考虑氢混燃机动态混氢特性的电-气互联系统优化调度

电–气互联系统是综合能源系统的重要组成部分,燃气机组是其中关键的能源耦合元件,而随着能源系统低碳化转型,燃气机组掺氢燃烧发电的技术应运而生。传统氢混燃机相关研究大多只考虑固定掺氢比运行的情况,并未考虑机组动态调整掺氢比运行的影响。传统电–气互联系统优化调度相关研究主要面向运行经济性,而对计及氢混燃机的能量与备用统一出清鲜有研究。为此,该文提出了一种考虑氢混燃机动态混氢比的电–气互联系统优化调度方法,基于动态混氢特性建立氢混燃机精细化模型,并通过电解水制氢技术为氢混燃机提供氢气来源,配置储氢罐和储气罐作为联合体为系统提供备用;采用二项式松弛方法对氢混燃机耗气流量方程进行线性转化,将原有非凸非线性模型转化为混合整数线性规划模型求解;最后通过仿真验证所提方法的有效性,分析不同场景下系统运行状态,实现了“风电–电解水制氢–氢混燃机”模式下风电消纳潜力的深度挖掘。

考虑碳排放和混合燃烧特性的氢混燃机精细化建模及应用

随着混氢天然气技术发展,氢混燃机成为未来电-混氢天然气城市综合能源系统的关键技术节点。为此,该文分别对混氢天然气网和氢混燃机进行特性分析,并搭建考虑多气体组分混合的混氢天然气网与氢混燃机耦合架构。从多学科信息融合角度出发,采用阿伦尼乌斯方程和系统热力学分别对氢混燃机的碳排放和混合燃烧出力特性精细化建模,并基于实例参考范围验证所提模型的合理性。在此基础上,将氢混燃机模型应用到优化调度中,以系统总运行成本最低为目标函数,计及城市配电网、混氢天然气网以及用户单元内部运行约束,建立电-混氢天然气城市综合能源系统优化调度模型。以耦合混氢天然气系统的某实际城市配电网为算例进行验证,结果表明,基于电转气的天然气网掺氢运输和本地储氢供应均能有效提高电网的可再生能源消纳水平,其风电利用率之差不超过2.12%,但前者的总运行成本比后者少4.31%,能够降低系统总运行成本的同时有效促进用户侧低碳减排。

混氢燃机用GH3536喷嘴的激光选区熔化制备与显微组织调控

采用激光选区熔化(SLM)工艺制备了混氢燃机用GH3536合金喷嘴,并利用OM、SM、EBSD及显微硬度等测试方法研究了固溶处理对混氢燃机GH3536喷嘴的显微组织和力学性能的影响。结果表明:喷嘴沉积态显微组织γ相晶粒内部存在大量柱状和胞状结构,经固溶处理后,形成晶粒大小约48μm的等轴晶。沉积态GH3536喷嘴各个区域显微硬度差异不大,但存在明显的力学性能各向异性。相比〈100〉织构,〈110〉织构使得横截面的显微硬度比纵截面高13.8%。固溶处理后,GH3536喷嘴显微硬度与沉积态相比降低约20%,同时GH3536喷嘴力学性能的各向异性也减弱了。

A review of engine application and fundamental study on turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas

The application and fundamental study on turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas is reviewed in this paper.Discussions include the combustion characteristics of direct injection engine fueled with hydrogen enriched natural gas,visualization study of direct injection combustion of hydrogen enriched natural gas using a constant volume vessel,and the fundamental study of turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas.The effect of additional hydrogen on the combustion process of natural gas engine is investigated from the fundamental view of the interaction between combustion reaction and turbulent flow.