燃煤电站与光伏余热辅助胺法脱碳系统集成

为应对全球变暖问题,对现有燃煤电站进行碳捕集改造以及大力发展清洁能源势在必行。化学吸收法在碳捕集技术中发展最为成熟,但其再生能耗极高严重影响了燃煤电站自身的发电效率,因此有学者提出通过清洁能源辅助碳捕集的利用方式,其中光热辅助碳捕集应用最为广泛,但该利用方式未发挥单一光热的利用潜力。通过利用聚光光伏发电过程中产生的大量低品位废热辅助碳捕集可以提高光伏系统效率同时对低品位废热进行了有效利用。基于此构思了聚光光伏-光伏余热直接辅助碳捕集的新系统,建立了聚光砷化镓-余热辅助胺法脱碳的能量转化模型,验证了聚光光伏余热在质和量上都具有直接辅助胺法脱碳的潜力,依据热耗灵敏度分析优化了胺法脱碳系统关键参数,其最低热耗可达3.7 GJ/t,分析了电池工作温度及辐照强度对系统碳捕集性能以及光电效率的影响规律,确定了电池最优工作温度为140℃。将新系统集成于典型600 MW燃煤电站,并与参比系统比较可得:相较于单一燃煤碳捕集,电站发电效率提升6.01个百分点,同时增加光伏发电185.2 MW;相较于单一光伏发电,光伏发电量降低15.79 MW,但占接收太阳能60%的余热得到了有效利用,可实现CO_(2)捕集461.75 t/h。新系统在典型日的光伏日均发电为61.8 MW,日均碳捕集量为155.6 t/h,为实现年碳捕集保证率达80%以上,需要约4 km^(2)以上的聚光面积。新系统利用光伏余热代替了原本从电站低压缸抽汽,消除了碳捕集对电站的能源惩罚,同时将高品位的太阳能转化为电,并对低品位的光伏余热进行对口利用。系统最终实现了太阳能的高效利用以及化石能源的并行清洁利用。

太阳能聚光光伏-余热碳捕集利用方式分析

燃煤电站碳捕集是缓解全球温室效应的重要举措。燃煤电站燃烧后碳捕集技术的设备安装在电站尾部,改造、集成较为方便,但捕集过程能耗极高,单纯依靠电厂自身供能严重影响发电效率。在砷化镓聚光光伏电池的转化过程中存在大量余热,且余热温度大于钾基碳捕集热源温度,具有驱动钾基碳捕集反应的潜力。本研究提出了聚光光伏-余热碳捕集的光伏光热综合利用方式,建立聚光砷化镓-余热钾基碳捕集的能量转化模型,分析了光伏发电温度及辐照度对光伏发电及碳捕集性能的影响规律。将其集成于某600 MW亚临界燃煤电站:相较于单一燃煤碳捕集系统,集成系统发电效率提升6.56百分点,总发电量提升约50%;相较于单一光伏发电系统,集成系统的光伏发电效率降低4.49百分点,但额外增加碳捕集量380.82 t/h。本研究提出的余热利用方式缩小了碳捕集能耗对燃煤电站发电效率的影响,实现了太阳能在发电及碳减排上的双效利用,为太阳能高效梯级利用提供了新思路。

基于镁基燃煤烟气碳捕集的太阳能-燃煤互补发电系统设计

燃煤等化石能源电站CO_(2)排放量巨大,开展燃煤电站碳减排是实现双碳目标的必经之路。碱金属基固体吸收剂捕集CO_(2)具有再生能耗低、选择性高等优点。但依靠电站自身能量实现碳捕集,能效代价巨大,对此提出利用槽式太阳能集热驱动镁基碳捕集再生,避免燃煤发电单一碳捕集的效能损失,同时将碳酸化放热替代电厂抽汽加热给水,提升发电量。基于某典型燃煤电站开展系统设计及分析,计算设计系统引入槽式太阳能和碳捕集系统带来的增发功率,比较设计系统、单一燃煤碳捕集系统及参比系统的总出功。结果表明,相比单一燃煤碳捕集系统,设计系统避免了46.4 MW发电功率损失,同时借助碳酸化放热,发电功率提升了46.2 MW。设计系统较单一燃煤碳捕集和单一光热发电的简单叠加系统发电功率增加了44 MW,实现了1+1>2的集成效果。典型日分析下考虑1 d中太阳直射辐射强度的变化,设计系统可通过调控碳捕集过程避免辐照过高/过低对系统稳定运行的影响,典型日下系统平均碳捕集量达135.6 t/h,增发功率达23.2 MW/h,实现了系统的变工况高效运行。设计系统避免了电站自身碳捕集带来的效能损失,提高了发电量,实现了太阳能高效利用和化石能源清洁利用,为可再生能源与化石能源的互补低碳高效利用提供思路。

槽式太阳能聚光集热-燃煤发电碳捕集系统研究

燃煤电站已成为我国最大的CO2排放源,开展燃煤电站碳减排是我国2060年前实现碳中和的必经之路。相较于其他碳捕集技术,钾基固体吸收剂捕集CO2具有捕集效率高、反应能耗低等优势,但过高的再生能耗会大幅影响燃煤电站性能。槽式太阳能聚光集热的聚光温度可满足钾基固体吸收剂再生反应的要求,由此建立了槽式太阳能集热辅助燃煤发电碳捕集耦合系统。通过建立槽式太阳能聚光集热模型及碳捕集反应模型,获取了聚光集热温度、集热工质流量等关键参数对系统综合性能的影响规律。将该系统集成于某330 MW燃煤电站,系统性能分析结果表明:相较于单一燃煤碳捕集系统,该系统设计条件下汽轮机出力增加29.85 MW,综合发电效率提升10.3%;采用优化运行方案后,典型日的全天碳捕集量增至312.96 t,日均能量利用率相对提高15.84%。

新时代加强学生党员队伍建设的途径探索

新时代党面临新形势新挑战,对高校学生党员队伍提出了更高期待与更严格要求。当前,学生党员队伍快速扩大的同时也面临一些新问题。根据高校学生党员现存的特点,提出拓宽党建宣传渠道、创新教育培训载体、丰富党员实践途径等多重维度,建立健全党建工作长效机制,着力提升学生党员质量。