大型磁流体—蒸汽动力联合循环效率的计算

本文介绍了以重油和煤为燃料的大型磁流体—蒸汽发电联合循环效率的计算结果,分析了燃煤和燃重油磁流体发电的差异,并与国外有关计算进行了比较,指出用预热空气为氧化剂的百万瓩级MHD—蒸汽发电联合循环效率均可达50％以上。强调燃煤磁流体发电是大幅度提高煤利用效率的一条现实途径。     

一种有发展前途的添加剂

本文论述了磁流体发电机所需添加剂的选择条件。通过理论分析和实验研究,对将锂盐生产工业中的废液——混合碱用作今后大功率磁流体—蒸汽联合循环电站的添加剂的可能性进行了初步探讨,为今后磁流体发电实用电厂寻找到一种有发展前途的添加剂。     

磁流体发电通道参数和结构设计

在建立磁流体发电通道数学模型的基础上,利用磁流体发电通道一维程序进行分析计算,在燃烧室热力状态确定的情况下,讨论了发电通道入口参数的选择,合理选择了通道入口参数.经过计算分析选用等马赫数来设计发电通道的结构,计算出通道的型线,采用分段逼近的方法拟合出分段法拉第直线型通道,取得20 8%的焓取出率.     

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。     

电气体发电中有热添加的喷管流动及热力循环分析

为了提高电气体发电循环的热效率,在有回热的布雷顿循环基础上,对喷管中膨胀的气体进行加热,使循环过程尽量接近Ericsson循环。用CFD数值模拟的方法研究了有热添加的喷管流动,并分析了喷管加热对循环热效率的影响,提出了一种可以提高电气体发电循环热效率的方法。计算和分析结果表明:定热流加热条件下,延长喷管渐缩段和增大入口高度能有效提高喷管流体速度和温度;受边界层的限制,壁面加热方式对主流区域影响不大,而内热源加热方式在主流区域效果明显;将壁面和内热源加热方式结合能够有效地将热量添加到喷管气流中,并能提高循环热效率。     

喉部面积对盘式磁流体发电机性能影响分析

盘式磁流体发电机因其热效率高、功率密度大等优点在空间探测等领域受到了研究学者的广泛关注。在盘式通道中,喷嘴喉部对通道内等离子体具有加速和电离作用,是整个发电系统的关键部件之一。喷嘴喉部面积的变化会改变发电通道中磁流体流动特性及等离子体电离特性,进而影响发电机性能。本文通过非平衡准一维数值模拟分析了喷嘴喉部面积对盘式磁流体发电机性能影响。结果表明：适宜的喷嘴喉部面积可以使发电通道等离子体维持在较高的马赫数下,电子温度适中,电导率较高,可以提高非平衡等离子体电离的稳定性,使发电机具有更高的性能,获得高焓提取率及等熵效率。     

SAGD循环预热水平段注汽参数规律

SAGD循环预热效果是影响SAGD开发技术的一项重要因素,循环预热水平段与油层直接接触,循环预热过程中由于注汽参数选取不匹配易造成水平段加热不均匀,针对该问题提出以蒸汽返回某点时蒸汽干度大于等于0为目标的水平段注汽参数优化方案。以现场实际管柱结构、油藏特点为基础,建立水平段循环预热流动传热数学模型,采用差分法对模型进行编程求解,分析蒸汽压力、干度、散热量等参数沿程分布规律,对比不同注汽速度、注汽干度组合对预热效果的影响。并得到加热均匀和经济有效的SAGD水平段循环预热最优参数图版。结果表明:循环预热阶段,沿程压降、温降主要发生在长油管中,在环空中蒸汽主要消耗汽化潜热加热油层;注汽流速越小、干度越低越有利于环空与油层换热。     

稠油油藏双水平井SAGD生产电预热模型

双水平井SAGD技术的预热方式有两种:蒸汽循环预热和电加热。与蒸汽循环预热方法相比,地层的非均质性对电加热方法影响较小。电加热能够比较均匀地预热近井周围地层,降低稠油黏度提高流动能力,保证蒸汽顺利注入地层。建立了双水平井SAGD电预热模型,并对模型进行求解。针对SAGD独特的布井方式,利用叠加原理处理多井干扰问题;并且对变功率注入的情况进行了分析。利用该模型可以求得任意时刻地层中各点温度分布;同时,给定加热功率和原油被加热的温度可以确定预热的时间研究结果表明,在总的注入热量保持不变的情况下,预热过程中逐步增加热功率可以获得最佳的预热效果。     

