基于燃机余热和地热能的联合发电系统优化设计及热力性能分析

设计了一种超临界二氧化碳(S-CO_(2))再压缩系统与地热双闪蒸系统相结合的新型燃机余热利用联合发电系统。基于所建联合系统参数优化模型,应用遗传算法计算分析了联合系统内部参数和边界参数对最大输出功和燃机余热利用率的影响。结果表明:通过系统参数优化,联合系统实现了余热在2个子系统中的合理分配,加深了燃机余热的进一步利用;当一级闪蒸压力取99.89 kPa、二级闪蒸压力取29.4 kPa、S-CO_(2)质量流量取22.68 kg/s、分流比取0.3085时,联合系统最大净输出功达到6.402 MW,对应余热效率为67.9%;当一级闪蒸压力在90~115 kPa、二级闪蒸压力在25~35 kPa时,联合系统均可实现较高的净输出功,与最佳值的相对偏差在0.8%以内;随着S-CO_(2)流量或分流比逐渐增大,联合系统的净输出功均呈现先增大后减小的规律;联合系统的最大净输出功随S-CO_(2)透平进口压力的增大而增加,随S-CO_(2)透平出口压力和预冷器出口温度的增大而减小。

二次再热燃煤-捕碳-制甲醇系统集成设计与优化

针对碳捕集电厂的高能耗及CO_(2)的后续利用问题,设计了一种二次再热燃煤-捕碳-制甲醇一体化系统。以某1000 MW超超临界二次再热机组为例,采用动态自适应粒子群优化算法对所提系统参数进行优化计算,分析了碳捕集率和光电制氢成本等因素对系统性能的影响。结果表明:当碳捕集率为90%时,一体化系统的热效率相比燃煤-捕碳机组提高了6.62%,CO_(2)排放强度降低了4.45 g/(kW·h),净收益提高了33.42亿元;当碳捕集率在40%~90%内变化时,一体化系统的热效率能够稳定保持在49%以上;随着未来光电制氢成本的下降,一体化系统的净收益将显著提升。

可调节双介质外混式喷嘴雾化特性的数值模拟

以采用蒸汽工质的某双介质喷嘴为研究对象,通过构建离散相模型,开展不同工况下的喷嘴雾化数值模拟计算,研究不同蒸汽入口压力与不同针阀开度对喷嘴雾化特性的影响。结果表明:雾化液滴的空间分布受喷嘴非对称进气结构的影响,在滚筒腔体内呈现非对称分布;雾化液滴粒径随空间位置变化显著,在雾化范围外部的液滴粒径最大,在雾化空间内部液滴粒径较小,约为1μm;随着蒸汽入口压力的增大,雾化液滴平均粒径减小;随着气液相对速度的增大,液滴最大粒径与平均粒径均减小,雾化效果显著改善。

某600MW汽轮机低压末级排汽通道耦合流动三维数值模拟及其结构优化

利用计算流体软件基于Spalart-Allmaras单方程模型分别对600MW机组的排汽缸、凝汽器喉部和两者耦合的排汽通道进行三维数值模拟,以便更加清晰地了解排汽通道的整体流场,并对排汽通道进行合理优化改造。计算结果表明,单独结构模拟结果与排汽通道耦合模拟的结果存在很大差异,主要体现在流场和压力损失上。在有进口漩流的模型中,蒸汽流场分布不对称,因此,不能为简化而采用1/2模型进行研究。针对排汽通道内流场分布,在排汽缸拱顶处加装导流挡板和在扩压管处加装分流板,能有效改善通道内的流场。

