新型燃气-氨水蒸汽功冷联供联合循环

基于能的梯级利用原理及氨水工质系统的能量利用特性,将产功与制冷有机结合,提出一种由燃气轮机循环和氨水工质功冷联供循环组成的新型燃气-氨水蒸汽功冷联供联合循环。在系统能量输入及主要参数相同的前提下,将新循环与由常规燃气-蒸汽联合循环和氨吸收式制冷循环组成的功冷联供联合循环进行模拟计算比较,发现新循环的功、冷输出均有增加,热效率和火用效率分别相对提高了6.3%和1.9%。通过火用平衡分析,揭示了新循环的系统性能提高的主要原因在于加热、排烟过程火用损失的大幅减小,证明采用氨水作为底循环工质是将常规燃气-蒸汽联合循环发展为功冷联供循环,提高系统性能的有效措施。

氨水工质浓度可调型功冷联供循环

本文提出一个新型氨水工质功冷联供循环,由氨水Rankine子循环和氨吸收式制冷子循环通过吸收、分离及换热过程耦合而成,可采用燃气轮机排烟等中低温热源驱动.通过设置分流、吸收式冷凝实现系统内氨水工质浓度变换,兼顾动力子循环加热蒸发和冷凝过程不同的浓度需求,达到改善换热过程匹配和提高透平作功能力的目的.计算表明,当透平进气温度为450℃时,循环热效率达25%～28%。(火用)效率达45%～53%;且存在最佳分流比使热效率及(火用)效率达到最佳.

基于卡琳娜循环的功冷联供系统热力学分析

在传统卡琳娜动力循环基础上,可以增加一个喷射制冷过程进一步利用工质的余压余热能,从而提出一种基于卡琳娜循环的新型功冷联供系统。运用数值求解方程式EES(engineering equation solver)编程计算,分析蒸发压力、和冷凝温度的改变对系统中引射系数及复合系统性能的影响,从热效率、?效率和折合效率3个评价指标对复合系统性能进行综合评价。通过数据分析得出:随着蒸发压力升高,蒸发器吸热量逐渐减小,存在一个最佳的蒸发压力使净输出功达到最大,约为2.6 MPa,但其和引射系数与制冷量及各评价指标成正相关关系;冷凝温度与系统蒸发器吸热量、净输出功、制冷量、引射系数和各评价指标均成负相关关系。结果表明在较高的蒸发压力和较低的冷凝温度下,各评价指标较优。

一种低温余热驱动的新型功冷联供系统

为了充分利用低温余热,提出了一种以氨水为工质的新型功冷联供复合循环系统,该系统以Goswami循环为基础,耦合了氨吸收/喷射式制冷方式。该新型功冷联供系统可显著提高Goswami循环的制冷能力,在改变分流比时,还能实现系统输出冷功比连续可调。通过热力学建模对系统进行模拟计算,结果表明,在给定工况下该新型功冷联供系统的联供热效率为12.16%,联供？效率为19.05%,系统？损失主要集中在换热器、精馏器、锅炉这3个部件。分析了吸收器温度、循环压力、锅炉出口氨蒸气温度、分流比这些关键参数对联供系统输出功、制冷量、联供热效率以及联供？效率的影响。

并联型功冷联供卡林纳循环性能分析

对一种新型并联型可调功冷比例的卡林纳循环在制冰时段的性能进行了模拟计算及分析,在第一回热器中增加了换热面,引入第二回热器出口稀溶液参与对基本溶液的加热,分析了循环工作浓度、分流比、锅炉泡点处端差、过热度等参数对循环性能的影响。结果表明:随着锅炉泡点处端差的增加,循环的分流比范围逐渐增大;当端差由20 K增大为60 K时,循环最小分流比范围可以从0.518~1.000扩展为0.383~1.000,此时循环所输出的最大制冷量从315.4 kW增大为489.7 kW,但动力回收效率有所降低。

三种基于ORC的功冷联供系统循环性能的比较

以单压、双压并联和双压串联三种基于ORC的功冷联供系统为研究对象,以最大净输出功率为最优化目标函数,采用粒子群优化算法对这三种系统进行了优化,其中双压串联系统表现出了更优异的热力学性能和经济性能。计算结果表明:当制冷量为15kW时,三种系统性能随热源进口温度变化趋势具有一致性,系统净输出功率均随热源进口温度的升高而升高,SUCP呈相反的趋势,系统热效率和?效率都呈先上升后减小的趋势。当热源进口温度为433.15k时,三种系统SUCP和系统热效率皆随限定制冷量的增加而增加,净输出功率和系统?效率呈相反的趋势。

双压抽气补气式功冷联供系统研究

提出一种可实现制冷发电的双压抽气补气式功冷联供系统。建立了系统热力学模型,基于MATLAB编写其性能仿真程序,在给定工况下可获得净输出功-23.154kW,系统制冷量-34.117kW,系统热效率为-19.46%,?效率为-35.6%,系统?分析结果显示:喷射器、高低压蒸汽发生器、蒸发器、冷凝器以及透平五个部件的?损较高。在多工况运行条件下研究该系统性能,发现通过配置不同的发生温度和抽气率,系统可达到不同的制冷量和功量。对系统进行经济性分析发现,抽气率为-0.45,热效率和?效率达到最优。而系统的的经济性需结合其成本与输出功联合考虑。

基于SOFC的功冷联供系统热力学特性分析

为提高固体燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的能源综合利用效率,提出一种基于SOFC循环、燃气轮机和吸收式制冷机的功冷联供系统。建立联供系统的热力学模型,给出设计工况下的热力学参数,对联供系统进行模拟分析。结果表明,在设计工况下,燃料电池发电效率、联供系统总发电效率和功冷联供效率分别为46.81%、54.53%和72.24%。燃料电池进口温度为620℃时,联供系统取得最大总发电效率和功冷联供效率,分别为54.66%和72.42%;在燃料电池进口温度为600℃时,联供系统输出制冷量最多。

基于SOFC的新型功冷联供系统热力性能分析

为提高固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的系统效率、降低碳捕集能耗,提出了一种基于SOFC、有机朗肯循环和功冷联供循环的系统,并利用制冷量液化回收CO_(2)。通过Aspen Plus软件搭建联供系统模型,并在设计工况下,探究了SOFC运行压力、电流密度、燃料利用率、汽碳比对系统热力性能影响。结果显示,SOFC发电效率为46.19%、系统总发电效率为72.47%、功冷联供效率为85.48%,与使用三级压缩液化CO_(2)相比,总效率提升1.74%。当SOFC运行压力为0.7 MPa,系统总发电效率最高,为72.48%;当电流密度增至极限电流密度6000 A/m^(2),电压极化损失增幅变大,对电池产生负面影响;燃料利用率为0.85时,SOFC发电效率达到最佳值46.19%;汽碳比对整个系统影响较小,但存在最佳汽碳比值3,使系统效率及功冷联供效率最大,分别为72.49%和85.70%。

氨水功冷正逆耦合循环的经济性分析

本文对一氨水功冷正逆耦合循环进行了经济性分析,该循环采用分流吸收系统对关键流股浓度、流量进行调节,满足了不同热力过程的不同浓度需求,联产后系统热力性能大为改善。本文考察基础循环工况下联产系统总投资、产品成本和回收期,与同等规模分产系统进行对比。结论如下:发电量约700 kW、制冷量约200 kW时系统总投资700多万元,回收期约4.5年,经济性良好;相对分产系统,节能近20%,总成本降低约15%,充分显示出联产优越性。参数敏感性分析表明电价对联产系统回收期的影响最大。