双水平井超稠油SAGD循环预热启动优化研究

蒸汽辅助重力泄油是开发超稠油的一项前沿技术,其启动技术主要有蒸汽吞吐预热启动和循环预热启动。相对于蒸汽吞吐,注蒸汽循环预热启动吸汽加热均匀,启动平稳,但是配套循环预热管柱结构复杂,预热参数优化困难,循环预热机理仍需进一步研究。运用离散化井筒模型,对双水平井SAGD启动的三个阶段循环预热、压差对流、转入SAGD进行了优化设计,得到了合理的循环预热注汽速度、注汽干度、注汽环空压力、注汽压差产生时机和压差大小,为下步SAGD先导试验的顺利实施提供了可靠的依据。     

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.     

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%,...     

在磁流体—蒸汽动力联合循环中采用流态化锅炉的试验研究

本文综述了国内外对磁流体—蒸汽动力联合循环中蒸汽锅炉研究的概况,认为如何解决含添加剂的烟气在1200—800℃的温度区域内粘结和堵塞受热面的问题是研制磁流体—蒸汽电厂蒸汽锅炉的关键问题。提出用流态化技术来解决这一关键技术。文章介绍了高温流态化锅炉试验台的主要结构和试验结果。     

联合循环电站主机跳闸保护系统的SIL认证

随着环保形势的严峻,联合循环电站因能大幅度提高火力发电厂热效率,并解决污染问题,所以成为一种很有发展前景的发电技术。汽轮机组容量在不断增大,蒸汽参数越来越高,热力系统越来越复杂。在电站生产运行过程中,设备种类多,工艺复杂,所以要求控制系统不能存在任何安全薄弱环节,一旦系统中的工艺设备和仪表工作失常,就可能造成控制系统故障甚至设备停车,发生高温蒸汽泄漏、爆炸、火灾等事故。主机跳闸保护系统是一种降低生产过程风险的安全保护系统,SIL认证是对主机跳闸保护系统的安全完整性等级进行评估和确认的一种第三方评估、验证和认证。该文结合某海外工程对SIL的认证方法做了介绍。     

空心静叶蒸汽加热除湿传热特性的研究

针对空心静叶蒸汽加热除湿过程中加热蒸汽侧凝结换热、叶片固壁热传导以及主流蒸汽侧沸腾换热的传热特性,开展了平板蒸汽加热除湿实验和一维理论分析。研究了主流蒸汽马赫数和加热温差对传热特性的影响,并基于实验数据拟合了蒸汽加热除湿过程的综合传热系数关联式。研究结果表明,一维理论分析得到的综合传热系数与实验值偏差小于10%,可用于汽轮机空心静叶蒸汽加热除湿的方案设计中。主流蒸汽马赫数的增大有利于叶片外表面的水膜蒸发,从而增大主蒸汽侧的沸腾换热传热系数,马赫数为0.28、0.31时,主流蒸汽沸腾换热的热阻最大;马赫数为0.42时,固壁导热过程的热阻最大。主流马赫数是影响综合传热系数的主要因素,加热温差的影响很小,马赫数为0.42时的综合传热系数达到马赫数为0.28、0.31时的2倍左右。     

朗肯循环海洋温差能发电系统性能理论分析与试验

 针对海洋温差发电系统中效率低的问题,对海洋温差发电朗肯循环进行了理论分析,建立了系统中关键设备数学模型,计算了发电系统循环热效率、净输出功率。通过计算得到：当透平进口气体温度和冷凝温度一定时,循环热效率随透平进口气体压力的增大先升高后降低,且存在最大值。研建了15 kW朗肯循环海洋温差能发电系统并试验验证,得到了在模拟海洋温差下循环热效率随各参数的变化趋势与规律,同时与理论计算结果比较,验证了理论计算结果的可靠性。     

