氢-氧联合循环效率的主要影响因素分析

在分析基本联合循环的基础上,提出了氢一氧联合循环系统,分析了影响氢一氧联合循环效率的主要因素.结果表明:随着最高温度和最高压力的提高,循环的热效率也不断提高,在温度为1700℃、压力为30 MPa时,效率可达到62%;中压燃气透平的膨胀比以及膨胀比的分配都存在1个最佳值,在温度为1 500℃、压力为30 MPa时,中压燃气透平最佳膨胀比为8.0左右,效率可达到60.5%,此时最佳膨胀比分配值为1.43;最佳膨胀比的分配在亚临界区域随着总膨胀比的升高而降低,在超临界区域随着总膨胀比的提高先降低后升高,在总膨胀比为30左右的时候出现拐点;通过对回热和再热系统参数的优化,氢一氧联合循环可以达到更高的热效率.     

抽汽_乏汽联合回热对低温蒸汽ORC系统热力性能影响

为充分回收矿藏热采过程中尾端的低温蒸汽余热,根据热力学第一、第二定律,在单独抽汽回热、单独乏汽回热系统的基础上,提出一种新型抽汽-乏汽联合回热系统,并建立以低温蒸汽为热源的抽汽-乏汽联合回热理论模型。通过编制计算程序分别对带抽汽回热的ORC循环、乏汽回热ORC循环以及联合回热ORC循环的热力学性能进行了分析,并与无回热ORC循环的性能进行了比较。结果表明:3种回热循环的热效率、净输出功以及火用效率均随蒸发压力升高而升高,其中联合回热循环的热力性能最高,分别能达到11.37%、7 593 kW及51.9%,比相同工况下的无回热ORC循环分别增高百分比为19.6%、12.5%及15.1%;对于单位功耗火用损,各循环则表现为随蒸发压力的升高而逐渐递减,且有联合回热循环的单位功耗火用损抽汽回热乏汽回热无回热ORC循环,在蒸发温度为105℃时,对应单位功耗火用损分别为0.91、0.95、1.06及1.22;同时,在相同抽汽压力下,联合回热循环的抽气系数α小于单独抽汽回热循环,工质质量流量基本相同,联合回热循环具有更好的热力性能。     

燃气-超临界CO2联合循环发电系统

  [目的]  燃气轮机排气温度高,可增加底循环,利用排气的余热发电,从而提高燃料总的能量利用率。鉴于超临界CO₂循环热效率高,并且具有系统简单、结构紧凑、运行灵活等潜在优势,可与燃气轮机组成新型的燃气-超临界CO₂联合循环。  [方法]  为了充分利用燃气轮机排气余热,提出在简单回热超临界CO₂循环的基础上,再嵌套一个简单回热循环的布置方式,并以PG9351(FA)型燃气轮机为例,对其热效率进行了计算分析。同时,在系统中增加余热利用装置,可将剩余热量用于供热、转换为冷量或发电。  [结果]  结果表明:对于选定的燃气轮机,超临界CO₂循环最高温度可达约600 ℃,循环发电效率约32%,获得余热温度为170 ℃以上,余热热量占燃气轮机排气热量9%,联合循环发电效率约54%。  [结论]  燃气-超临界CO₂联合循环发电系统具有较高的热效率,并且保留部分较高品位的余热,可进一步用于电厂运行。     

氢燃联合循环中两种回热网络的优化与比较

氢气－燃气透平联合循环中燃气透平排气的热容大于压缩空气的热容，且远大于氢气的热容。先将燃气透平的排气分流成二股并分别预热空气和氢气，再合流并加热温氢的回热网络，与燃气透平的先预热压缩空气、再热预氢的回热网络比较，有效地提高了气透平的进气温度，从而增大了联合循环的比输出功，提高了联合循环的热效率和降低了燃料氢的耗量。本文用过程能量组合方法对两回热网络进行了优化分析，并定量比较了采用两种优化后的回热网     

