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太阳能热化学与化学回热联合的冷热电系统

工程热物理学报 2017年第9期38卷 1815-1821页

作者：刘泰秀隋军刘启斌刘锋中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

提出了一种太阳能热化学与化学回热过程联合的冷热电联产系统。利用太阳能驱动甲醇分解反应,产生的合成气在内燃机中燃烧作功,内燃机排烟余热与导热油换热,并驱动甲醇分解反应以回收余热。对系统进行了热力学性能分析,探究了全年典型日... 详细信息

提出了一种太阳能热化学与化学回热过程联合的冷热电联产系统。利用太阳能驱动甲醇分解反应,产生的合成气在内燃机中燃烧作功,内燃机排烟余热与导热油换热,并驱动甲醇分解反应以回收余热。对系统进行了热力学性能分析,探究了全年典型日下系统热力性能与储能特性规律.研究结果表明:设计工况下系统一次能源利用率为78.4%,太阳能净发电效率为21.1%。在300~1000 W/m^2的直射辐照强度范围内,系统可以实现稳定运行,太阳能净发电效率稳定在19.3%~21.5%的变化范围内。

关键词：太阳能热化学储能化学回热甲醇分解

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天然气CO_2转化化学回热热力循环

东南大学学报（自然科学版） 2006年第5期36卷 790-794页

作者：曹文郑丹星北京化工大学化学工程学院北京100029

提出了一种由天然气CO2转化化学回热动力循环和氨吸收制冷循环构成的新型O2/CO2热力循环系统.其中,采用天然气CO2转化化学回热回收较高温度的燃气透平排气热量,采用氨吸收制冷循环回收较低温度的排气热量,并利用制冷循环产生冷量作CO2... 详细信息

提出了一种由天然气CO2转化化学回热动力循环和氨吸收制冷循环构成的新型O2/CO2热力循环系统.其中,采用天然气CO2转化化学回热回收较高温度的燃气透平排气热量,采用氨吸收制冷循环回收较低温度的排气热量,并利用制冷循环产生冷量作CO2循环压气机进气冷却.研究了该循环的热力学性能及其影响参数,考察了循环压比和进气冷却温度对系统循环的影响规律.新循环的系统模拟结果表明,基于1 kg/s的CH4进料流量及透平初温1 573.15 K条件,系统产功24.799 MW,发电效率达到49.6%,并可输出冷量0.609 MW.系统综合火用效率达到47.9%.同时,可回收2.246 kg/s的水,捕集2.743 kg/s液态形式的CO2,实现了循环系统的CO2和NOx准零排放.

关键词：化学回热天然气CO2转化氨吸收制冷进气冷却

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化学回热循环的热力学优化

工程热物理学报 1996年第S1期17卷 1-4页

作者：肖云汉蔡睿贤林汝谋中国科学院工程热物理研究所

化学回热循环的热力学优化肖云汉，蔡睿贤，林汝谋（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）关键词化学回热，系统，建模１引言化学回热循环除了提高热力学完善性外，突出的优点是可以希望做到低ＮＯ。排放，而后者随着燃机透平... 详细信息

化学回热循环的热力学优化肖云汉，蔡睿贤，林汝谋（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）关键词化学回热，系统，建模１引言化学回热循环除了提高热力学完善性外，突出的优点是可以希望做到低ＮＯ。排放，而后者随着燃机透平初温的不断提高，显得日益重要。化学...