基于动态自适应粒子群算法的二次再热燃煤–捕碳机组热力系统优化设计

为了降低化学吸收法捕集CO_2对燃煤–捕碳机组热经济性的削弱作用,以某660MW二次再热机组为例,设计了一种带捕碳汽轮机的改进二次再热燃煤–捕碳热力系统集成型式;推导了该系统的通用性热经济性计算框架并建立了系统参数优化模型。应用动态自适应粒子群算法优化计算表明:改进设计的燃煤–捕碳机组与常规燃煤–捕碳机组相比,热经济性和减排效果明显提高,供电标准煤耗率下降了12.21g/(kW×h),CO_2排放率下降了4.07g/(kW×h);与未捕碳机组相比,CO_2排放率下降了576.15g/(kW×h)。捕碳汽轮机可以有效减少热力系统的损失,对二次再热燃煤–捕碳机组具有显著的降耗效应。

基于改进动态自适应粒子群优化算法的汽轮机组给水回热分配优化方法

为了便捷、准确地实现给水在回热加热器中的焓升分配优化,构建了基于粒子群优化(PSO)算法的汽轮机组给水回热分配通用计算模型,对基于进化状态的自适应粒子群算法中的聚集度描述进行了改进,并应用改进算法对某1 000MW汽轮机组给水回热分配进行优化计算.结果表明:改进算法具有良好的收敛能力和求解精度,优化后的机组循环热效率比原设计值相对提高了0.23%;该方法简捷、易实现且通用性强.

1000MW超超临界二次再热机组外置式蒸汽冷却器布置方式研究

以某1 000 MW超超临界二次再热机组为例,利用单耗分析方法,计算了单级串联、双级串联、双级并联3种外置式蒸汽冷却器的布置方式对机组能耗的影响,得到了外置式蒸汽冷却器的最佳布置方式和热力系统中各设备单耗的变化规律,并分析了最佳布置方式下机组单耗随负荷的变化趋势.结果表明:外置式蒸汽冷却器可以提高给水温度,减少锅炉的不可逆损失,这是机组单耗降低的主要原因;采用单级时,布置于第2级的效果最佳,可使机组单耗降低0.632g/(kW·h);采用双级时,布置于第2、第4级的串联方式效果最佳,可使机组单耗降低1.122g/(kW·h);随着负荷的降低,双级串联外置式蒸汽冷却器的降耗效应略有下降.

耦合末级的1000MW汽轮机排汽通道数值模拟

排汽通道流场的好坏直接影响凝汽器的换热性能和机组的安全经济性。利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件,综合考虑汽轮机末级、排汽缸和凝汽器喉部三者之间的相互影响,对某1000MW机组进行了汽轮机末级和排汽通道的整体耦合研究,并与部分耦合时的计算结果进行对比,以便清晰地了解排汽通道的真实流场。针对排汽通道流场分布特点,通过装设多组导流板对排汽通道流场进行合理改善。计算结果表明:在排汽通道流场和气动性能方面,整体耦合与部分耦合的模拟结果存在较大的差异;加装导流板后,排汽通道流场得到明显改善,在100%工况下,发电机侧排汽通道的压损减小了191.83Pa,出口处汽流的均匀性系数增大了9.26%。

基于自适应粒子群算法的燃煤-捕碳机组热力系统优化设计

以某1 000 MW超超临界燃煤机组为例,提出了一种新型燃煤-捕碳机组热力系统设计方案,建立了该方案下机组的热经济性计算框架及回热系统参数优化模型,并引入自适应粒子群算法进行优化计算.结果表明:新设计燃煤-捕碳机组的热经济性显著改善,循环热效率比捕碳改造机组相对提高10.7%;自适应粒子群算法收敛快、稳定性好,其优化结果明显优于其他方法,能够适用于燃煤-捕碳机组的热力系统优化设计.

1000MW机组凝汽器水侧胶球清洗三维数值模拟及结构优化

以某1000MW机组凝汽器为研究对象,应用Fluent软件对投运胶球清洗系统时的水室流场和胶球运动轨迹进行了数值模拟.结果表明:胶球的运动轨迹在水室内变化很大,部分管束区的胶球出现汇集,造成管束不通畅,影响了对管束的清洗效果;通过在入口管板上加装弧形凸起扣板,胶球在管束内分布变得均匀;当凸起扣板厚度取0.15m时,凝汽器的总体传热系数可以提高约4.4%.

