受到系统COP及结晶风险的双重影响;冷却水入口温度的下降可增大系统COP,其下限受到结晶风险的限制;冷媒水入口温度的上限不受结晶特性限制;主要受用户侧的用能需求限制。     

盐梯度太阳池Kalina循环发电系统性能研究

Kalina循环发电系统是一种典型的低温热源发电系统,具有广阔的应用前景。盐梯度太阳池能够实现连续聚热和跨季节蓄热,可广泛应用于光热发电系统和光热供热系统。文章提出了一种以太阳池储热量为热源的盐梯度太阳池Kalina循环发电系统,并利用Aspen Hysys软件对该系统进行建模。而后根据模拟结果,研究了提热温度、运行压力和氨水浓度对该系统各项性能的影响。此外,还分析了典型工况下,该系统的热力性能。分析结果表明:随着提热温度逐渐升高,盐梯度太阳池Kalina循环发电系统的发电功率、热效率和效率均逐渐增加;随着运行压力逐渐升高,该系统的热效率和效率逐渐升高,并且存在最佳的运行压力1.75 MPa,使得该系统获得最大发电功率;随着氨水浓度逐渐增大,该系统的发电功率也会逐渐增大,但热效率和效率却逐渐降低;当氨水浓度为85%、运行压力为1.75 MPa、提热温度为90℃时,该系统的热效率和效率分别为7.93%,57.59%。     

超临界600MW机组回热系统变工况对发电煤耗影响的定量分析

以某600MW超临界凝汽式机组为例建立仿真模型,在VWO工况、THA工况、75%THA工况和50%THA工况下模型的计算值与设计值的相对误差小于0.08%。运用模型进行了不同工况下加热器效率、加热器切除、除氧器排汽连续运行、给水泵汽轮机汽源变化4种回热系统变工况对机组发电煤耗影响的定量分析。结果表明,不同负荷工况下,2号高压加热器效率对机组发电煤耗影响更大,其次是1号高加、3号高加、5号低加至8号低加;高压加热器切除对机组发电煤耗影响最大,5号低加至8号低加切除对发电煤耗的影响逐渐减小;除氧器排汽量相同时,机组发电功率越低,对机组发电煤增量的影响越大;给水泵汽轮机采用辅助联箱蒸汽作为汽源时,机组发电功率越高,对机组发电煤耗增量的影响越大。     

低温太阳能热力发电有机朗肯循环工质的选择

为了筛选出适宜于低温太阳能热力发电有机朗肯循环的工质,根据 PR 状态方程计算和分析了采用 11 种低沸点有机流体工质的低温太阳能发电朗肯循环的热力性能.结果表明:随着工质临界温度的升高,有机透平进口处的最大蒸发压力基本呈下降趋势;在凝结温度与有机透平进口温度一定的情况下,临界温度越高的流体,其循环热效率越高;使用正已烷和正戊烷能获得较高的循环热效率,凝汽器中的凝结压力比较适中,是比较适合用作低温太阳能热力发电有机朗肯循环的工质.     

300kW功率等级ORC发电机组试验系统搭建与性能测试

为了检验长动集团自主设计生产的CT300型ORC原理样机的工作性能,为机组设计工作和后续优化提供数据支撑,借助汽轮机空负荷试验平台搭建了300 kW功率等级ORC发电机组运行试验系统,并开展了相关运行试验。通过运行试验验证了各部件及发电机组的运行特性。结果表明,所搭建的运行试验系统运行正常,可满足ORC机组在各个工况下运行时的外部条件要求,ORC机组稳定发电功率为313.8 kW,发电效率为10.1%,实现了试验系统的设计目标。运行试验中涡轮转速出现了周期性震荡,原因是热源不稳定和泵后手动阀无法精确调节所共同导致的,通过稳定热源和更换调节性能更高的调节阀可以解决该问题。     

利用LNG冷能与低温太阳能的新型联合动力循环系统优化研究

对提出的利用LNG冷能与低温太阳能的新型联合动力循环系统进行参数优化分析和分析,选取R143a为循环工质,研究了循环蒸发温度、透平进口温度、冷凝温度和LNG汽化压力对循环系统效率、效率和单位做功的换热面积的影响.结果表明:循环系统效率和效率随蒸发温度的升高均先升高后降低,随透平进口温度和LNG汽化压力的升高而升高;冷凝温度越高,循环系统效率和效率越低;单位做功的换热面积随各变量的变化趋势与循环系统效率和效率随各变量的变化趋势相反;当蒸发温度为298.15K、透平进口温度为353.15K、冷凝温度为213.15K和LNG汽化压力为3 MPa时,循环性能最优,在该工况下进行分析发现,换热器损占总损的80%,而泵的损最小.     

低品位热能驱动有机朗肯循环的变工况特性

构建有机朗肯循环变工况分析模型,研究热源条件对系统变工况性能的影响规律。结果表明:随着热源温度升高,系统的最佳蒸发压力线性增大,而涡旋膨胀机的等熵效率逐渐减小。相比额定工况,热源温度变化-30.0K与30.0K时,净输出功率变化了-32.4%与18.4%,热效率降低了4.0%与11.4%,热回收效率变化幅度分别为-9.8%及8.9%;当热源温度从423增大至483K时,系统不可逆损失的变化率为-37.1%与45.5%,火用效率的变化率为6.7%与-17.5%。相比热源流量,热源温度对系统变工况性能的影响更大。     

基于BEST系统超超临界1000 MW二次再热蒸汽机组的参数选取

为研究抽汽背压式汽轮机(BEST)系统超超临界1 000 MW二次再热蒸汽机组参数的选取,基于某电厂二期2×1 000 MW超超临界机组扩建项目,建立1 000 MW超超临界高效二次再热蒸汽机组的设计计算,使用EBSILON软件建立完整的热力系统模型,得出主蒸汽温度、再热蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽压力和锅炉效率等参数对BEST系统的影响规律。研究结果表明：对于12级回热的BEST系统来说提高主蒸汽的温度比提高主蒸汽的压力更能提高系统的发电热效率;BEST系统最佳工况点的再热蒸汽压力是15.028 MPa/4.079 MPa;锅炉效率变化范围在85%～95%时,随着锅炉效率变化1%,系统发电热效率随之变化0.51%。     

初参数对超临界CO2塔式光热发电系统■效率的影响

初参数对塔式光热发电系统热力性能有着重要影响。基于国内外研究现状,文章建立了超临界二氧化碳(S-CO₂)再压缩塔式光热发电系统,研究了不同辐射强度下,该系统不同设备、各子系统和整个系统的(火用)效率,以及吸热器散热损失随透平进口温度和进口压力的变化情况。研究表明：透平进口温度从500℃上升到800℃时,低温回热器(火用)效率最大值为90.21%,对应温度560℃;当辐射强度从95%THA增加到105%THA时,集热子系统(火用)效率最大值点往温度升高的方向偏移且最大值增大,最大为27.88%,对应温度700℃。透平进口压力从20 MPa增加到34 MPa时,循环子系统(火用)效率先增后减,当辐射强度从95%THA增加到105%THA时,其最大值点往压力升高的方向偏移且最大值减小,最大为74.9%,对应压力24 MPa。透平进口压力对吸热器散热损失的影响较小,而进口温度对其影响较大。研究结果可为S-CO₂塔式光热发电系统优化设计提供参考。