关键词：化学回热系统建模

太阳能辅助沼气化学回热的新型冷热电联产系统模拟分析

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动力工程学报 2024年第2期44卷 213-220,231页

作者：王异林苏博生黄枝黄宇鹏黄祺腾袁妁集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021

提出了一种太阳能辅助沼气化学回热的新型冷热电联产系统,在新系统中考虑了沼气池的热负荷,并通过中温槽式太阳能生产大量水蒸气来构建一种高水碳比的沼气蒸汽重整工艺。基于Aspen Plus仿真软件,分析了水碳比对新系统和参比系统性能的... 详细信息

提出了一种太阳能辅助沼气化学回热的新型冷热电联产系统,在新系统中考虑了沼气池的热负荷,并通过中温槽式太阳能生产大量水蒸气来构建一种高水碳比的沼气蒸汽重整工艺。基于Aspen Plus仿真软件,分析了水碳比对新系统和参比系统性能的影响。结果表明:在设计点工况下,新系统的发电效率较参比系统提高13.4%;在2个系统供冷量相同的情况下,新系统供热量较参比系统高1476.69 kW,增幅为110.62%;由于太阳能的引入带来了产电收益,集热温度为170℃时,新系统的太阳能净发电效率最低值(17%)仍高于集热温度为300~400℃时传统槽式太阳能热发电系统的最大发电效率(16%)。

关键词：化学回热沼气蒸汽重整沼气-太阳能互补低温潜热回收分布式供能系统

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燃气轮机化学回热器吸热能力分析

热能动力工程 2020年第6期35卷 22-27页

作者：安辞李奥宇岳彭赵宁波哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 海军驻哈尔滨地区第三军事代表室黑龙江哈尔滨150001

基于Aspen Plus软件对化学回热器进行仿真计算,分析了燃气轮机化学回热器内温度、压力以及参与催化重整反应水蒸气和燃料质量流量比(即水碳比)对化学回热器吸热能力的影响。研究表明:化学回热器内温度、压力以及水碳比是决定其吸热能力... 详细信息

基于Aspen Plus软件对化学回热器进行仿真计算,分析了燃气轮机化学回热器内温度、压力以及参与催化重整反应水蒸气和燃料质量流量比(即水碳比)对化学回热器吸热能力的影响。研究表明:化学回热器内温度、压力以及水碳比是决定其吸热能力的重要因素;随着温度和水碳比的升高以及压力的降低,化学吸热量有所升高;在高温、低压条件下,化学吸热量是决定化学回热器吸热能力的关键,而在低温高压时显热吸热量更加明显;受甲烷-蒸汽催化重整反应过程的影响,热值增量随化学回热器内温度和水碳比的升高以及压力的降低而升高。

关键词：燃气轮机化学回热热力学仿真计算

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化学回热循环燃气轮机性能分析

化学回热循环燃气轮机性能分析

作者：李岩哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

燃气轮机的优点已经普遍被世界所认知，但简单循环舰船燃机也存在一些固有的缺点，如循环效率不高、特别是低工况循环效率低、污染物排放量不能满足环保要求等。因此各发达国家都在进行先进循环技术研究，以求大幅度提高燃机的循环效率... 详细信息

燃气轮机的优点已经普遍被世界所认知，但简单循环舰船燃机也存在一些固有的缺点，如循环效率不高、特别是低工况循环效率低、污染物排放量不能满足环保要求等。因此各发达国家都在进行先进循环技术研究，以求大幅度提高燃机的循环效率、改善部分负荷工况的经济性、有效控制污染物的排放量。燃气轮机化学回热循环是一种新型先进循环方式，可以大幅度的提高燃汽轮机的效率，降低污染物排放。论文详细叙述了燃气轮机循环的基础理论，分析了影响燃气轮机循环效率的关键因素。比对分析各种先进循环，如注蒸汽燃气轮机循环蒸和湿空气透平联合循环和化学回热循环的工作原理和性能，并对各自的优缺点进行评述。在此基础上，提出化学回热循环的研究的必要性。论文分析了化学回热循环燃汽轮机的组成，并对化学回热器的关键部件——燃料裂解器的工作原理和燃料裂解的基本理论进行了较深入的研究和探讨，提出多种炕烃裂解的动力学模型。并根据该模型对柴油的多个可能的裂解过程进行热量平衡计算，得到了裂解气体燃料的当量热值。依据蒸汽发生器的热计算和回热循环所需的蒸汽量，对某型燃汽轮机进行了循环计算，计算结果表明：利用燃汽轮机的排气余热，完全可以满足燃料裂解器和蒸汽发生器的工作要求，排气温度可以降低到几十度，燃料的热值大幅提高，燃汽轮机的功率可以提高10％，循环效率提高12％以上。论文工作结果表明，合理的设计化学回热器，将化学回热循环燃汽轮机实现工业应用前景非常广阔。

