新型超临界二氧化碳分流再压缩一次再热燃煤发电系统设计优化

基于基准300 MW超临界二氧化碳(S-CO2)分流再压缩一次再热布雷顿循环,提出了一种利用冷却器工质余热预热空气的新型S-CO2布雷顿循环系统。通过计算新系统与基准系统的能耗分布,揭示了新系统煤耗降低的原因,并进行了初步经济性分析。结果表明:新系统附加煤耗中锅炉占比最大,达81.72%,其次为冷却器;与基准系统相比,新系统可有效降低发电标准煤耗率,当空气预热器入口温度加热至80℃时,新系统可节煤4.53 g/(kW·h),且静态投资回收期为6.98年,新系统发电标准煤耗率降低主要是由于冷却器和锅炉附加煤耗减少。     

超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环多目标优化

建立超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环多目标优化模型,研究分流系数、循环压比、主压缩机吸气压力和膨胀机入口温度对系统性能的影响规律,并进行综合评价.结果表明:随着分流系数的增大,多目标函数先增大后减小,同时分流系数具有最优值;随着主压缩机吸气压力的增加,多目标函数和系统热效率均降低;膨胀机入口温度越高,多目标函数越小;4个...     

超临界二氧化碳再压缩循环发电系统安全控制试验研究EI北大核心CSCD

为了获得超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide power,S-CO_(2))再压缩发电系统运行特性和安全保护规律,该文对一个基于膨胀–发电–压缩一体化高速发电机组的300kW超临界二氧化碳再压缩循环发电系统开展了安全保护控制的试验研究。结果表明,通过对高低压侧联通阀开度的控制、0~10%的小流量范围内水流量的精确调节可实现两台并联压缩机的安全稳定运行。启动过程中机组推力随着系统压力的提高快速升高,引起机组安全运行风险;通过调节叶片背腔压力,降低转速、旁通阀开度和压缩机入口温度可以实现推力水平的有效控制。紧急停车过程中,控制主压缩机入口压力的升高幅度是控制机组推力升高幅度的关键。试验结果表明,所提出的安全保护策略的有效性,对于再压缩循环系统的安全保护策略设计具有参考意义。     

超临界二氧化碳再压间冷分流光热发电系统性能仿真分析

为提高基于光热的超临界二氧化碳（S-CO₂）循环发电效率,提出了1种改进的再压间冷分流循环发电方案。通过建立热力学模型对系统进行参数优化,在循环效率最大和熔融盐出口温度为290 ℃ 2种情况下,将该方案与传统再压缩循环方案进行了效率和系统总热导对比。计算结果表明:相较于再压缩循环方案,改进方案的效率提高了1%,总热导增加了4%;降低熔融盐出口温度可以减小系统总热导;当熔融盐出口温度限定为290 ℃时,再压间冷分流方案的效率降低至36%,系统总热导降低了10%。该结果可为塔式光热发电系统的设计和参数选择提供参考。     

超临界二氧化碳发电系统自启停控制技术方案

自启停控制技术可有效提升发电系统启停阶段的自动化水平、运行安全性和经济效益。基于典型的超临界二氧化碳发电系统,首先分析了自启停控制技术设计思路,然后提出了一种新的自启停控制技术体系框架,并进一步设计了自启停控制技术研究方案。所设计的研究方案可为系统自启停控制技术应用提供指导,且可以为同类型发电系统自启停控制技术研究提供参考。     

超临界二氧化碳部分冷却布雷顿循环参数优化

针对一级再热超临界二氧化碳部分冷却布雷顿循环建立循环热力学模型,分析循环关键参数对循环热效率的影响。结果表明:最佳再热压力的最佳值约为第一级透平的0.5倍;在给定条件下,使压缩机入口参数接近于临界值、减小夹点温差、提高透平入口温度、提高压缩机效率和透平效率都可以提高循环热效率;透平效率对循环热效率的影响大于压缩机效率对循环热效率的影响。     

基于超临界CO_2布雷顿再压缩循环的塔式太阳能光热系统关键参数的研究

建立了超临界CO_2再压缩布雷顿循环模型,对基于超临界CO_2再压缩布雷顿循环的塔式太阳能光热系统的吸热器效率、吸热面积、镜场面积、供能比率等参数和指标进行了研究。结果表明:布雷顿循环效率随着涡轮机入口温度的升高而提高;随着涡轮机入口温度的升高,吸热器效率降低,镜场效率提高,全厂效率呈现先上升再下降的趋势,在750℃左右达到最大;涡轮机入口温度从500到800℃,吸热器的吸热面积减小了21.7%,镜场面积也减小22.2%;基于超临界CO_2循环的塔式太阳能光热系统在夏至日光热系统供能比率最高,能到达50%,在冬至日光热系统供能比率最低,只有27.4%,平均供能比率在39.7%左右;典型日的逐时吸热器和全厂效率是先升后降的曲线,夏至日白天的全厂平均效率略高于春分和秋分0.8个百分点;冬至日的效率低于春分和秋分5.5个百分点;4个典型日的平均效率在20.36%左右。     

