Proposal of a Solar Thermal Power Plant at Low Temperature Using Solar Thermal Collectors

To this day, only two types of solar power plants have been proposed and built: high temperature thermal solar one and photovoltaic one. It is here proposed a new type of solar thermal plant using glass-top flat surface solar collectors, so working at low temperature (i.e., below 100°C). This power plant is aimed at warm countries, i.e., the ones mainly located between -40° and 40° latitude, having available space along their coast. This land based plant, to install on the seashore, is technologically similar to the one used for OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion). This plant, apart from supplying electricity with a much better thermodynamic efficiency than OTEC plants, has the main advantage of providing desalinated water for drinking and irrigation. This plant is designed to generate electricity (and desalinated water) night and day and all year round, by means of hot water storage, with just a variation of the power delivered depending on the season.

基于工业余热与可再生能源耦合的赤峰市低碳供热研究

以赤峰市大温差供热工程实践为例,介绍了赤峰市低碳供热方案的设计理念和实施步骤。从赤峰市供热热源紧缺,城区周边电厂乏汽余热、工业余热和弃风电力转化热量潜力估算,降低一次网回水温度必要性,大温差供热推进和分阶段实施过程,各阶段热平衡等5个方面进行了详细说明。根据规划,至2035年赤峰市中心城区供热热量来源于非供暖季储存弃风电力转化热量和工业余热,以及供暖季工业余热和燃煤调峰电厂热量,单位供热面积的二氧化碳排放强度是现状的1/30。

湿法脱硫后烟气和浆液余热回收技术研究进展

低品位余热高效深度利用是促进燃煤电站进一步节能减排的关键之一,湿法脱硫后的低温饱和湿烟气蕴含大量潜热和水资源,大量脱硫浆液吸收烟气热量后温度升高。烟气与浆液具有巨大的余热利用和水资源回收的潜力,若直接排放烟气,直接排出浆液,不但造成资源浪费,还容易引发“白色烟羽”污染环境。本文以湿法脱硫后饱和湿烟气和脱硫浆液为研究对象,针对目前湿法脱硫技术余热回收效率低、利用难以匹配冷源等困境,总结了国内外针对脱硫后烟气水热回收和浆液余热回收技术及发展方向,研究中针对浆液余热利用仍待发展。其中,直接冷凝烟气和浆液技术和热泵技术成熟,应用广泛;溶液吸收技术能源利用率高,烟气腐蚀性低;烟气膜分离技术、浆液闪蒸、热泵技术清洁环保,回收质量高。直接冷凝烟气、浆液技术和膜分离技术需要进一步提高抗腐蚀性和转换效率;浆液闪蒸、热泵技术能耗较高,吸收式热泵技术仍需寻找高效安全环保无毒的吸收溶液。最后,探讨了目前脱硫浆液余热利用的主要方式及存在问题,回收余热主要用于供暖和电厂内部热利用,以期进一步推动湿法脱硫后烟气与浆液余热回收利用,实现燃煤电站的深度节能减排。

煤矿瓦斯抽采液环真空泵新型降温及余热利用方法研究

瓦斯抽采液环真空泵温度高是导致其运行效率低和使用寿命短的重要原因。基于液环泵无用功耗散理论,定量分析了泵的产热-散热机理,提出了基于低温热泵的瓦斯抽采泵智能降温及余热利用技术,并搭建了工程试验系统,研究了进液温度、工作液流量、环境温度等参数对系统降温效果的影响。以李村煤矿2BEC87型瓦斯抽采泵为试验对象,在吸气负压为-53 kPa、进液流量为10 m3/h时,进液温度可由35℃降至16℃,运行温度由54℃降至45℃,降温效果显著;抽采泵运行效率提高了7%以上。

工业低温余热回收利用研究进展

工业生产过程中产生的大量低温余热通过烟气、冷却介质等形式散发到环境中,将这些热能回收利用对提高能源利用率、促进实现“双碳”目标具有重要作用。文章通过详细回顾现有工厂利用低温余热的案例,对比不同热源条件下的换热方案及节能效果,得出低温余热具有余热制热、原材料预热及防冻、余热制冷、余热发电等广泛用途;指出在利用低温余热资源时,应重点关注热源的特点及工厂需求等方面,选择与企业适配的余热利用方式;并对低温余热在节能减排中发挥的重要作用提出展望。

氢氧化铝焙烧炉低温烟气余热发电系统

本文简要介绍了氢氧化铝焙烧生产氧化铝过程中所产生低温烟气的一种余热利用系统-低温烟气余热发电系统,该系统利用有机朗肯循环原理,将烟气中的部分热能转化为电能,单台4 000 t/d焙烧炉的低温烟气每小时发电功率约为741.7 kW,并分析了该余热利用系统的经济价值及社会意义,为行业从业者确定经济可行的氢氧化铝焙烧炉余热利用方案提供参考。

