光-风电协同的低碳综合能源生产单元优化模型

为提升可再生能源发电并网消纳水平,协助传统燃煤电厂低碳化改造,推动电力系统低碳能源转型,以周孝信院士提出的综合能源生产单元架构为基础,建立光-风电协同的低碳综合能源生产单元优化模型,利用光热电站和风力发电为碳捕集系统稳定供能,减少碳捕集过程中消耗的燃煤资源。结果表明,与传统模型相比,光-风电协同的低碳综合能源生产单元优化模型将系统运行成本降低了9.6%,碳排放量降低了11.7%,产品收益提高了80.4%,具有良好的经济性与低碳性。

基于低碳需求响应的含煤制氢与碳捕集电厂的综合能源系统优化调度

为了提高综合能源系统的低碳性与经济性,提出了煤制氢与碳捕集电厂联合运行模式下考虑低碳需求响应机制的综合能源系统优化调度。对煤制氢与富氧燃烧类型碳捕集电厂进行建模,并引入储碳罐、电转气装置以提高捕碳灵活性,降低制氧、制氢成本;将低碳需求响应机制引入综合能源系统调度模型中,并分析其减排能力;以运行成本最小为目标函数建立了综合能源系统的低碳经济调度模型。通过算例对所提策略进行验证,结果表明该策略能够提高风电消纳水平,降低整体系统的碳排放量,提升系统经济性。

基于制氢装置效率特性的风储制氢电厂优化控制策略

风电输出功率波动性与碱性电解槽工作特性间的矛盾降低了制氢装置的工作效率。针对这一问题,对碱性电解槽的动态工作特性展开研究,分析了风速波动对电解槽稳定运行的影响,综合对比了不同储能装置与电制氢协同运行的效果,选取超级电容储能装置作为风储制氢电厂的储能单元。提出了一种风储制氢电厂的效率优化控制策略。该策略在平抑层采用集合经验模态分解(EEMD)算法对风电功率进行分解与高、低频重构;在修正层依据碱性电解槽的工作状态、超级电容的荷电状态,采用模糊控制器对重构后的功率进行修正,实现对碱性电解槽与超级电容之间功率的合理分配,以提高风储制氢电厂的能源利用率。基于搭建的风储制氢电厂仿真模型,在不同的风速输入下对比3种不同策略的控制效果,验证所提策略的有效性。

基于最近邻聚类的光伏-制氢系统运行备用容量需求预估模型

在预估光伏-制氢系统运行备用容量需求时,受光伏-制氢系统运行数据不确定性的影响,预估结果的误差偏大,为此,提出基于最近邻聚类的光伏-制氢系统运行备用容量需求预估模型。引入最近邻聚类中的不确定自然最近邻机制,以近邻数数量为基础,按稠密点、稀疏点、噪声点的分类标准,将数据集中的不确定光伏-制氢系统运行数据对象进行划分处理;在使用不确定自然邻域搜索算法获取到不确定的自然稳定状态输出结果后,根据特征值的差异性去除噪声点,借助不确定自然邻域密度因子对光伏-制氢系统运行数据进行聚类;在预估模型构建阶段,将径向对称的高斯径向基函数(radial basis function, RBF)作为核函数,并将所有的RBF输出结果映射到同一个空间中,得到光伏-制氢系统运行备用容量需求结果。测试结果表明,所提方法对最大备用容量需求预估结果的偏差始终稳定在250 MW以内,对最小备用容量需求预估结果的偏差始终稳定在150 MW以内,有效降低了能量管理的成本开销。

新建干气制氢装置设备布置方案比较

介绍了新建6×104m3/h干气制氢装置加氢脱硫工序与中温变换工序落地布置和框架布置2种设备布置方案的比较,变换反应后工艺气含有过量水蒸汽,换热器布置在2层框架中,采用自流配管,避免震动和水击的产生,设备集中布置于框架中,占地小,脱硫工序的阀门需定期操作,较大平台便于操作和检修,便于工人巡检,更为安全和人性化。管道施工时,框架平台更便于安装管道、无损检测、水压及气密,对于催化剂的更换,框架平台有利于机械放置及人员操作及通行。文中从工艺要求、占地、操作、检修、施工及费用等方面对比了设备落地布置与框架布置的优缺点,认为框架布置更符合工艺要求,布置紧凑,操作方便,可广泛应用。