吸收式热泵辅助的太阳能-地热多联产系统4E研究

为实现在有限地热资源条件下,通过改变运行策略调整冷热电比例以满足用户需求,提出了一种多热泵辅助低温地热能的冷、热、电三联供系统(CCHP)。从热效率、[火用]效率、[火用]经济性成本和二氧化碳减排量4个角度对系统进行了性能分析。结果表明:该系统在有限地热供给条件下,通过调整热泵组的运行方式,可以灵活调配用户的冷、热、电需求;在设计制冷工况下,系统热效率和[火用]效率分别为37.7%和12.15%;在设计供热工况下,系统热效率和[火用]效率分别为53.44%和40.68%,[火用]经济性分析表明制冷水成本为1.98元/(kW·h),供热水成本为0.81元/(kW·h);与传统燃气锅炉相比,在环境友好程度上,设计制冷与供热工况每吨地热水可减排二氧化碳量分别为7.5 kg/h和11.6 kg/h。

基于PSO的光煤互补机组回热系统优化设计

对采用DSG槽式太阳集热器的光煤互补机组,建立回热系统与太阳集热器协同优化模型。以某600 MW光煤互补机组为例,引入粒子群算法(PSO)进行优化设计,对不同集成方案的机组发电成本进行计算分析。结果表明:粒子群算法收敛快、稳定性好,能适用于光煤互补机组回热系统优化,优化后的机组循环热效率较优化前均有不同程度提高;太阳集热器入口水源引自给水泵,出口蒸汽取代第2段抽汽的方案在优化后的混合发电成本最低,节能效果最优。

杂种小叶杨叶片外植体离体再生体系的建立

为了开发新的小叶杨基因保存技术并提高其抗病虫害能力,以杂种小叶杨(Populus simonii Carr.×P.deltoides cv.‘Shanhaiguanensis’)无性系的叶片作为外植体,研究了杂种无性系的的离体培养及叶片再生体系,探讨了不同激素组合对杂种无性系不定芽的诱导、分化以及生根的影响。结果表明:最适于杂种小叶杨叶片分化的培养基是MS+0.1mg/L6-BA+0.04mg/L NAA+0.005mg/LTDZ,不定芽分化率和平均分化芽芽数分别达到最高的90%和6.8,芽长为2.14cm;最佳生根培养基为1/2MS+0.1mg/LIBA,生根率达90%。最后将这些再生植株成功驯化并移栽到温室。10mg/L的卡那霉素可以抑制杂种小叶杨的诱导分化,20mg/L的卡那霉素可以抑制杂种小叶杨不定芽的生根。本研究结果将有助于小叶杨抗病虫害等方面的遗传转化及相关研究,同时也将为小叶杨基因库的保存提供重要技术支撑。

凝汽器内空气积聚对真空的影响

空气在凝汽器内积聚可以从传热和空气分压力两个方面对凝汽器真空造成双重影响。对凝汽器建立数学模型。具体实例仿真计算表明,随着空气浓度的变化,在不同的空气浓度阶段,两种影响因素对凝汽器压力具有不同的作用程度。

除氧器和给水泵汽轮机汽源与汽轮机抽汽口的协同优化

回热系统是全厂热力系统的核心,它对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。优化回热系统是提高火电机组热经济性的重要手段之一。以汽轮机通流级结构为基础,通过级数组合寻优的方式建立了除氧器、小机汽源和汽轮机抽汽口协同优化模型。以某600 MW汽轮机组为例,验证了该模型的准确性;计算分析了除氧器和小汽轮机汽源对机组热经济性的影响,得到了除氧器和小机汽源在不同位置组合下的多种回热系统优化方案。结果表明,当未对汽轮机抽汽口优化时,仅优化除氧器和小机汽源,可使机组标准煤耗率降低约0.780 69 g/kW·h;当对除氧器、小机汽源和汽轮机抽汽口协同优化时,可使机组标准煤耗率降低约0.933 42 g/kW·h。该方法对回热系统优化设计具有一定参考价值。