基于能量流分析的低温能耗研究

为研究低温环境下导致电耗恶化的主要因素,文章通过整车能量流分析方法,测试了常温(23℃)和低温(-7℃)环境下中国乘用车行驶工况(CLTC-P)各个部件能量消耗。测试结果表明,低温和常温的主要能耗差异部件为电驱、压缩机、低压风扇、鼓风机、水泵等。其中压缩机和电驱消耗增加占比较大,所以重点剖析低温电驱恶化的原因,理论分析电驱低温能耗恶化的原因为低温底盘阻力恶化、低温电驱润滑油粘度增加、电机效率恶化等。为了验证润滑油温对电驱电耗的影响,通过电驱水泵流量控制电驱油温,在不同油温下进行低温CLTC-P工况电耗测试。为了验证低温电驱余热通热泵系统和自加热电驱油温这两个方案的能耗差异,实验过程中同时记录电驱电耗和压缩机电耗以及电驱油温,实验结果表明电驱余热自加热油温总电耗更优。

电厂循环水低温余热回收研究和示范

某燃机热电联产电厂采用电加热水罐对除盐水进行加热,此方式耗电量大,效果不好。针对该问题,设计了一种高效低阻折流杆换热器,提出一种利用循环水低温余热加热除盐水代替电加热的新工艺,并进行了工程示范。对该换热器共轭传热进行了数值模拟研究来优化设计,数值模拟结果表明新型折流杆换热器结构在压降、总传热系数之间取得了良好平衡,且在低雷诺数下能维持较高的总传热系数,适应变负荷运行要求。对示范工程进行了低负荷测试,测试结果与模拟值吻合,验证了换热器在低雷诺数时具有良好的换热性能,克服了常规折流杆换热器的通病。

煤电升级改造背景下烟气余热利用节能效益对比评估

对火电企业进行节能减排改造,能够降低火电供电煤耗,进而有效减少二氧化碳排放量的增长,对实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。以某630 MW机组为例,对比4种余热利用方案(低温省煤器方案、二级低温省煤器方案、旁路烟道方案和机炉耦合方案)的系统机组,进行了关键技术参数与节电效果比较分析,结果表明:排烟温度降为90℃,供电煤耗率低温省煤器方案降低1.88 g/(kW·h),二级低温省煤器方案降低2.16 g/(kW·h),旁路烟道方案降低2.29 g/(kW·h),而机炉耦合方案降低2.66 g/(kW·h),节能效果最为显著。

某纯电动车型的余热热源与空气源热泵控制策略研究

随着纯电动汽车市场的进一步拓展,为了满足北方客户在寒冷天气下的采暖需求,并缓解低温环境下纯电动汽车续驶里程的衰减,需要对纯电动汽车在低温下的整车热管理控制策略进行更加贴合使用场景的优化。通过针对某纯电动车型在低温环境下不同使用场景中余热热泵与空气源热泵热管理控制策略的研究与实车验证,将热泵热管理系统的有效使用环境温度下限从-15℃拓展到了-20℃,并且实现了该车型在-7℃低温环境下CLTC工况续驶里程衰减率达到31.2%的优秀水平。

低温余热发电在己内酰胺项目中的应用

基于当前己内酰胺装置蒸汽消耗大,蒸汽凝液余热未完全利用的现状,以600 kt/a己内酰胺装置为例,介绍了低温余热发电在己内酰胺装置中的应用及节能效果。结果表明:600 kt/a己内酰胺装置蒸汽消耗量约1020 t/h,蒸汽凝液回收总量约870 t/h,在保证装置冷冻水对蒸汽凝液需求的同时,充分利用蒸汽凝液作为热源,采用有机朗肯循环(ORC)低温余热发电系统,以1,1,1,3,3-五氟丙烷作为有机工质进行低温余热发电,发电系统运行稳定、安全,每年净发电量达1.784×10^(7)kW·h,相当于减少标煤消耗5607 t,减少CO_(2)减排量10601 t,同时可节约循环水量1.440×10^(7)t,节能和经济效果显著。

基于ORC系统的不同低温余热发电技术应用分析

相关文件提出,积极稳妥推进峰碳中和是推动绿色发展,促进人与自然和谐共生的重要任务。自2020年提出至今,“双碳”目标受到了社会的持续关注。在这期间,新能源、储能、能源整合等新技术得到了快速发展,其中包括有机朗肯低温余热发电技术。

