考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统多能协同优化

工业园区是典型的复杂能源系统,通过利用多能源之间的耦合机制,实现多能互补,可显著提升其经济效益与能源利用率。为此,文中针对工业园区提出了一种考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统多能协同优化模型。首先,介绍工厂综合能源系统架构,再对综合能源系统中的能量生产设备、能量转换设备以及能量存储设备进行独立建模。基于此,以日运行费用最低为优化目标,在冷热电功率平衡约束以及设备物理约束下,采用混合整数线性规划法对模型进行求解。所提模型遵循"品位对口,梯级利用"的科学用能思想,按热品位高低进行能量梯级利用,实现工业生产流程与设备运行参数的综合优化。算例分析表明,所提的优化调度策略更契合工程的实际需求,可降低工业用户的运行费用。     

烟气余热能量的梯级增效机制在集中供热系统的技术研究

在"碳达峰,碳中和"的目标下,以及城市供热面积递增的形势下,火电厂的发展正面临着巨大的挑战,降低汽轮发电机组热耗率和提升热网系统的供热能力,对火力发电厂的发展具有重要意义.在现有研究的基础上,根据"温度对口,梯级利用"的原则,以某电厂2×660 MW超超临界燃煤机组为算例,在THA工况、TRL工况、额定供热工况下,将烟...     

利用余热能发电系统的设计

最近,能源危机迫使工程技术人员考虑降低工业中的电耗以及热能消耗,由于节约人量电力相当困难,所以,他们设法利用余热发电来回收余热。本文根据化工工艺系统中热源和热用户之间的关系,讨论余热发电回收余热的可能性。在解决这样一些问题中,出现了以下困难:最大发电量的计算、郎肯循环的适宜工质和工质温度的确定等。本推荐方法可通过利用温焓图来解决上述问题。因此,它具有一个优点,即能够借助采用相同图解的综合方法、设计在动力设备中带有换热器的末级热交换网路。     

烟囱余热发电系统

从工业烟囱中采集废热进行发电的系统，可以显著提高发电站的效率，并使含碳废物及有毒气体污染物的排放大大降低。     

基于平衡原理的热电联产系统能量梯级利用

结合热力学第一、第二定律,阐述了小型工业汽轮机引入热电联产系统的基本特性,并以某热电厂为例,给出了小型工业汽轮机驱动给水泵及供热系统循环泵的能量梯级利用的分析方法.结果表明,合理利用工业汽轮机驱动给水泵及循环水泵使循环的尽可能地得到利用,有利于热电厂的能量转换和提高电厂的经济性.     

基于双循环的余热余压梯级利用系统

针对有机朗肯循环(ORC)余热利用时无法有效利用余压的问题,构建了双循环余热余压梯级利用系统.先用开式水蒸气朗肯循环对余压进行利用,再用ORC进行余热利用.通过系统建模,对不同有机工质下系统的各项性能指标进行了分析.结果表明,随着蒸发温度的上升,虽然ORC发电量会升高,但系统总发电量会下降.热源的余压越高,双循环系统的...     

小型热电厂热电联产系统中的能量梯级利用

在小型热电厂热电联产系统中,重视引入能量梯级利用的方法,可以显著降低厂用电率和提高热效率。同时,提出了能量梯级利用的几种实用技术。实际应用结果表明,其经济效果显著。     

