结构参数对CO_(2)离心压缩机的性能影响分析

为研究各关键结构参数对CO_(2)离心压缩机性能的影响,针对某MW级压缩CO_(2)储能系统低压段中的一级进行了一维设计和三维数值模拟。基于该模型研究了叶片数、叶顶间隙、叶片出口安装角和叶轮出口相对宽度4种关键结构参数对压缩机性能的影响。研究结果表明:叶片出口安装角和叶顶间隙对离心压缩机性能的影响最大,其次是叶片数和叶轮出口相对宽度;增加叶片出口安装角度可显著提高压缩机的做功量及压比,但过大角度会使得流动损失增大而造成效率的降低;随着叶顶间隙的增大,泄漏流动会更加严重,从而影响压缩机的性能;减少叶片数量会减小叶片对流体的约束,更易产生流动分离;叶轮出口相对宽度与压缩机设计流量相关,过小的相对宽度会增大摩擦、泄漏等损失,进而影响压缩机性能及运行工况范围。

超临界二氧化碳离心压缩机气动设计与性能分析研究进展

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SCO_(2))Brayton循环具有效率高、结构紧凑等优点,在能源动力系统中有着良好的应用前景。离心压缩机作为该循环系统的重要部件,因其运行范围广、单级压比大、效率高等优点同样在能源、动力及化工行业得到广泛的应用。气动设计与性能分析是所有压缩机工作的基础,其包含一维气动设计与分析及全三维CFD(computational fluid dynamics)数值分析等关键部分。相对于传统离心压缩机,近临界点特殊的工质物性为SCO_(2)离心压缩机设计与分析带来了新的挑战。通过对近期相关文献的探讨,综述了SCO_(2)离心压缩机的设计方法以及相关学者的性能分析实验,着重介绍了一维设计方法和三维流动分析中的影响因素,并在综合分析后提出了关于SCO_(2)离心压缩机的设计和性能分析的研究重点。

基于不同液化方式的液态二氧化碳储能系统研究进展

[目的]随着新能源的大规模应用,新能源发电并网面临的挑战不断突显,储能系统的重要性日益上升。二氧化碳储能(Carbon Dioxide Energy Storage,CES)技术是近年来兴起的一种压缩气体储能技术,具有储能密度大、寿命长、系统设计灵活等优势。其中液态二氧化碳储能(Liquid Carbon Dioxide Energy Storage,LCES)技术在系统高压侧和低压侧均采用液相存储二氧化碳,储能密度高、运行稳定性强。[方法]文章首先介绍了LCES系统的运行原理和关键技术指标,指出二氧化碳液化的重要性和常见工艺。然后介绍了针对LCES系统低压侧CO_(2)液化的研究现状,包括采用混合储能工质、自冷凝、利用LNG冷能、采用蓄冷器,详细分析了各种方式的特点。[结果]研究表明,采用蓄冷器是最具优势的方式。进一步分析蓄冷液化面临的技术挑战及发展前景具有必要性。[结论]研究为LCES系统CO_(2)液化技术的进一步发展提供了指导。

压缩二氧化碳储能系统研究进展

压缩二氧化碳储能技术作为一种新型的压缩气体储能技术,具有储能密度大、经济成本低、运行寿命长、负碳排放等多方面优势,适合我国大规模长时储能系统建设和可持续发展的需求,具有非常广阔的发展前景。本文对比分析了压缩二氧化碳储能系统相比于压缩空气储能系统的优势,梳理了压缩二氧化碳储能技术的分类,其中详细介绍了跨临界二氧化碳储能系统、超临界二氧化碳储能系统和液态二氧化碳储能系统的运行原理、系统性能以及适用场景等方面特点,阐述了系统关键运行参数对系统性能的影响规律以及系统[火用]损分布情况,得出系统性能的提升方法,进一步介绍了压缩二氧化碳储能系统的改进系统以及耦合其他外部能源系统的压缩二氧化碳储能系统对系统性能的提升效果,最后分析了压缩二氧化碳储能系统的优势和发展方向。本文旨在总结当前压缩二氧化碳储能技术研究成果,指出现有压缩二氧化碳储能系统的优缺点,为后续学者研究压缩二氧化碳储能系统指引方向,也为压缩二氧化碳储能系统实验及示范的建立提供参考。

二氧化碳储能系统透平膨胀机研究进展

储能技术被视为克服可再生能源波动性对电网稳定运行影响的路径之一,CO_(2)储能(Carbon Dioxide Energy Storage,CES)作为新型储能技术之一,具有较高的能量密度且地理位置依赖度较低,比较有发展潜力。透平膨胀机作为CES系统的核心部件,直接影响系统的性能。本文介绍了CES的基本原理,总结了CO_(2)透平膨胀机的主要类型及特征,归纳了关于膨胀机设计方法和数值分析的研究,论述了部分进气和密封方式对透平膨胀机性能的影响规律,并分析了已有的CO_(2)实验研究系统,归纳了其透平膨胀机的设计参数,从而为CES系统及其透平膨胀机的设计开发提供参考。