超临界二氧化碳燃煤发电系统低温余热回收的技术经济性优化

现有超临界二氧化碳(S-CO₂)燃煤发电系统锅炉排烟温度为120℃左右。通过系统优化降低锅炉排烟温度,有望进一步提高燃煤发电系统效率和烟气除尘效率。为此,本文以1 000 MW S-CO₂燃煤发电系统为例,通过回热系统、烟气冷却系统和空气预热系统的耦合优化,提出了带有低温烟气余热回收系统的改进构型;建立了热力学和技术经济性分析模型,以技术经济性最优对构型进行了优化分析。结果表明:采用烟道旁路、低温省煤器及主压缩机中间冷却的改进构型4,可将排烟温度降低至约95℃,与基础构型相比,可提高锅炉效率1.5%,提高电厂效率1.45%。通过分析燃料成本和运行时间对度电成本的影响,证明改进构型4的度电成本最低,经济性效果最好。     

超临界二氧化碳燃煤发电系统热力性能分析

基于热力学第一、第二定律,针对超临界二氧化碳(S-CO₂)再压缩循环、再压缩再热循环、部分冷却循环、部分冷却再热循环燃煤发电系统,采用MATLAB软件分别进行参数计算与分析。随后分别讨论了分流系数,主压缩机出口、入口压力对系统循环效率、各设备及系统?效率的影响,并对4种循环系统进行了对比分析。结果表明：不同循环布局下或同一循环布局,不同运行参数下,循环效率随相同参数的变化规律不同;分流系数存在使循环效率、?效率达到最高的最优值,主压缩机出口、入口压力与分流系数对循环效率的影响存在耦合关系;对于不同参数变化,系统?效率主要受不同设备?效率的影响;再热可提高系统循环效率和?效率,有部分冷却的循环对参数变化敏感度相对较低。     

采用压缩储能的新型超临界二氧化碳布雷顿循环塔式太阳能热发电系统性能分析

基于超临界二氧化碳（S-CO2）布雷顿循环的特点,提出一种新型的采用压缩CO2储能 的S-CO2布雷顿循环塔式太阳能热发电系统。该系统利用多余的太阳能将处于临界点附近的CO2压缩至高压状态,在夜间利用燃气锅炉燃烧天然气加热高压的CO2,使其进入透平做功,带动发电机发电。通过Ebsilon软件分别建立采用熔盐储热和采用压缩CO2储能的塔式太阳能热发电系统模型,并优化底循环工质,得出最佳效率条件下的运行参数。在此基础上,分析典型日运行工况,计算2个系统的热经济性。结果表明,在储热时长为8 h的情况下,相比熔盐储热系统,新型的采用压缩CO2储能的太阳能热发电系统夏至日日均效率提升0.31%,冬至日日均效率提升0.97%,具有较好的应用前景。     

一种改进的超临界二氧化碳燃煤发电系统及其(火用)分析

常规超临界二氧化碳燃煤发电系统缺乏快速精确的锅炉气温控制方法,锅炉热效率和?效率较低。对此,提出了1种改进的一次再热分流再压缩超临界二氧化碳燃煤发电系统。采用Aspen Plus建立了原系统和改进系统的稳态模型,对2种系统进行了详细的?分析对比研究。此外,还对新系统的锅炉喷气减温方法的调温特性进行了研究。结果表明:与原系统相比,新系统的锅炉?效率和系统?效率分别为53.41%和48.24%,分别增加了2.76百分点和2.32百分点,提高均很显著;新系统中一次气和二次气2级喷气减温点A1和A2、B1和B2的气温调节范围分别为0~16.96 ℃、0~19.44 ℃、0~19.43 ℃和0~21.03 ℃,能够满足锅炉工质温度快速精确调节的要求。     