余热余压空气梯级利用的双涡流管有机朗肯循环综合性能分析与优化

为充分利用工业生产中的余热余压空气能量,同时降低ORC系统冷凝热损失,该文提出一种双涡流管ORC系统(ORC coupled with double vortex tubes,DVT-ORC)。利用热源涡流管将放热后的余热余压空气分离成冷、热空气,冷空气用于工质冷却,热空气作为二级蒸发器的热源且换热后其余压用于驱动气动增压泵;利用工质涡流管将透平乏气分离成冷、热气流,热气流经气动增压泵升压再循环,冷气流进入空气冷却器冷却。以150℃、0.6 MPa的空气为初始热源,R245fa为工质,建立热力与经济的多目标优化模型,分析双涡流管冷流比和透平排气压力对系统综合性能的影响;采用遗传算法进行优化,确定系统最优工况。结果表明：当热源涡流管冷流比大于0.3时,DVT-ORC输出功大于基本ORC输出功,工质涡流管与空气冷却器的(火用)损失之和较基本ORC系统冷凝器的(火用)损失最大可减小1 240.32 kW,单位电力生产成本较低,DVT-ORC系统热力性与经济性提升。系统最佳运行工况在透平排气压力为0.300 7 MPa、工质涡流管冷流比为0.873 8、热源涡流管冷流比为0.894 2时,对应...     

电站锅炉尾部烟气余热回收与梯级利用系统特性分析

燃煤电站锅炉实际运行排烟温度一般在130~150 ℃,进一步回收烟气余热有利于降低发电煤耗,减少污染物排放。针对电站锅炉尾部不同位置烟气参数不同的情况,设计了安装在空气预热器后及湿法脱硫装置后的两级热交换器余热回收系统,并结合330 MW燃煤电站锅炉,分析了不同负荷下,两级热交换器的换热量、冷凝水量、两侧介质静压差及发电标准煤耗降低值的变化情况,同时监测了二级热交换器前后烟气中固体颗粒物含量。结果表明：一级热交换器的换热量明显高于二级热交换器,烟气中水分主要在二级热交换器冷凝;标准煤耗降低值高达3.09 g/（kW·h）;同时烟气经过二级热交换器后固体颗粒物含量明显降低。为燃煤电站锅炉尾部烟气余热回收利用提供了参考。     

烧结旋冷机余热梯级发电技术研究

余热发电技术是工业余热最佳的科学转换方案和节能减排方式。该文基于烧结矿显热回收技术和场协同理论及分段回收梯级利用方法,研发了螺旋式冷却机、多进气余热锅炉装置和烧结旋冷机梯级发电新工艺系统。并以唐钢烧结环冷机余热回收系统设计参数为基础,对研发的新工艺与唐钢原工艺进行热经济性对比分析。计算表明,在工况II条件下,烧结旋冷机梯级发电新工艺余热资源回收率达82.06%,余热锅炉效率达56.5%,吨矿发电量达27.3kW h,分别比烧结环冷机余热发电原工艺提高了22.06个百分点、2.8个百分点和5.6kW h。研究表明,先进的换热设备和科学的工艺系统配置是提高烧结矿显热高效回收效率的关键所在。该文研究结果为中低品位余热高效回收装备及工艺的研发提供了思路及方案。     

烧结矿冷却余热发电系统主蒸汽参数的优化

总结了国内外烧结矿冷却余热发电技术及烧结余热资源的特性,并据此建立了烧结矿冷却余热发电系统热力学模型,分析了主蒸汽参数与余热发电系统最大发电能力的关系,以及影响系统发电功率的主要因素,得出了最佳主蒸汽参数。     

离岸微型综合能源系统多目标随机规划

离岸微型综合能源系统与海洋工程的生产工艺环节结合紧密,并独立运行。因此,如何在克服生产工艺环节或外界环境不确定性影响的同时,尽可能减少CO_2的排放,并尽量节省成本是其规划的难点。文中从综合能源系统优化规划的角度,根据能源集线器的思想,建立离岸微型综合能源系统的电-热-CO_2耦合模型,构建以总成本最小、CO_2排放量最少为目标,以电、热网络平衡等条件为约束,并考虑生产工艺环节和外界环境不确定性影响的多目标随机规划模型,进而利用多目标进化算法求解该模型,实现兼顾成本与环保的离岸微型综合能源系统多目标优化规划。通过海上油气平台群及全电舰船的微型综合能源系统的优化规划,验证了所提方法的可行性与有效性。     

含余热回收装置及压缩式热泵的垃圾焚烧电厂能效优化

垃圾焚烧电厂能源利用效率较低,经处理后的烟气含有大量余热未加以利用.为利用烟气中所含余热,考虑加装烟气余热回收装置提取烟气中的余热,并利用压缩式热泵将提取的能量进行转移,与热电联产机组一同供热.建立了含余热回收装置和压缩式热泵的垃圾焚烧电厂热电联产能效优化模型.模型以余热回收装置回收烟气余热量作为约束,压缩式热泵产热量...     

