基于有机朗肯循环的低温太阳能发电系统工质的选择

有机朗肯循环系统利用低沸点的有机物作为工质推动透平做功,在低品位热能的利用方面更有优势.循环工质的选择是影响有机朗肯循环系统性能的关键因素之一.本文针对集热温度120℃,蒸发温度在100℃以下的低温太阳能有机朗肯循环系统进行了工质的研究分析,选择R245fa,R123,R236fa,R113,R245ca,R600,R601 7种工质,以工质的热效率、火用效率及系统不可逆损失为评价指标,利用Matlab和PERPROP软件对候选工质的各热力参数进行了比较.结果表明:低温太阳能有机朗肯循环发电系统的选用R123作为循环工质时具有较高的热效率和火用效率,且系统总不可逆损失较低,适合作为蒸发温度100℃以下的低温有机朗肯循环系统的循环工质.     

以LNG为冷源的跨临界有机工质联合循环发电系统工质选择与参数分析

为提高液化天然气的利用效率,构建以液化天然气为冷源的跨临界有机朗肯循环-布雷顿循环联合发电系统.综合考虑工质的热物性和安全性等因素,筛选出10种综合性能较好的有机工质进行分析,并研究关键热力参数对工质流量、蒸汽轮机输出功、热效率和火用效率的影响.结果表明:提高蒸汽轮机入口压力和温度,降低冷凝温度可提高系统的火用效率;在给定运行工况下,工质临界温度越高,则系统性能越好;具有最高临界温度的有机工质R245fa的综合性能最好,系统的热效率和火用效率分别可达到53.07%和33.59%;冷凝器的火用损失占系统总火用损失的主要部分,因此减少该部件的不可逆损失是提高系统能量利用效率的关键.     

三种中低温余热蒸汽发电系统的比较研究

建立了150~350℃中低温余热蒸汽低沸点有机工质联合循环(S-ORC)发电系统数学模型.比较了相同热源条件下,水蒸气朗肯循环(SRC)、有机朗肯循环(ORC)及S-ORC三种发电系统的热效率、效率、运行压力、发电量.结果表明:150~210℃热源条件下,ORC有着最高的热效率、效率和发电量;210~350℃热源条件下,S-ORC的各项性能有优势,其热效率和效率均高于SRC和ORC发电系统.     

CO_2-H_2O双循环燃煤发电系统仿真研究

为了提高燃煤发电效率,基于已运行的燃煤机组,提出一种煤基CO_2-H_2O双循环联合发电系统,开展了双循环联合发电系统的概念设计并构建了双循环联合发电系统的仿真模型。首先对煤基超临界CO_2布雷顿再压缩循环、CO_2-H_2O双循环背压式以及双循环凝汽式方案进行热力仿真计算和分析论证,优选出最优双循环组合方案;然后对双循环系统(凝汽式)进行敏感性分析,研究了冷凝器出口温度和排气压力对双循环系统的总循环效率的影响;最后结合冷凝器出口温度的变化探讨了双循环(凝汽式)联合发电系统的运行模式。结果表明:CO_2-H_2O双循环系统(凝汽式)方案热经济性最优;随着冷凝器出口温度的升高,双循环系统的效率逐渐下降,并且随着排气压力的降低,循环效率受冷凝器出口温度的影响越明显;当冷凝器出口温度低于排气压力对应的饱和温度时,双循环系统应开启下位循环,联合机组以双循环系统模式运行,反之则关闭下位循环,联合机组以凝汽式机组模式运行。     

中国部分城市太阳能蒸汽热发电系统性能分析

以饱和蒸汽循环太阳能热发电系统为研究对象,对太阳能热电系统进行了理论-模型-模拟的一体化研究.根据中国30个省会城市的气象数据,模拟运行了所设计的槽式热发电系统,计算了所设计的各地热发电系统全年的运行情况,分析了系统总效率随昼夜、季节、年度以及纬度的变化,探讨了不同常规能源作为太阳能补充时的经济性.研究结果表明:电站整体有效工作时间以及全年总发电量是选择太阳能热发电站地址的主要考虑因素,此外,无烟煤以及天然气资源可作为不同情况下备选的常规能源,以提高太阳能热发电站的整体性能.     

船载GT-sCO2双布雷顿联合循环经济分析与多目标优化

为了进一步提高船载动力系统中燃气轮机的效率且降低能源消耗与经济成本，本文对由燃气轮机循环与超临界二氧化碳循环组成的双布雷顿联合循环系统GT-sCO₂进行了热力性能与经济性能的分析与优化。对拟建系统进行了■经济分析，选取6个决策变量并研究参数对■效率和单位电力成本两个目标函数的影响。采用基于非支配排序遗传算法的多目标优化方法，对联合循环进行优化以获得最优的系统参数。结果表明，在设计工况下，相对于单一的燃气轮机循环，GT-sCO₂联合循环净功率增加了29.44%,■效率提高了29.21%,单位电力成本降低了6.2%,联合循环从热力性能和经济性能上都具有明显优势。联合循环各部件的■损失之和约占总输入■的31.66%,■损失成本占总成本的69.85%,需要优化关键部件的热力参数以提高循环的■经济性。通过控制变量进行的参数研究结果表明，系统■效率及单位电力成本具有不同决策变量的最优值。多目标优化获得联合系统最佳的■效率为48.44%,最佳的单位电力成本为0.292 6元/(kW·h),循环的净输出功率为42 804 kW。本文从热力性和经济性的角度为船...     