塔槽耦合光热系统镜场效率研究

太阳能光热发电技术能量输出稳定,可用于电网调峰,是太阳能高效利用的重要方式。其中,塔式光热发电技术的集热储热温度高,系统发电效率高,具有很大的发展潜力。但由于余弦效率的影响,当塔式镜场容量超过一定限值时,镜场效率会随着镜场容量增大而降低,而槽式光热发电技术不受余弦效率影响且几乎与容量无关。因此,提出塔槽耦合的集热方案,并利用MATLAB软件对100 MW塔槽耦合光热发电系统进行光学效率仿真研究。结果表明:在总集热量不变的情况下,塔槽耦合光热系统年均光学效率达到50.65%,比单纯塔式镜场提高3.04百分点;当塔高为260 m时镜场效率比180 m时提高2.52百分点,同时塔与槽的镜场面积比从2.35降低至2.22;针对不同纬度和容量的塔槽耦合系统,提出了塔槽耦合镜场的适用范围,以期为新型太阳能光热发电系统的设计提供参考。     

集成余热回收的超临界二氧化碳燃煤发电系统研究

锅炉排烟余热和冷端余热回收利用对提高超临界二氧化碳（S-CO2）燃煤发电系统发电效率具有重要意义。为此,本文提出一种集成排烟和冷端余热回收的S-CO2燃煤发电系统,并对该系统与常规S-CO2燃煤发电系统进行对比分析。结果表明:相比常规系统,集成排烟和冷端余热回收的S-CO2燃煤发电系统通过回收排烟余热和冷端余热,可使系统发电效率提高0.56%,发电标准煤耗率降低3.00 g/(kW·h);该系统可回收2.8 MW冷端耗散?,并有效降低锅炉传热?损7.3 MW,降低排烟?耗散4.9 MW,使得锅炉?效率提高0.65%,最终使系统?效率提高0.51%。     

超临界二氧化碳太阳能热发电系统中集热蓄热颗粒及其性质研究现状

超临界二氧化碳（S-CO₂）太阳能热发电技术需要集热蓄热介质的工作温度能够达到1 000 ℃以上,以有效提升太阳能热发电效率和降低太阳能热发电成本。固体颗粒可作为集热蓄热工作介质应用于高温环境,其性质和筛选研究对于发展S-CO₂太阳能热发电技术至关重要。本文综述了近年来应用于太阳能热发电领域的各种集热蓄热颗粒及其性能研究,包括颗粒的光学性能、热物理性能、热稳定性和抗磨损性,进而总结和展望了集热蓄热颗粒的研究重点,指出目前缺乏对固体颗粒性能的全面分析研究,对颗粒表面改性以及通过添加颜料来制备高吸收率的粒子是新的研究热点,国内对于颗粒比热容的研究温度较低（800 ℃以下）,需进一步加强颗粒比热容和导热系数的热循环稳定性研究,以及考虑颗粒磨损和失效导致的寿命缩短及颗粒不同性质导致的综合成本研究。     

采用超临界二氧化碳动力循环回收燃气轮机排气余热的系统优化研究

采用超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环回收燃气轮机排气余热可以提高系统性能,增加系统灵活性,减小系统体积.为此,本文采用遗传算法,以Taurus 60燃气轮机排气为热源对4种S-CO2动力循环构型进行优化.结果 表明,采用高、低温2级加热器布置的循环构型4输出净功最高,为3.20 MW,和单独的燃气轮机相比,可使系统...     

采用爪式发动机的新型太阳能热发电系统

提出了一种采用爪式发动机的新型反射塔底式太阳能集热式发电系统,设计了该发电系统的结构和流程。分析了该发电系统在不同压缩比和集热温度下有回热和无回热两种情况下的循环效率。结果表明:发动机包括2级爪式压缩机和两级爪式膨胀机,将其同轴串联,具有干式无油、结构紧凑、自动平衡轴向力等优点;有回热的爪式发动机发电循环适用于压缩比较低、集热温度较高的应用场合,而无回热的发电循环适应于压缩比较高、集热温度较低的应用场合。     

太阳能辅助燃煤热发电系统优化设计

为了克服两相流带来传热效果恶化以及避免流体分层现象,将疏水扩容器引入太阳能集热系统(DSG)代替汽水分离器.将DSG与300 MW燃煤机组进行集成,给出了使DSG预热段及过热段仅为工质水及汽单相流的集热系统预热段、过热段的长度计算模型,以及蒸汽流量控制模型,以保证DSG出口蒸汽参数对应于所代替的燃煤机组汽轮机抽汽参数.同时,给出了DSG出口蒸汽代替300 MW燃煤机组汽轮机前5段抽汽的5种设计方案,对各方案的热经济性进行了计算分析,认为新设计的DSG出口蒸汽取代燃煤机组汽轮机第3段抽汽的热电转换率最高(0.324),集成方案最优.