实际回热式布雷顿热电联产装置的火用经济性能-Ⅱ．热导率分配与压比优化

应用有限时间热力学方法,研究了恒温热源条件下实际回热式布雷顿热电联产装置的火用经济性能,导出了利润率及烟效率解析式。利用数值计算方法,以利润率为目标,对热导率的分配和压比的选取进行了优化,研究了最优利润率及相应火用效率特性,并分析了各种联产设计参数对联产优化性能的影响。     

恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的(火用)经济性能优化

用有限时间热力学理论和方法研究了恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的火用经济性能,导出了无量纲利润率和火用效率的解析式.以利润率和火用效率为目标,通过数值计算对热导率的分配、中间压比的选取进行了优化.得到了最大利润率和火用效率.进一步对总压比进行优化,得到了双重最大利润率,但火用效率不存在双重最大值.详细分析了设...     

闭式内可逆回热布雷顿热电冷联产装置(火用)分析

应用有限时间热力学理论和方法建立了闭式内可逆回热布雷顿热电冷联产装置模型,导出了装置无量纲(火用)输出率和效率的解析式。通过数值计算分析了回热器热导率对(火用)输出率和(火用)效率的影响,发现存在临界压比,同时优化了压比,研究了热电比、制冷和供热温度等设计参数对最优(火用)输出率和(火用)效率以及相应最佳压比的影响,发现最优(火用)输出率时的设计压比要大于最优(火用)效率时的设计压比,最优(火用)输出率和(火用)效率均随冷用户温度的升高而减小,分别存在最佳的热用户温度使(火用)输出率和(火用)效率取得最大值,热用户温度对装置最优(火用)性能的影响比冷用户温度更为明显。     

高炉余能余热驱动ICR Brayton CHP装置的(火用)性能优化

采用有限时间热力学的思想,建立了高炉余能余热驱动的变温热源不可逆中冷回热(ICR)布雷顿热电联产(CHP)装置模型.以(火用)输出率和炯效率为目标优化了装置的性能,发现回热器对炯性能的影响在所有换热器中是最小的,当给定回热器热导率分配时,分别存在两个最佳的中间压比和两组最佳的高、低温侧和热用户侧换热器以及中冷器的热导率分配使炯输出率和炯效率取得最大值.进一步优化总压比,得到了双重最大(火用)输出率和炯效率.增大高炉余热源入口温度、压力恢复系数、压气机和涡轮机效率有利于提高装置的炯性能,在一定范围内,热用户温度越高越好.最后发现分别存在最佳的工质与热源间的热容率匹配使(火用)输出率和(火用)效率取得三重最大值.     

中冷回热布雷顿热电联产装置的(火用)经济性能——不可逆恒温热源循环性能分析

用有限时间热力学理论和方法研究了恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的经济性能,导出了无量纲利润率和效率的解析式.讨论了总压比给定和总压比变化两种情形,优化了中间压比,通过数值计算详细分析了各设计参数对循环一般性能和最优性能的影响,发现回热和中冷能够较大地提高装置的利润率和效率,并且随压比的变化对利润率和效率具有不同的影响.讨论了利润率和效率之间的关系,其特性关系为扭叶型.最后发现分别存在最佳用户侧温度使得利润率和效率取得双重最大值.     

高炉余能余热驱动不可逆中冷回热燃气轮机热电联产装置的经济性能研究

建立了高炉余能余热驱动的变温热源不可逆中冷回热燃气轮机热电联产装置模型,以利润率为目标,用有限时间热力学理论和方法及有限时间经济分析法研究了装置的性能;导出了无量纲利润率和效率的解析式,分析了总压比给定和总压比变化两种情形,优化了中间压比和总压比;通过数值计算研究循环参数对装置性能的影响,讨论利润率和效率之间的关系,得出其特性关系为扭叶型;研究发现存在最佳的用户侧温度可以使利润率取得双重最大值。     

中冷回热布雷顿热电联产装置的经济性能——不可逆恒温热源循环性能分析

用有限时间热力学理论和方法研究了恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的经济性能,导出了无量纲利润率和效率的解析式。讨论了总压比给定和总压比变化两种情形,优化了中间压比,通过数值计算详细分析了各设计参数对循环一般性能和最优性能的影响,发现回热和中冷能够较大地提高装置的利润率和效率,并且随压比的变化对利润率和效率具有不同的影响。讨论了利润率和效率之间的关系,其特性关系为扭叶型。最后发现分别存在最佳用户侧温度使得利润率和效率取得双重最大值。     

高炉余能余热驱动的内可逆闭式布雷顿热电冷联产装置火用经济性能分析

用有限时间热力学理论研究恒温热源条件下由一个内可逆闭式布雷顿热机循环和一个内可逆四热源吸收式制冷循环组成的高炉余能余热驱动的热电冷联产装置的火用经济性能,导出热电冷联产装置的利润率和火用效率与压气机压比的关系。利用数值计算,分析热电比和吸收式制冷循环总放热量在吸收器和冷凝器之间的分配率对利润率与火用效率关系的影响,并研究联产装置各种参数对最大利润率及相应火用效率特性的影响。     