基于纳什谈判理论的风电-虚拟氢厂参与现货市场合作运行策略

为解决市场机制下风-氢多能系统的合作运行问题,提出基于纳什谈判理论的风电-虚拟氢厂(VHP)参与现货市场合作运行策略。从制氢、储氢、柔性氢负荷3个方面揭示氢能系统灵活运行机理,提出了VHP的概念并建立考虑制-储-用多环节协同运行的氢能系统一体化模型,在此基础上,计及不同制氢技术间的资源互补特性、低碳互补特性,从技术组合创新的角度提出电解水制氢与煤制氢耦合运行的“综合制氢”系统。基于典型场景集刻画风电及市场电价的不确定性,以收益最大化为目标,建立电力现货市场环境下基于纳什谈判理论的风电-VHP合作运行两阶段随机规划模型。为保护各主体的隐私,在对原始纳什谈判问题进行等效转换后,基于交替方向乘子法实现合作运行模型的分布式求解,并通过仿真算例验证了所提策略的有效性。

核电厂制氢站氢气制备及储运方案设计

核电厂机组生产的富余电量可用来电解水制氢,氢气的收益可以提高经济性。核电制氢也是大规模、低成本、高效零碳制备绿氢的最佳选择。通过参数计算和流程设计,为核电厂制氢站配置合理的设计方案。经研究论证,按照20 MW用电量规划,配备4台规格为1 000 Nm^(3)/h的碱性制氢设备,氢气运送至压缩站压缩成20 MPa的高压氢气,运往储氢区或运氢区。运氢区设有8台氢气充装柱,可将高压氢气充入长管拖车,送至用户处。同时,对辅助设施系统也给出了详细的设计方案。本设计方案具有工程可实施性,为核电厂制氢提供了设计参考和借鉴。

制氢装置转化炉炉管检测及材质劣化分析

针对某石化公司制氢装置转化炉炉管长周期服役的问题,采用爬壁超声检测、宏观检测、金相检测、硬度检测、渗透检测等方法对炉管进行测试,结合炉管缺陷产生的原因综合分析,认为制氢转化炉炉管整体已处于蠕变劣化损伤后期,部分炉管可能已过渡到蠕变劣化加速期,炉管高温性能向不稳定状态发展,转化炉管材料的高温持久强度、塑性等性能有较大程度降低,材料脆性增大,推测该批炉管已处于寿命后期。转化炉炉管检测结果的综合分析,对评估在役炉管的安全服役状况具有一定的参考价值。

光伏耦合电解水制氢系统作为虚拟电厂资源的运行模式与经济性分析

为推进太阳能、氢能等清洁可再生能源的利用,并使之更好地与虚拟电厂技术融合,针对光伏电站与电解水制氢的耦合系统,进行了规模化聚合资源运行模式构建和计及资源初始投资的相关经济性分析。同时,结合对光伏电站实际工程项目年出力数据的分析,探讨了该类耦合资源作为虚拟电厂资源时,在实现支撑新型电力系统、促进新能源消纳的同时,可以维持并不断优化自身经济性,并指出了其中值得重点关注的运行模式优化要素、设备功能特点和市场条件,供相关研究参考。

国内固定床渣油加氢装置概况

对国内7套固定床渣油加氢装置(分别建于中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司、广西石化分公司,中国石油化工股份有限公司茂名分公司、长岭分公司、金陵分公司1#、金陵分公司2#、中国石化上海石油化工股份有限公司)的装置概况以及生产运行等方面进行了对比比较,分析得出固定床渣油加氢装置的缺点不足。

高温气冷堆氢电联产核电厂的协调控制研究

利用核能的氢电联产近年来越来越受到关注。模块式高温气冷反应堆(MHTGR)是一种具有固有安全性优势的小型模块化反应堆。其核蒸汽供应系统可以提供约570℃的高温蒸汽。提出了氢电联产核电厂的协调控制方案。采用了六个高温气冷堆核蒸汽供应模块与甲烷蒸汽重整相结合的方案,根据质量和能量守恒建立系统模型,并通过Simulink平台上的仿真案例验证系统的控制策略。在满功率运行时,氢电联产核电厂产氢率为6.99 t/h,发电量为529.7 MW。通过稳态验证和引入扰动时的暂态仿真,证明了核电厂在不同功率水平和暂态状态下的运行稳定性。所提控制方案为进一步研究包含核电厂、制氢系统和间歇性可再生能源的混合能源系统的发展奠定了基础。

