煤基多联产系统热力与经济性分析

化工动力多联产系统作为一种高效和清洁的能源系统而备受关注。该文对3种不同集成特征的煤基化工动力多联产系统的热力和经济性能进行分析,揭示了多联产系统节能效果对系统经济性的影响关系。采用成本节约率CR作为系统经济性能的评价准则,合成反应新气无调整和合成过程未反应气部分循环的多联产系统能够取得最高的成本节约率为11.8%,是系统设备投资节约与系统节能效果均衡的结果,其中化工岛与动力岛之间能量利用的耦合改善了系统热力性能,起到关键作用。研究成果为多联产系统从技术和经济角度进行综合评价提供了分析方法。     

甲醇/电联产系统能耗特性

以一次能源消耗为统一基准推导了联产系统相对分产系统的相对收益、相对节能率和节能判据关系式。得到以化电比和联产系统效率表达的节能分区图,可以清楚地展示和比较国内外文献中多联产系统的节能效果。根据联产系统中合成气的不同利用途径,定义了联产气和非联产气,并据此建立了联产系统化电分摊的理论模型。以并联液相富CO一次通过多联产系统为例,对联产系统的节能原因进行了分析。结果表明：全系统的热量耦合是联产系统节能的主要原因。     

多能源热互补分布式能源系统的节能率评价方法

多能源互补是分布式能源系统的重要发展方向,相比于化石能源驱动的分布式能源系统,其节能特性的评价方法研究尚有不足。针对多能源热互补分布式能源系统提出节能率的计算方法,将系统输入的低品位非化石能源按其做功能力统一折合成燃料,与输出相同产品的常规分产系统进行比较得到节能率。通过典型太阳能与燃料互补的分布式能源系统比较分析了3种节能率计算方法下,可再生能源占比、不同形式能量输出比、热/热化学输入热的温度等参数对系统节能性的影响规律,并以具体的热电联产案例验证了文中节能率计算方法的适用性。结果表明,所提出的节能率计算方法能够更为合理地评价含有非化石能源的多能互补系统节能特性,获得了节能率随可再生能源占比增大而增大,随热互补太阳能集热温度升高而降低,随热化学互补太阳能集热温度升高而先上升后下降的规律,反映了根据能的品位合理利用非化石能源和提高多能互补技术先进性能够改善系统的节能性能。     

燃气轮机冷热电联产系统与蓄能变工况特性

利用单轴恒速燃气轮机典型变工况计算方法和余热锅炉考虑换热系数的变工况计算方法，对冷热电联产系统的变工况进行了分析：高负荷时联产系统有明显的节能优势；但随负荷的降低，优势不断减少；在负荷降低到一定程度之后已经不如参照系统性能。为改善系统全工况性能，可将联产系统与蓄能技术有机结合。依靠对某建筑典型夏、冬季全天冷、热负荷供应进行分析，可以看到蓄能的使用使联产系统的节能率在较高基础上进一步得到提高。     

热电冷联产系统的能耗特性

从系统基础能源消耗角度建立联产系统相对于分产系统节能判断关系式，并以实际热电机组为例进行计算验证，探讨了热电比、热效率、性能系数等参数对联产系统能耗特性的影响，研究发现：热电联产及在此基础上的热电冷联产的节能需满足一定的条件，相对来讲，冷电联供节能条件较热电联产更为苛刻。热电比、热效率和性能系数对联产系统节能影响程度明显不同；在联产系统中多效吸收机的应用并不总能使联产系统节能率增加，即使满足节能条件，对系统节能率的提升数量级也很小；热电冷联产系统相对于分产系统不一定节能，但从能的梯级利用原理讲，联产与分产系统相比火用 损的减少是绝对的，而这一部分火用 损的差值是联产的收益，也是热电联产的本质所在，据此建立了新的热电分摊理论模型。     

IGCC–甲醇多联产系统节能分析

为评价以气流床粉煤气化为基础的整体煤气化联合循环(IGCC)甲醇多联产系统配置方案,采用Aspen Plus软件对多联产系统进行系统模拟。配置方案中气化工艺分别采用废锅流程和激冷流程,IGCC和甲醇合成组合方式分别采用串联和并联,以相对节能率作为指标对所建立的多联产系统进行评价。结果表明:废锅流程节能效果优于激冷流程。废锅并联组合通往甲醇侧的合成气比例增大时,相对节能率随之增大;废锅串联组合合成甲醇循环气与新鲜气的比例增加时,相对节能率增大。采用分摊算法分别计算了IGCC甲醇废锅并联多联产系统的发电和甲醇合成的煤耗。随着通往甲醇合成侧的合成气量的增加,供电的煤耗显著减少,甲醇合成的煤耗略有减少。     

基于热能深度梯级利用的耦合供热变工况研究

为了实现燃煤机组节能减碳,提出了基于热能深度梯级利用的热电联产机组耦合供热系统,建立了基于热分析法的热电联产机组供电和供热能耗评价模型,基于热力系统集成优化软件（thermal power integration scheme, TPIS）仿真计算了热电联产机组耦合供热系统的能耗,研究了耦合供热系统的变工况运行能耗,结果表明：不同耦合供热方式变工况运行可实现供水温度范围为44~90℃,热指数随着机组负荷升降呈现不同的变化趋势,不同耦合供热方式的机组热效率均随着600 MW亚临界湿冷机组的负荷增加而降低,均随着660 MW超临界空冷机组的负荷增加而增加,机组热效率为63%~80%。研究成果可为热电联产机组变工况运行优化和节能减碳提供技术支撑。     