不可逆回热布雷顿CCHP装置FTT建模

应用有限时间热力学理论和方法(FTT)建立了闭式不可逆回热布雷顿热电冷联产(CCHP)装置模型,导出了装置无量纲可用能率、火用输出率、利润率、第一定律效率和火用效率的解析式。通过数值计算得到了各个性能指标与压比的关系,优化了压比。分析了设计参数对最优性能的影响,发现回热能够显著增大第一定律效率和火用效率;增大压气机和透平效率、压力恢复系数能够增大5个性能指标,但前者使相应压比增大,后者使相应压比减小;增大热电比能够显著增大可用能率和第一定律效率;分别存在最佳的供热温度使5个最优性能指标取得最大值;提高冷库温度能增大可用能率和第一定律效率,但会降低火用输出率、火用效率和利润率。     

开式回热燃气轮机热电冷联产装置性能优化

建立了考虑压降的开式回热燃气轮机热电冷联产装置的有限时间热力学模型,导出了各个部件的相对压降和各个热流率与压气机进口相对压降的关系式,以第一定律效率、[火用]输出率、[火用]效率和利润率为目标,在无燃料消耗和装置尺寸约束下,通过数值计算发现分别存在最佳的压气机进口相对压降使[火用]输出率和利润率取得最优值,进一步优化压比,得到了最大[火用]输出率和利润率,分别存在最佳的供热温度使最大[火用]输出率和利润率取得双重最大值,以利润率为设计目标能够减小装置的尺寸.在燃料消耗和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优效率,同时各部件流通面积分配也得到了优化.回热能够增大装置的利润率和效率.     

基于AA-CAES的冷热电三联产系统的热经济性分析

为了研究储热罐内热量的分配和利用对先进绝热压缩空气储能系统性能的影响,提高系统在可再生能源并网应用中的效率与经济性,提出5种热量分配方案。采用数值模拟的方法,比较系统5种方案下的热力学与经济学特性,并研究关键参数对不同方案下系统性能的影响。结果表明：热量分配比越大,循环效率越高,而年利润率越小。对于5种热量分配方案,循环效率和年利润率随储气室最大压比的增大均存在最小值,且存在最佳的换热器效能,使得循环效率和年利润率具有最大值。压缩机入口温度的变化对5种热量分配方案的循环效率和年利润率的影响各不相同。系统年利润率随着燃料价格的升高而减少,而随着产品价格的升高而增加。     

实际回热式布雷顿热电联产装置的[火用]经济性能——Ⅰ．循环模型与参数分析

应用有限时间热力学方法，研究了恒温热源条件下实际回热式布雷顿热电联产装置的[火用]经济性能，导出了利润率及[火用]效率解析式。利用数值计算方法，分析了各种设计参数对联产装置性能的影响。     

Energetic and exergetic performance analyses of a combined heat and power plant with absorption inlet cooling and evaporative aftercooling

In this paper, exergy method is applied to analyze the gas turbine cycle cogeneration with inlet air cooling and evaporative aftercooling of the compressor discharge. The exergy destruction rate in each component of cogeneration is evaluated in detail. The effects of some main parameters on the exergy destruction and exergy efficiency of the cycle are investigated. The most significant exergy destruction rates in the cycle are in combustion chamber, heat recovery steam generator and regenerative heat exchanger. The overall pressure ratio and turbine inlet temperature have significant effect on exergy destruction in most of the components of cogeneration. The results obtained from the analysis show that inlet air cooling along with evaporative aftercooling has an obvious increase in the energy and exergy efficiency compared to the basic gas turbine cycle cogeneration. It is further shown that the first-law efficiency, power to heat ratio and exergy efficiency of the cogeneration cycle significantly vary with the change in overall pressure ratio and turbine inlet temperature but the change in process heat pressure shows small variation in these parameters.     

Exergy analysis of a cogeneration plant using coal gasification and solid oxide fuel cell

This paper presents exergy analysis of a conceptualized combined cogeneration plant that employs pressurized oxygen blown coal gasifier and high‐temperature, high‐pressure solid oxide fuel cell (SOFC) in the topping cycle and a bottoming steam cogeneration cycle. Useful heat is supplied by the pass‐out steam from the steam turbine and also by the steam raised separately in an evaporator placed in the heat recovery steam generator (HRSG). Exergy analysis shows that major part of plant exergy destruction takes place in gasifier and SOFC while considerable losses are also attributed to gas cooler, combustion chamber and HRSG. Exergy losses are found to decrease with increasing pressure ratio across the gas turbine for all of these components except the gas cooler. The fuel cell operating temperature influences the performance of the equipment placed downstream of SOFC. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Exergy analyses and parametric optimizations for different cogeneration power plants in cement industry

The cement production is an energy intensive industry with energy typically accounting for 50–60% of the production costs. In order to recover waste heat from the preheater exhaust and clinker cooler exhaust gases in cement plant, single flash steam cycle, dual-pressure steam cycle, organic Rankine cycle (ORC) and the Kalina cycle are used for cogeneration in cement plant. The exergy analysis for each cogeneration system is examined, and a parameter optimization for each cogeneration system is achieved by means of genetic algorithm (GA) to reach the maximum exergy efficiency. The optimum performances for different cogeneration systems are compared under the same condition. The results show that the exergy losses in turbine, condenser, and heat recovery vapor generator are relatively large, and reducing the exergy losses of these components could improve the performance of the cogeneration system. Compared with other systems, the Kalina cycle could achieve the best performance in cement plant.