关键词：燃气轮机化学回热燃料裂解

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化学回热系统实验研究

化学回热系统实验研究

作者：韩君哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

化学回热循环作为一种先进的燃气轮机循环方式，具有输出比功率大、NO X排放量小和循环热效率高等优点，是现阶段改善环境问题和能源危机的重要手段之一。目前国内研究现状还是以仿真为主，没有验证以及更进一步的实验研究，而且燃料催... 详细信息

化学回热循环作为一种先进的燃气轮机循环方式，具有输出比功率大、NO X排放量小和循环热效率高等优点，是现阶段改善环境问题和能源危机的重要手段之一。目前国内研究现状还是以仿真为主，没有验证以及更进一步的实验研究，而且燃料催化裂解机理和燃料热值变化资料也非常匮乏，更没有实际的实验验证。针对以上情况，本文将模拟先进燃机参数，依托化学回热试验台进行实验研究如下：本文基于热平衡计算方法，对化学回热循环各器件（燃烧室、喷水冷却器、空气预热器、化学回热器、过热器、水饱和器、一级闪蒸室、二级闪蒸室等）进行循环参数匹配计算;设计循环实验方案研究高压蒸汽产量及淡水产量与补给水流量，补给水压力，烟气流量，烟气温度，闪蒸压力的变化关系;制定实验台空压机组、燃油系统、空气燃气管路、水和蒸汽系统以及循环冷却水控制策略，同时制定试验运行要求;根据实验方案及控制策略确定测量相关热力参数的测点，根据参数热力匹配计算结果和待测参数测点环境对测量器件选型;为保证蒸汽流量计测量准确性，对蒸气密度进行修正;进行试验台调试以达到实验要求。通过实验得出以下结论：烟气温度550℃左右，高压蒸汽压力与燃烧室压力平衡在0.49~0.53MPa情况下时，一级闪蒸室能产生173kg/h~235kg/h的高压蒸汽，能够满足化学回热系统的使用要求;系统总补给水量在370~560kg/h，高压蒸汽产量在160~220kg/h时水系统能产生119~237kg/h范围内的淡水;系统空气流量为1.40kg/s时，化学回热系统能够将燃机排烟温度降低270℃左右，空气流量为2.20kg/s左右时，系统能够将排烟温度降低170℃左右;能够实现燃料切换过程，且燃料切换到裂解气后系统烟气流动脉动变小，火焰更稳定;冷凝水流量随水饱和器压力的升高而降低;高压蒸汽产量则随水饱和器压力的升高而升高;高压蒸汽压力随着水饱和器压力升高而升高;按化学分析法通过色谱分析测得柴油化学焓最大增加量为6.56%.考虑采用化学回热循环可以使燃料热值提高，热焓按照温度及理想气体比热计算，当量热值增加量等于两者之和，燃料热值最大提高量为22.14%。

关键词：化学回热水系统实验研究

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化学回热循环系统仿真研究

化学回热循环系统仿真研究

作者：樊传路哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

燃气轮机化学回热循环作为一种新的燃气轮机循环方式,具有燃气排热损失小、循环效率高、NOx排放量低等优点。化学回热循环是柴油和水蒸汽混合后通过回收涡轮高温排热进行重整反应,从而转化为富含氢气和水蒸气的裂解气,裂解气进入燃烧室... 详细信息