PG9171E型燃气—蒸汽联合循环机组余热锅炉的控制和运行

本文介绍了PG9171E型燃气—蒸汽联合循环机组余热锅炉的结构和系统特点,重点给出了汽包、除氧器水位控制、蒸汽温度、压力控制,最后针对机组的实际运行特点,提出了运行中应注意的问题。如热态启动时余热锅炉汽包的水位问题、变工况热力特点、燃气轮机负荷升速率对余热锅炉的影响。     

190MW联合循环机组热经济性分析

结合马来西亚沙巴RPII 190MW联合循环电站机组的实际运行数据,阐述联合循环机组热经济性分析的一般方法,从燃机热力性能参数,压气机系统．燃烧系统、蹋轮系统部件的结构和性能;锅炉漏风,循环方式;汽轮机缸效率、阀门节流损失、工质泄漏．凝汽器压力以及机组负荷和运行方式等主要因素着手对机组热经济性进行分析,提出相应的节能措施。     

高效规模化太阳能热发电的基础研究

太阳能热发电技术以其生命周期排碳低、电价低和对电网冲击小等优势,近十年发展迅猛,2006年以来全球已签订购电容量3 200 MW。国家发改委的《可再生能源中长期发展规划》及科技部的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》均将其列为重点和优先发展方向。该研究团队从前期承担的MW级太阳能热发电技术及系统示范的863重点项目实施中,深刻认识到制约发展的主要技术障碍是:聚光成本高,在不稳定太阳辐照下的系统光学效率和热功转换效率低。为此提出以下研究思路和目标:以构建光、热、功间的内部关联机制为牵引,以探索光能到热能高效输运与转换的时空协同规律为主线,以关键材料创新与能量高效转换相耦合为突破口,同时关注热发电与生态环境作用机制,完善和发展太阳能热发电理论。并结合正在进行的863项目,对新原理、新方法和新材料进行实证。期望通过本研究的实施在未来5年将平均发电成本降低30%。     

煤气化循环发电系统的主要组成及特点

煤气化联合循环(IGCC)发电技术是将高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与煤气化技术相结合,既有高效的发电效率,又环保节能,同时还可以组成多联产系统等优点,是一种先进的发电技术,受到了世界各国的高度重视。本文概述了IGCC发电系统的组成、优缺点,指出IGCC发电技术系统的复杂化以及造价成本偏高是影响IGCC发电站推广的主要因素。煤气化联合循环(In-tegrated Gasification Combined Cycle,IGCC)发电技术是指煤在气化炉内和氧气、水蒸气反应产生粗煤气,再经过净化装置对粗煤气进行脱硫、脱硝、除尘等其它大气污染物,将粗煤气变为洁净的气体燃料,燃烧后推动燃气轮机进行发电,并且将高温粗煤气、烟气和水进行热交换,在废热锅炉内产生高温高压水蒸汽推动蒸汽轮机发电,这不仅提高了煤的利用效率,还具有优良的环保性能,为煤的洁净燃烧带来了光明。因此,煤气化联合循环发电技术被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。     

基于超临界CO_2布雷顿循环的塔式太阳能集热发电系统

为了提高太阳能热发电系统的性能,建立了以熔融盐为传热介质、再压缩式超临界CO2布雷顿(SCO2)循环为动力循环的塔式太阳能集热发电系统的分析模型,分析了定日镜、腔式吸热器、再压缩式SCO2发电系统3个子系统的性能,并研究了太阳辐射强度和采用不同底循环的SCO2发电系统对整个电站性能的影响,最后对采用不同类型的蒸汽动力循环和SCO2循环为动力子系统的5种塔式太阳能集热发电系统进行了对比。结果显示:吸热器的能量损失率最小,但损失率最大;随着太阳辐射强度增大,吸热器和整个电站的热效率和效率均增大;采用有机朗肯循环和跨临CO2(TCO2)循环作为底循环对SCO2发电系统进行余热回收,可提高整个电站的热效率,并且SCO2-TCO2循环具有更高的热效率;相同条件下,不同的SCO2循环均比蒸汽动力循环具有更高的热效率和效率,其中基于SCO2-TCO2的塔式太阳能电站热效率最高。     

APGC燃机与燃料电池复合发电系统性能分析

基于新型环境压力下吸热燃气轮机循环APGC(ambient pressure gas turbine cycle),提出了APGC燃气轮机和常压固体氧化物燃料电池(SOFC)组成的复合发电系统.利用商业软件Aspen plus,建立了APGC燃气动力装置以及常压SOFC的数值分析模型.以西门子公司生产的120 kW燃料电池结构及设计参数作为分析基础,探索了APGC燃气轮机和SOFC组成的常压SOFC/APGC复合发电系统的性能.研究结果表明:复合装置的发电效率可以达到66.5%,显示出复合发电性能的优势.     