在柴油加氢装置生产过程中对柴油产品的影响因素分析

柴油加氢装置是石油化工行业常见的装置,是提高汽油和柴油产品质量的重要手段,柴油加氢后的产品主要是满足GB19147—2017柴油规格要求、符合半再生重整需要的精制石脑油原料指标。柴油加氢精制装置在一定条件下将原料油中的含硫、氮、氧等非烃化合物氢解,通过乙醇胺脱硫塔剔除硫化氢,通过注水稀释溶解铵盐经高压分离器界位外送,得到洁净柴油。

径流式水电站弃能利用的制氢系统优化研究

基于我国水电站“弃水”弃电的严重现状,针对我国建设的无调节能力的径流式水电站,开展弃能利用的制氢系统优化研究。根据水电站的实际流量过程及机组运行特性,提出水电站弃能的计算方法,并构建“产”、“储”、“输”完整的集成运行控制与容量优化配置模型,并对氢气市场价格、年均氢气产量与水电站弃能制氢系统的经济效益关系进行敏感性分析。四川省沙坪二级水电站算例结果表明,液氢运输距离为500 km时,按照3.5元/Nm^(3)的氢气单价,制氢系统最优容量配置下,2019年弃电利用率为70.54%,氢气产量为2.09×10^(7) Nm^(3),全生命周期净现值为1.99亿元。本研究为解决清洁能源的电能利用问题提供了新路线,对促进我国进入氢经济时代有重要的意义。

高职院校“校中厂”运行模式的创新与实践——以平顶山工业职业技术学院“实训工厂”建设为例

创新发展思路、注重发展品质,不断推进工学结合、产教融合,是高职院校实现可持续性发展的关键举措。平顶山工业职业技术学院结合办学实际,创新"校中厂"运行模式,构建了基于产学研一体化的"实训工厂"。实训工厂集教学、生产、科研、培训、示范等五个功能于一体,采取"学院主导、工厂主体、多方联动"的运行机制,同时实施全面质量管理,建立成本控制体系。

植物细胞H_2O_2的产生及其生理作用

过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)是细胞有氧代谢的产物,激素等发育信号和胁迫刺激都可以诱导细胞内H2O2的产生和积累。H2O2在细胞内浓度的升高和降低以及变化模式可能介导了不同的信号转导途径,并调控相应生长发育、胁迫应答等生物学过程。

Z409/Z405G催化剂在制氢装置上的失活及再生

介绍胜利炼油厂第二制氢装置Z4 0 9/Z4 0 5G轻油蒸汽转化催化剂中毒失活及再生过程。分析失活原因 ,提出改进措施 ;对催化剂进行成功再生后 ,Z4 0 9/Z4 0 5G催化剂的活性完全恢复到中毒前的水平。

国外过氧化氢生产装置和生产工艺现状

介绍了国外过氧化氢生产装置目前生产能力及其在世界各地的分布状况;还介绍了主要过氧化氢有关公司的现行生产工艺(蒽醌法工艺)特点。

燃煤电厂脱硫废水辅助煤电解制氢

燃煤电厂脱硫工艺产生的脱硫废水具有高盐分、腐蚀性和结垢性等特点,是电厂废水处理中最难的一个环节。基于H型电解池对脱硫废水及其辅助煤电解的特性进行了研究,在脱硫废水资源化利用的同时吸纳燃煤电厂的过余电力。结果表明:脱硫废水经过酸化后电解性能明显高于水,可以降低电解制氢的电耗;仅脱硫废水不能促进煤的电氧化,仍需要添加部分铁离子作为催化剂,但未经酸化的脱硫废水可以促进铁离子的催化作用,从而进一步降低电解制氢的电耗。基于此,提出了酸化处理、直接利用和添加煤粉3种可能的电解脱硫废水制氢的工艺手段。

压水堆核电厂失水事故后安全壳内产氢量计算研究

采用ORIGEN2程序对压水堆核电厂失水事故工况下堆芯区和地坑区氢气的产生量进行计算,以合理减少安全壳内可燃气体的控制设计评价的保守性。通过冷却剂的辐照分解产氢以及其他相关计算模型,对600MW(电功率)级压水堆核电厂失水事故工况下的氢气产生量进行计算。计算结果表明原评价结果过于保守,在核电厂失水事故后仍有充分的时间准备投入安全壳内氢气复合器。

新型发电技术

根据世界和我国能源科技的特点,对未来主流发电技术进行了分析,包括其流程、特点、优势及需克服的技术难点。指出了21世纪我国新型发电技术发展的方向:在突破洁净煤技术中有战略地位的重大关键技术的基础上,对未来主流系统加紧研发以适应世界发电技术发展趋势,实现高效、环境相容、经济的多目标的发电系统。