S109FA联合循环性能及新型煤基氢电联产性能研究

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帖子主题：S109FA联合循环性能及新型煤基氢电联产性能研究

楼主：www_xyj [2011/9/4]

制氢技术(行业优秀论文推荐欣赏)

作者：陈盈盈
出处：

【关键词】循环性能,,煤基,,氢电联产,,系统性能,,余热锅炉,,联合循环系统,,循环热效率,,反应器,,联产系统,,气化压力,,气化温度,,蒸汽参数,,转化率,,近零排放,,热利用,,系统效率,,模拟,,煤气,,链式,,给水温度,,

【摘要】本文采用有效度-NTU分析法，对余热锅炉各段换热器进行了建模，研究了华电戚墅堰电厂S109FA型三压再热联合循环系统的性能。通过优化蒸汽参数，联合循环系统效率提高0.2％～0.4％；分析了余热锅炉给水温度对系统性能的影响，降低给水温度可提高系统效率；研究了变工况条件下最佳蒸汽运行压力随负荷变化的特点，并模拟了季节变化对联合循环系统性能的影响。建立了联合循环系统<火用>效率数学模型，以系统佣效率最高作为系统性能的评判标准，在亚临界范围内，对余热锅炉的蒸汽参数进行了优化；针对余热锅炉进气温度对余热锅炉性能的影响进行分析，在此基础上提出燃气轮机排气部分回热利用，并研究了回热利用对联合循环效率的影响

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本文采用有效度-NTU分析法，对余热锅炉各段换热器进行了建模，研究了华电戚墅堰电厂S109FA型三压再热联合循环系统的性能。通过优化蒸汽参数，联合循环系统效率提高0.2％～0.4％；分析了余热锅炉给水温度对系统性能的影响，降低给水温度可提高系统效率；研究了变工况条件下最佳蒸汽运行压力随负荷变化的特点，并模拟了季节变化对联合循环系统性能的影响。 建立了联合循环系统<火用>效率数学模型，以系统佣效率最高作为系统性能的评判标准，在亚临界范围内，对余热锅炉的蒸汽参数进行了优化；针对余热锅炉进气温度对余热锅炉性能的影响进行分析，在此基础上提出燃气轮机排气部分回热利用，并研究了回热利用对联合循环效率的影响。计算结果表明，经余热锅炉优化和排气部分回热利用，基本负荷下，S109FA机组联合循环热效率可提高1.33％，75％和50％的负荷下，效率分别提高2.11％和4.17％；而具有再热的GT26机组联合循环热效率高达60.73％。 开展了煤炭氢电联产的模拟研究，研究了两种不同技术的具有CO<,2>分离的煤炭氢电联产系统，分别为载氧体链式反应器的氢电联产系统以及CaO作CO<,2>吸附剂的煤一步制氢氢电联产系统，研究结论为下一步的试验研究和系统概念设计提供了基础数据和研究方向。 载氧体链式反应器氢电联产系统，煤经气化、以FeO、Fe<,3>O<,4>作载氧体，经链式反应器和联合循环，实现氢电联产和CO<,2>富集。论文用ASPEN PLUS软件对系统性能进行了模拟，研究链式反应器温度、载氧体循环质量、蒸汽转化率、氧/煤质量比、煤气化的压力温度以及透平进口气体温度对系统性能的影响，并对过程进行了能量分析和<火用>分析。结果表明，系统产生的H2纯度达99.9％，CO<,2>近零排放；在气化温度1400℃，气化压力3MPa，氧/煤质量比为1时，系统的冷煤气效率是81.5％；蒸汽反应器在815℃、蒸汽转化率为37％时，系统的净效率达到58.06％；蒸汽转化率对系统性能影响较大，从28％增加到41％时，系统的效率由53.17％增加到58.33％。<火用>分析表明系统的<火用>损主要集中在气化炉和余热锅炉部分。 针对CaO作CO<,2>吸附剂的煤一步制氢构成的CO<,2>近零排放氢电联产系统，在气化温度700℃、气化压力3MPa、C转化率为51.4％、S/C摩尔比2.017、Ca/C摩尔比0.648条件下，模拟计算系统的性能，结果表明煤气中H<,2>含量96.28％、CH<,4>含量2.83％及少量的CO、CO<,2>、N<,2>、H<,2>S等，气化过程冷煤气效率达到80.23％，所研究的系统CO<,2>可近零排放，能量转换效率65.2％，<火用>效率为59.92％，其中<火用>损主要发生在余热锅炉、煅烧反应器及气化反应器等部分。
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