二次再热机组再热压力与给水焓升的优化

蒸汽再热后,循环的吸热平均温度得到了提高,同时减小了汽轮机低压缸的湿汽损失,使系统的循环效率得到大幅度提高,二次再热比一次再热效率要高。为了使二次再热机组获得更高的效率,采用枚举算法对再热压力进行优化,然后在此基础上对给水加热器焓升进行优化。同时为了比较不同回热级数对机组经济性的影响,设计了8级回热和10级回热两个热力系统。最后发现,通过优化再热压力与加热器焓升,二次再热机组循环效率超过49%;考虑到系统的复杂性、投资增加及运行维护的便利性,认为8级回热比10级回热经济性要好。     

考虑透平冷却的再热燃气轮机联合循环 热力性能参数影响

燃气轮机再热被认为可以提高效率和比功。本文基于准一维透平连续膨胀冷却模型和底循环简明 估算模型对再热燃气轮机联合循环进行热力性能研究，以GT-26燃气轮机为基准分析了循环总压比、燃烧室 出口温度、再热压力等关键参数对联合循环热力性能的影响特性，并与无再热燃气轮机的联合循环性能进行 了比较。研究表明:不同燃烧室出口温度下的再热燃气轮机联合循环效率最大值对应的循环总压比相差不 大;不同燃烧室出口温度和循环总压比下，联合循环效率对应的最佳高压透平膨胀比不同。当燃烧室出口温 度为1 683 K时，在各自的效率最佳压比下，再热燃气轮机联合循环比无再热燃气轮机的联合循环效率提高 了 1.34个百分点，同时比功提高了 33.2%。     

基于分析的再热/抽气回热/内回热有机朗肯循环的优化

提出一种具有再热/抽气回热/内回热的联合有机朗肯循环(CRORC)系统。该系统以低温热能作为驱动热源,以R245fa为循环工质。基于分析,对CRORC系统进行了优化。蒸发器、冷凝器、膨胀机II是CRORC系统损失的主要来源,随着抽气压力及再热压力的升高,CRORC系统的效率呈现先增大后减小的趋势,并存在最佳抽气压力/再热压力组合,使系统效率最高。相对于基本回热/抽气回热以及抽气回热/内回热结合的有机朗肯循环,CRORC有更高的效率。     

两级闪蒸-化学回热系统的热力性能试验研究

化学回热循环是一种先进的燃气轮机循环方式,可以有效地解决简单循环燃气轮机的热效率低和污染物排放量高的问题。基于柴油燃料燃气轮机燃烧室,搭建了化学回热系统试验台,设计了双燃料燃烧室喷嘴、柴油蒸汽催化反应器和紧凑式多级高压闪蒸器,进行了高压闪蒸-化学回热系统的热力性能试验研究。研究表明:在化学回热系统进口燃气温度为465.6℃时,柴油的当量低热值提高10.13%;在化学回热系统进口燃气温度为558.0℃时,柴油的当量低热值提高18.53%,并且使42.30%补给水转化为淡水。     

添加H2对9F级燃气-蒸汽联合循环机组效率的影响

为了对未来混氢燃气轮机的运行提供相关的基础数据与理论指导,研究了向甲烷中添加H2对9F级燃气-蒸汽联合循环机组效率的影响。基于Aspen Plus软件建立了联合循环模型,其中燃气轮机模型以PG9351FA型燃气轮机为基础,蒸汽轮机模型中的余热锅炉采用三压再热结构。并对燃气轮机、蒸汽轮机和联合循环的输出功率以及效率等进行了分析。结果表明：随着燃料中H2质量分数由0增加到100%,燃气轮机输出功率增加了5.02%,效率增加了1.3%;蒸汽轮机输出功率增加了0.59%,但是蒸汽轮机效率却减小了2.9%;同时,联合循环输出功率增加了3.43%,效率增加了1.2%,因此向甲烷中掺混H2可以提高燃气-蒸汽联合循环机组的经济性。     

1 000 MW等级湿冷机组回热级数优化研究

为优化汽轮发电机组的给水回热系统,使循环热效率达到最高值,需根据汽轮机本体结构条件及锅炉给水温度限制,确定最佳的回热级数。对1 000 MW等级一次再热及二次再热湿冷机组的汽轮机特点、回热级数制约因素及经济性进行了研究,给出了1 000 MW等级湿冷机组的推荐回热级数。研究表明:现阶段1 000 MW等级一次再热和二次再热湿冷机组的最佳回热级数分别为9级和10级。