细胞周期抑制剂治疗肿瘤的进展

细胞周期是细胞生命活动的基本过程,它控制着细胞从静止期转向生长增殖期。细胞周期蛋白依赖激酶(Cdks)和细胞周期蛋白(Cyclins)是整个细胞周期调控机制中的核心分子。细胞周期调控异常与细胞癌变密切相关,90%以上的肿瘤,尤其是胶质瘤和软组织肉瘤中Cdks都有过度表达。进一步分析指出,Cdks和Cyclins被作为治疗肿瘤的关键靶点,它们受抑制时能导致肿瘤细胞的死亡,抑制Cdks还能阻滞Cyclins转录。Ⅰ期临床研究提示,细胞周期素蛋白激酶抑制剂(CDKIs)有较高的安全性;Ⅱ期临床研究提示,CDKIs联合细胞毒性化疗药物作用肿瘤细胞有更好的前景,且CDKIs的使用剂量和时间顺序决定着其最佳使用效果。本文阐述了Cdks和Cyclins在肿瘤细胞周期中的表达,对Flavopiridol、Indisulam、AZD5438、SNS-032(BMS-387032)、Bryostatin-1、PD 0332991等CDKIs在肿瘤靶向性治疗中的研究作一综述。

基于粒子群算法的二次再热机组参数优化分析

针对二次再热超超临界机组,建立了热力系统参数优化模型。以某660MW机组为例,应用粒子群算法,计算分析了给水焓升分配、给水温度、再热压力、回热级数和主蒸汽参数对提高机组热经济性的贡献。结果表明:通过热力系统接口参数优化,机组热效率仍有较大的提升潜力;二次再热压力比一次再热压力对机组热效率的影响更大;选择增加低压加热器对机组热效率的提升效果更显著;最佳给水温度主要随初压的升高而升高,主蒸汽温度和再热蒸汽温度对最佳给水温度的作用趋势相反。

空气浓度对凝汽器压力影响的计算模型

基于凝结换热理论和理想气体状态方程,分析了空气浓度对凝汽器内传热和分压力的影响,建立了空气浓度对凝汽器压力影响的数学模型。对某300MW机组凝汽器的计算结果表明,空气浓度的变化对凝汽器压力有双重作用。凝汽器压力随空气浓度的增加先迅速上升,随后增幅逐渐缓和,到一定程度后近似呈线性关系。在不同的空气浓度阶段,传热和空气分压力这两种因素对凝汽器压力具有不同的影响程度。

空气浓度对凝汽器压力影响的研究与分析

国内许多发电厂存在真空系统严密性差或抽气系统出力不足等问题,从而引起凝汽器内空气浓度增加。因此,分析空气浓度对凝汽器压力的影响,对凝汽设备的运行、抽气设备的设计选型和电厂节能都具有重要意义。基于凝结换热理论和理想气体状态方程,分析了空气浓度对凝汽器内传热和分压力的影响,建立了空气浓度对凝汽器压力影响的数学模型。对某300MW机组凝汽器的计算结果表明,凝汽器压力随空气浓度的增加先迅速上升,随后增幅逐渐缓和,到一定程度后近似呈线性关系;在不同的空气浓度阶段,传热和空气分压力对凝汽器压力具有不同的影响程度。

抽汽压损影响火电机组热经济性的计算分析

抽汽压损是一种不明显的热力损失,对热经济性的影响与其大小、抽汽压力、热力系统的结构等因素有关。应用等效焓降方法和热力系统状态方程,经过严格的数学推导,构建了抽汽压损对热经济性影响的数学模型,该模型具有通用性强、适于程序化的特点。以600MW机组为例进行了算例分析,方便快捷地计算出各级抽汽压损对机组热经济性的影响,并分析其影响规律。