一种聚光光伏/光热混合发电系统的能量分析(英文)

为了提高聚光光伏系统的能量利用效率,本文提出了一种新型的聚光光伏/光热混合发电系统.该系统主要由带有蒸发冷却装置的聚光光伏模块、光热接收器和有机朗肯循环组成.液体有机工质在冷却聚光光伏模块时吸热蒸发,而后流经外围低聚光光热接收器时加热成为过热蒸汽,最终经由有机朗肯循环发电.针对该混合发电系统,本文提出了稳态模型,并进行了系统能量分析.结果表明利用聚光光伏模块外围的低聚光能量可以有效产生较高温度的过热蒸汽.当聚光比为500倍时,该系统可以将整体光电转换效率从传统的聚光光伏电池的28.4%显著提高到44%.因此,该混合发电系统为太阳能的更高效率发电提供了新的发展方向.     

太阳能热气流发电系统流道优化研究

基于相对压力概念,构建了太阳能热气流发电系统新数学模型,并对西班牙太阳能热气流电站模型进行数值模拟,分析了其流场和温度场,并据此对原始模型进行优化.计算结果表明:通过对发电系统集热棚出口和烟囱进口的局部流道进行优化,使烟囱进口处局部流速增大约14%,温度场更加均匀,相对压力减小约50%,提高了系统做功能力和能量转换效率,同时减上蒂统能量损失.数值模拟结果为太阳能热气流发电系统的设计和应用提供理论依据.     

如何采用煤气化联合循环发电(IGCC)技术

整体煤气化联合循环(IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle)发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成,即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置),第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下:煤经气化成为中低热值煤气,经过净化,除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧,加热气体工质以驱动燃气透平作功,燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来,既有高发电效率,又有极好的环保性能,是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下,IGCC发电的净效率可达43%～45%,今后可望达到更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10,脱硫效率可达99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右。(目前国家二氧化硫为1200mg/Nm3),氮氧化物排放只有常规电站的15%￣20%,...     

太阳能热发电过程的多模型控制策略

太阳能热发电技术是将太阳能首先转化为热能,再利用热能发电的技术,是对太阳能的高品位利用。文中总结了太阳能热发电系统的结构和原理,分析了不同情况下太阳能热发电的运行模式和热发电系统中的控制难点问题,进而提出了多模型控制策略,并与传统的单内模控制策略进行仿真对比,验证了多模型控制策略对时变不确定对象有很好的控制效果。     

一种低温太阳能热发电循环系统的理论分析

提出一种可以有效利用太阳能来生产电力同时也提供一定热能或热水的动力系统。该系统基于有机朗肯循环,采用低沸点工质作为循环工质。选用R245fa(五氟丙烷)为工质,针对该系统在理想循环与实际循环下的性能进行对比分析,分析膨胀机进口压力、膨胀机进口温度和过热度等对系统性能产生影响的一些关键因素,并对循环系统中是否带回热器对性能的影响进行对比分析。对设定输出功率为2 kW的系统进行分析。研究结果表明:膨胀机进口温度(压力)越高,系统的循环效率越高,而过热度需要综合考虑设置在合理范围内。     

不可逆热变换器的基本优化关系及其应用

提出不可逆热变换器循环模型，导出其泵热率与泵热系数间的优化关系，并将它应用于太阳能热泵系统，确定了系统的总性能系数及太阳能集热器的最佳工作温度．     

试论我国太阳能热发电技术的发展

太阳能热发电是利用聚光器将太阳辐射能汇聚,通过热功循环来发电的技术。目前太阳能热发电有条件逐步成为担当基础电力负荷的新能源,成为我国新能源的重点发展对象。对太阳能热发电技术的主要类型和工作原理进行了阐述,分析了国内太阳能热发电技术的发展现状,简单指出了国内太阳能热发电存在的问题,尝试着给出了几点建议。最后,展望了国内太阳能热发电产业的发展前景。     

太阳能吸附式制冷装置中集热系统的研究

针对吸附式制冷装置及太阳能集热器的特点,提出了一种适用于连续制冷吸附式制冷装置的太阳能集热系统。该集热系统可根据太阳辐射强度的变化,采取不同的运行模式。建立了采用该集热系统的连续制冷吸附式制冷装置数学模型,数值模拟了连续制冷吸附式制冷装置一天中不同时段在不同运行模式下的热力性能。计算结果表明,该太阳能集热系统可有效地提高吸附剂解吸温度及单位集热面积的制冷功率,实现太阳能的高效利用。