基于热能深度梯级利用的耦合供热变工况研究

为了实现燃煤机组节能减碳,提出了基于热能深度梯级利用的热电联产机组耦合供热系统,建立了基于热分析法的热电联产机组供电和供热能耗评价模型,基于热力系统集成优化软件（thermal power integration scheme, TPIS）仿真计算了热电联产机组耦合供热系统的能耗,研究了耦合供热系统的变工况运行能耗,结果表明：不同耦合供热方式变工况运行可实现供水温度范围为44~90℃,热指数随着机组负荷升降呈现不同的变化趋势,不同耦合供热方式的机组热效率均随着600 MW亚临界湿冷机组的负荷增加而降低,均随着660 MW超临界空冷机组的负荷增加而增加,机组热效率为63%~80%。研究成果可为热电联产机组变工况运行优化和节能减碳提供技术支撑。     

内燃机余热回收冷热电联供系统性能研究

针对内燃机排气的特点,构建了一种新型冷热电联产（CCHP）系统来进一步回收排气余热,达到节能减排的目的。该CCHP系统由1个简单回热超临界二氧化碳（S-CO2）布雷顿循环、1个喷射式制冷循环和1个热水器组成。为了评估系统性能,建立了系统的热力学模型,并比较了单一S-CO2循环与CCHP系统的性能参数。此外通过参数分析,研究了压缩机出口压力、透平1进口温度以及制冷蒸发温度3个重要参数对于系统性能的影响。最后,以系统同时产生最大净输出功和制冷量（CCP模式）或同时产生最大净输出功和供热量（CHP模式）为优化运行模式,对系统进行了多目标优化。结果表明:CCP模式下,系统净输出功、制冷量、供热量之和为546.87 kW,热效率和?效率分别为45.81%和50.55%;而在CHP模式下,同样的性能指标则分别为501.35 kW、41.95%和50.46%。     

燃气轮机热电联产系统的热力学分析及用能改进建议

给出了燃气轮机热电联产系统热力学分析(能量平衡分析和分析)评价准则及计算式。利用实测运行参数,对一个燃气轮机热电联产系统进行了运行工况下的热力学分析,找出了系统的用能薄弱环节。根据测算分析结果,提出了提高系统运行效率的三个建议。     

基于数据挖掘的汽轮机组冷端优化

冷端系统的优化运行是机组节能运行的重要环节。基于历史运行数据,结合数据挖掘方法与深度学习算法,提出了汽轮机组冷端优化的研究框架。首先,结合工况划分与高斯混合模型对真空进行聚类,确定多工况下真空的基准值区间;接着,结合最大互信息系数与长短时记忆神经网络构建真空预测模型,通过比较真空预测值与基准值,实现真空的异常检测;最后,以某在役1000MW超超临界湿冷凝汽式机组为研究对象进行分析验证,分析结果表明,论文提出的机组冷端优化方法可提供有效的真空异常预警及优化信息,有助于机组进一步挖掘其自身的节能潜力。     

火电机组回热系统(火用)损分布的矩阵算法

根据火电机组回热系统火用损分布的通用矩阵方程,运用MathCAD软件计算了200MW和600MW机组两套典型回热系统的火用损,并与传统火用损计算方法的计算结果进行比较,详细介绍了该方程的应用方法和使用技巧。通过火用分析,找出了这两套回热系统的节能潜力所在,并用棒状图对4种火用分析指标进行比较,证明了火用损率和火用损系数更能表现回热系统的完善程度。     

工业企业供水系统节能探讨

水泵改型、合理降低管网损耗、深井泵节能是工业企业供水系统的几种节能方法。该文通过实例对各种方法的节能效果进行探讨 ,并指出通过对机电设备进行更新、科学设计或调整运行工况可以达到节能效果。表 2参 2     

基于等效降的火电厂热力系统状态方程

首次提出等效降法的概念,并利用这一概念结合矩阵建立了热力系统主系统状态方程。该方法为热力系统的分析提供了一种全新的思路,可直接计算热力系统热功转换效率,具有与常规分析方法相比概念清晰,易于理解,适合计算机程序化等特点,为实际系统定量分析奠定了一定的基础。以某N300-16.7/537/537-6再热机组为例,验证了状态方程与常规平衡法计算结果是一致的。     

一种新的发电设备利用水平评价指标及方法

新能源发电快速发展带来发电装机结构不断发生变化,依据传统方法计算的分类型和全口径发电设备利用小时不能像以往那样直观反映发电设备利用率水平.提出了发电设备"基准利用小时"概念,定义了发电设备利用率指数为利用小时占基准利用小时的百分比,给出了设计利用小时和可比利用小时2组标准取值,在此基础上提出了利用率指数计算模型.通过不...     

薄弱电网下新能源设备并网锁相同步方式综述

随着风能与光伏等新能源的广泛应用,为实现新能源设备的稳定并网运行与精准功率控制,需要在控制中加入锁相同步环节获取准确的电网相角信息。当新能源设备接入薄弱电网时,常规锁相同步方式往往不能达到理想的锁相同步效果。为此,首先阐述了常规锁相同步方式的结构及建模;然后针对新能源设备接入薄弱电网时,常规锁相同步方式不能适应不对称及谐波、频率相位突变与低短路比的运行环境,需要对常规锁相同步方式进行优化设计,分别对上述运行环境下的改进型锁相同步方式进行分析;最后指出了薄弱电网下改进型锁相同步方式的发展方向,即需要研究低短路比电网下的参数设计方法以及提高多场景薄弱电网下的运行性能,为后续相关研究提供参考。