燃气轮机化学回热循环作为一种新的燃气轮机循环方式,具有燃气排热损失小、循环效率高、NOx排放量低等优点。化学回热循环是柴油和水蒸汽混合后通过回收涡轮高温排热进行重整反应,从而转化为富含氢气和水蒸气的裂解气,裂解气进入燃烧室进行燃烧。本文主要针对某型燃气轮机化学回热循环总体性能进行仿真研究。这对燃气轮机化学回热循环的试验研究具有重要的参考价值。本文借助于通用仿真软件Matlab仿真平台,采用了模块化建模方法,利用软件中的Simulink模块和自编S函数建立了循环系统各部件的仿真模型进行仿真计算。具体内容如下：1、利用模块化仿真建模思路建立了燃气轮机本体、化学回热器和闪蒸装置的数学模型。整个循环过程采用了变比热循环计算,并考虑了部件连接间的容积惯性和转子惯性环节;对于燃气轮机部件特性采用BP神经网络拟合处理。从化学计量学和化学热力学角度分析,建立了单级化学反应器的简单数学模型,并用钯膜管分离主要重整产物——氢气,从而促使反应向产生氢气的方向移动。闪蒸装置中的换热部件均采用翅片换热器,换热器考虑了流动状态对换热系数的影响。2、对燃气轮机简单循环过渡过程进行仿真计算,并对稳态工况点的计算值和提供的试验值进行对比。结果显示,所建燃机本体的模型计算精度相对较高。3、对化学回热循环过渡过程进行了仿真计算。得到了化学回热循环燃气轮机过渡过程各个参数的变化情况,为化学回热循环燃气轮机的试验研究提供了一定的参考价值。4、对燃气轮机简单循环、蒸汽回注循环和化学回热循环的变工况总体性能进行了仿真计算。结果显示,在相同运行工况下,化学回热循环燃气轮机性能优于蒸汽回注循环;蒸汽回注循环优于简单循环燃机。

关键词：化学回热动态仿真多级高压闪蒸模型

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新型甲醇化学回热冷热电联产系统的研究

新型甲醇化学回热冷热电联产系统的研究

作者：李树伟华北电力大学

学位级别：硕士

随着能源紧缺、环境污染等问题日益严重,冷热电联产技术凭借在节能减排方面的巨大优势,已成为现阶段最为有效的应对方案。本学位论文依托国家自然科学基金等科研项目,针对动力余热利用过程不可逆损失大、效率低等问题,提出基于甲醇分解... 详细信息

随着能源紧缺、环境污染等问题日益严重,冷热电联产技术凭借在节能减排方面的巨大优势,已成为现阶段最为有效的应对方案。本学位论文依托国家自然科学基金等科研项目,针对动力余热利用过程不可逆损失大、效率低等问题,提出基于甲醇分解反应的化学回热利用方法,为进一步实现冷热电联产系统中动力余热的高效回收提供一些参考:首先,本文将甲醇化学回热过程与冷热电联产系统进行耦合集成,建立新型甲醇化学回热冷热电联产系统,针对关键过程开展热力学建模与性能分析,并对系统设计工况进行模拟。其次,基于热力学第一定律和热力学第二定律对系统设计工况进行热力学性能分析。研究结果表明,与参比系统相比,该系统具有更高的燃料节省率和?效率,实现了动力余热的高效回收及利用。此外,对内燃机变负荷情况下系统热力学性能变化、化学回热器的传热传质过程加以研究与分析,为化学回热器的优化设计及系统集成优化指明了方向。最后,根据化学回热器的传热传质分析,从化学回热器运行参数、结构参数及催化剂性能方面入手,探究了甲醇进料流量、甲醇进料温度、化学回热器管径比、化学回热器径高比以及反应活化能对化学回热器温度场、反应场以及整个冷热电联产系统性能的影响,实现了化学回热器的优化设计及系统的集成优化。

关键词：化学回热冷热电联产热力学性能优化设计集成优化