风力发电系统中储能容量的优化配置

在风力发电系统中,合理地规划配置储能系统的容量对于风力发电产业的长远发展具有非常重要的意义。首先建立了电池储能系统的模型,提出一种基于该类储能系统的容量优化配置策略,并在此基础上将电池储能系统的全生命周期成本作为储能容量的优化目标,建立了以发电系统能量缺失率等运行指标为约束条件的储能容量优化模型,运用粒子群算法对该复杂优化配置模型进行求解计算。通过对算例系统的求解,验证了所建模型和算法的正确性和有效性,同时也为风力发电系统中储能单元的容量优化提供了参考。     

输电管道余热利用装置设计及数值计算

新型输电管道在传输电能时,导体部分因损耗而发热,若能将该热量利用,加热导热介质,可对外供暖,因此,需要开发一种装置,在不影响输电管道正常工作的前提下,利用热量并对外供暖。文中以合理利用输电管道导体的发热量为目标,以保证装置的绝缘强度为基础,以方便与输电管道的连接为考虑,设计一套用于输电管道的余热利用装置;文中介绍了装置的具体结构和各部分的作用,并对装置的工作原理和与输电管道的连接方案做了说明。为了研究余热利用装置的绝缘和温升情况,建立了相应的余热利用装置模型,对模型的电场和温度场进行了计算分析,结果表明,装置的绝缘部分最大电场强度为1.86 kV/mm,小于绝缘介质的绝缘强度;装置内热交换层的温度在60~80℃间,达到了国家供暖的温度要求;计算结果为余热利用装置设计合理性和实用性提供了依据。     

基于物质-能量流解析的海上微综合能源系统风险评估

海上微综合能源系统是海洋油气工程的基础。为合理评估其运行风险,保证海洋资源安全开发,提出基于物质-能量流解析的海上微综合能源系统风险评估方案。通过对关键设备采用包含多因素的两状态马尔可夫模型,描述其运行-停运状态,同时引入风险影响因子,构建风险出力模型,解析出力设备在风险下的物质-能量转换关系;并提出基于广义能量-物质流模型的风险传递模型,从物质-能量流动的角度刻画风险在系统中的动态行为。此外,针对系统结构及运行特点,设计了相应的风险指标及评估流程。以渤海某海上油气平台为实例进行仿真实验,验证了所提模型及方法的有效性和合理性。     

基于生物质热电混合供能的城镇综合能源双层优化

生物质发电相当于小型火电,单独发电时效率低,且现有研究对含生物质热电联产机组系统的优化调度关注较少。针对上述问题,提出了适用于城镇综合能源系统的多种新能源高效消纳的综合能源运行双层优化方法。通过补燃设备调整热天然气和生物质电联产机组的运行状态,建立可补燃生物质热电联产运行模型;研究了多个可补燃热电联产机组的联合控制,分别以综合供能费用和能源利用效率作为上下层优化目标,同时对热电联产机组间的能源分配调度和各热电联产机组内部运行状态进行优化,构建包含光伏生物质和天然气在内的区域能量枢纽双层优化模型。算例验证了可补燃的生物质热电混合供能对提高系统能效、降低供能费用的设计目标。     

分布式能源系统中燃气轮机热电联产运行方式的优化

为协调热电联产中热、电负荷的变化,解决热电供需不平衡问题,对分布式能源系统中燃气轮机热电联产的运行方式进行了优化。在传统"以电定热"和"以热定电"两种运行方式的基础上,提出通过添加辅助设备的方式来补充热电联产的运行方式。通过对优化前、后联产系统的总热效率进行的计算,验证了该方法的合理性,并对热电联产子系统的运行方式提出了建议。