水源热泵在水泥纯低温余热发电系统中的应用

论文以某纯低温余热发电供热项目改造为例,从干法水泥纯低温余热发电技术背景出发,阐述回收循环冷却水余热用于供热的必要性,介绍该项目水源热泵机组回收该部分余热的系统流程及运行方案,同时提出项目改造设计过程中应注意的问题,并说明项目改造后的节能效果和经济性。

基于能量梯级利用的高效灵活供热系统性能研究

为兼顾供热节能和负荷调节灵活性,构建低品位余热与抽汽耦合的高效灵活供热系统,确定评价供热和调峰的性能指标,并利用Ebsilon软件进行热力建模;针对案例地区研究系统设计工况和变工况热力性能,得到不同供热负荷下的电负荷可调范围,研究同时满足热、电需求下的系统灵活运行调控策略及能耗特性。结果表明:系统通过能质匹配,降低比当量电耗,实现了低能耗供热,设计工况供热煤耗率为13.3kg/GJ;调峰容量比最大为48.1%,比抽背模式提高24.3%;电热负荷变化时,背-抽-切方式间切换,供热煤耗率区间为8~14.7kg/GJ;供热煤耗率随电负荷率降低而增加;系统充分发挥低品位余热供热的节能优势,且在一定范围内热电解耦,兼顾了“节能”与“灵活”运行。

锂离子动力电池低温加热策略研究进展

随着新能源产业飞速发展,纯电动汽车的市场渗透率迅速上升。而制约电动汽车使用的一大关键因素,就是环境温度。在低温下,动力电池的功率特性衰减、电池内阻增大、电池可用容量降低。这些负面因素将直接影响电动汽车的续航里程与安全性。基于动力电池低温加热策略的主要产热区域,将目前锂离子电池低温加热策略划分为电池内部加热策略和电池外部加热策略两个大类。分别对这两个大类进行更详细的梳理,对目前的锂离子电池低温加热策略进行了系统的研究。分析了各种加热策略的优点与弊端,并针对存在的问题提出了解决意见。可为后续电动汽车动力电池低温加热策略的研究、锂离子电池低温下热管理系统的设计提供参考。

“双碳”目标下低温余热利用技术研究进展

低温余热高效利用对耗能较高的工业过程实现节能降碳具有重要作用。文章综述了4类低温余热利用技术,包括应用较广泛的热功转换技术、吸收式制冷技术和热泵技术,以及目前研究较多的吸附式余热利用技术,概述了不同低温余热利用技术的工艺特点及研究进展,并从余热温度、余热量、余热性质、热用户需求和余热之比等特性,分析了选择合适低温余热利用技术的方法,提出了低温余热利用技术与换热网络的集成方法,并对低温余热高效回收利用在实现“双碳”目标的过程中发挥的作用提出了展望与建议。

某芳烃联合装置低温余热利用方案研究

以某芳烃厂抽余液塔和抽出液塔塔顶低温热利用为例,提出取热设计原则,以及塔顶低温热发生蒸汽的操作条件和流程。对蒸汽升压和蒸汽发电两种利用方式进行了详细分析和计算,得到优化的设计方案:采用蒸汽升压方案时,宜采用螺杆式压缩机进行升压;采用蒸汽发电方案时,在占地允许的情况下凝汽推荐采用空冷器冷却,环境温度对净发电量影响较大,建议采用空气冷却器设计气温进行设计。对于蒸汽升压和蒸汽发电两种方案的选择,升压蒸汽应优先替代由较高品位蒸汽减压得到的蒸汽,此时方案效益最优;如无可替代的用户,当电价高于0.54元/(kW·h)时,推荐采用蒸汽发电方案。

有机朗肯循环低温余热发电系统研究

余热发电是我国节能发展中的重点节能工程之一,有机朗肯循环是低温余热发电领域的主要技术。阐述了在有机朗肯循环工作原理的基础上,分析了国内外相关领域的应用现状,并对有机朗肯循环低温余热发电系统中的重要参数、设备的选择进行了详细分析和阐述,以提高余热回收的效果。

我国工业余热回收利用技术综述

节能减排主要依靠工业领域,工业余热利用是重要内容。本文从余热利用过程能量转换情况角度,概述了国内用于余热利用的热交换技术、热功转换余热发电技术及余热制冷制热技术及其设备的技术特点及应用概况,分析了工业余热利用中的存在的问题,认为需进一步推广余热锅炉及低温汽轮机余热发电技术,提高中高温余热的利用率,需要强化研究并掌握有机朗肯循环等300℃以下低温余热发电技术,积极向工程应用推广,提高低品位余热利用率。

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。