一种新型NG/O_2燃气蒸汽混合工质超临界动力循环

提出了一种以NG/O_2的燃烧产物和给水作为混合工质,集高效发电、调峰、能源存储和二氧化碳捕获等特点于一体的燃气蒸汽混合工质循环(GSMC).低温LNG和液氧通过泵加压后用于CO_2的液化捕集,再经前4级抽汽的过热蒸汽冷却段依次预热后经燃烧器进入燃烧室;循环给水通过回热系统后进入燃烧室的火焰管与外壳之间的环形通道,通过吸热后经喷嘴雾化;燃烧产物和雾化给水混合后进入超临界H_2O/CO_2混合蒸汽透平中膨胀发电.冷凝器分离后的CO_2经多个换热器和2级压缩后被低温LNG和液氧预冷和液化.结果表明,在汽轮机进口参数为40M Pa,800℃和冷凝温度为30℃条件下,发电输出效率为49.2%,扣除了1/4的ASU制氧所消耗的低谷电能后,等效净效率为46.2%.     

采用温差发电-有机朗肯循环联合系统的船舶余热利用实验研究

为了实现具有复杂特性的船舶多种余热的高效回收,提出了一种基于温差发电-有机朗肯循环(TEG-ORC)联合循环的船舶余热梯级利用系统。根据底循环对主机烟气的利用量,定义了TEG/ORC底循环比参数。通过实验研究,探索了在ORC蒸发压力为0.9MPa的工况下,系统输出功率、热效率、多级余热利用量和发电成本等重要性能参数随底循环比的变化规律,并对联合循环系统的性能及其影响规律进行了评估。实验设计了热管强化换热装置用以克服前期研究中发现的TEG底循环热端换热瓶颈。结果表明:3种底循环比(0.369、0.508、0.615)工况下的实验结果与模拟结果基本一致;TEG-ORC联合循环系统更好地利用了多种船舶余热及TEG底循环的冷却散热,提升了余热利用性能和输出功率,使其热效率高于各底循环且发电成本低于各底循环;在TEG/ORC底循环比为0.615时,联合系统输出功率为134.50 W,热效率为6.93%,发电成本为3.32元/(kW·h)。TEG-ORC联合循环可实现船舶多种烟气余热的梯级利用,提高余热利用量,并提升ORC底循环运行的稳定性和安全性。     

磁流体条件下气动热特性研究

运用一种适用于高马赫数、低雷诺数流动条件下的磁流体力学(MHD)计算方法研究气动力/热特性.采用经典Hartmann流动验证计算方法的有效性和准确性,通过布置磁场的分布形式、改变磁场强度研究磁场对磁流体流动的影响,包括对激波的控制作用及对壁面压力和热流密度的影响,进而得到磁流体条件下的气动热加热特性.通过研究,得到以下结论:磁场对流动的影响主要通过无量纲互涉参数体现,给定来流条件的情况下,通过提高电导率或增强磁感应强度都可以起到增强磁场效应的效果;磁场对流场作用主要表现为磁阻滞效果,引入磁场后流场变化更为平缓,随着机体内磁场强度增大,激波的脱体位置不断前移、强度逐渐变弱,飞行器表面压力不断升高、热流逐渐下降.     

余热锅炉典型顺序控制逻辑的研究

该文简要介绍了燃气-蒸汽联合循环电站的控制系统,并以孟加拉西莱特90MW联合循环电站工程为基础,对燃气-蒸汽联合循环电站余热锅炉的主要顺序控制系统进行了详细说明,提出了余热锅炉的典型顺序控制逻辑。     

三压再热汽水系统IGCC的数学模型

整体煤气化燃气 -蒸汽联合循环 (简称 IGCC)是洁净煤转化技术和高效联合循环系统相结合的发电技术。为进行 IGCC的系统理论建模和分析研究 ,以三压再热汽水系统为研究对象 ,组成了整体空分系统 IGCC系统方案 ,建立了气化炉、净化系统、燃气轮机、空分装置、余热锅炉、汽轮机各部件的数学模型 ;对两种方案的设计工况进行了计算。结论是 :整体空分 IGCC系统效率较高、空分装置集成度对于燃气轮机的功率和系统供电效率有很大影响。该研究为我国今后建立 IGCC示范电站做了理论准备工作