發(fā)布時間：2020-09-26 17:13

　　 我國經(jīng)濟(jì)運(yùn)行延續(xù)穩(wěn)中向好態(tài)勢,全國電力需求快速增長,然而用電量呈非周期性變化,且有峰谷之分,使得在許多時間段擁有較低用電量,造成了巨大的能源浪費(fèi)。研究新型能源循環(huán)系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)可以有效的解決這種浪費(fèi),以達(dá)到節(jié)能目的。本文對壓縮二氧化碳儲能系統(tǒng)和超臨界二氧化碳布雷頓聯(lián)合循環(huán)進(jìn)行仿真模型建立,對基于超臨界再壓縮二氧化碳布雷頓循環(huán)系統(tǒng)和預(yù)壓預(yù)冷系統(tǒng),進(jìn)行熱效率對比討論,探討是否能夠有效提高能源利用率,并以初壓、初溫、分流系數(shù)、預(yù)壓壓力和預(yù)熱溫度為變量條件,研究再壓縮與預(yù)壓預(yù)冷系統(tǒng)的循環(huán)效率變化規(guī)律,并對兩系統(tǒng)各設(shè)備的(火用)損以及系統(tǒng)最佳循環(huán)效率進(jìn)行對比;對儲能部分系統(tǒng)的熱效率和儲能密度進(jìn)行特性分析,同時對壓縮二氧化碳儲能系統(tǒng)中的釋能部分進(jìn)行熱力學(xué)分析。結(jié)果表明,初溫初壓和分流系數(shù)對熱效率有較大影響。兩系統(tǒng)一定存在最優(yōu)分流系數(shù)使得系統(tǒng)達(dá)到最佳效率;在一定條件下,初溫越高循環(huán)效率越高,而初壓越高循環(huán)效率先增大后減小。循環(huán)系統(tǒng)初溫720℃,初壓20MPa以下時,預(yù)壓預(yù)冷系統(tǒng)比再壓縮系統(tǒng)擁有更高的循環(huán)效率且循環(huán)效率達(dá)到50%以上。發(fā)現(xiàn)儲能壓力和釋能壓力對儲能效率和能量密度有較大影響,加熱溫度、壓比變化和釋能壓力變化都會引起系統(tǒng)換熱量、系統(tǒng)輸出功和系統(tǒng)效率的變化。使用超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)有較高的發(fā)電效率和較好的熱經(jīng)濟(jì)性。使在用電低峰期時使用超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)系統(tǒng)的多余能量帶動壓縮二氧化碳儲能系統(tǒng)進(jìn)行儲能,用電高峰期時兩系統(tǒng)同時發(fā)電供電,從而降低能源浪費(fèi)�？傊�,使用聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)可以減少能源浪費(fèi)提高能源利用率。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM621
【部分圖文】：

圖 2-2 再壓縮循環(huán)溫熵圖由溫熵圖可以看出，在理想狀態(tài)下透平機(jī)和壓縮機(jī)熵增為零，主壓縮機(jī)出口溫度要低于副壓縮機(jī)入口溫度，副壓縮機(jī)出口溫度低于高溫回?zé)崞鳠岫顺隹跍囟�。再壓縮的二氧化碳布雷頓循環(huán)比簡單二氧化碳循環(huán)的效率有明顯提高，同時避免了簡單二氧化碳循環(huán)的“夾點(diǎn)”問題。因此循環(huán)系統(tǒng)更穩(wěn)定更容易控制。2.2 SCO2布雷頓循環(huán)效率計算方法出于實(shí)際考慮，鍋爐初壓初溫、和分流系數(shù)是可自主選擇的，所以本文是以鍋爐初溫初壓和分流系數(shù)為自變量求解系統(tǒng)循環(huán)效率，并分析其效率的變化規(guī)律，尋求最佳效率點(diǎn)�；跓崃W(xué)第一定律，循環(huán)效率 η為：t c in outin inW W Q QQ Q （2-1）式中：Wt為渦輪機(jī)產(chǎn)功，J；Wc為渦輪機(jī)耗功，J；Qin為產(chǎn)熱量，J；Qout為

128567鍋爐渦輪機(jī)熱器熱器主壓縮機(jī)再壓縮機(jī)冷凝器9圖 2-5 預(yù)壓預(yù)冷循環(huán)系統(tǒng)圖對于預(yù)冷預(yù)壓循環(huán)，影響其效率的因素較多，所以本文僅討論了在其它條件一定的情況下初壓、初溫、預(yù)壓溫度、預(yù)熱溫度和分流系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)變化對系統(tǒng)效率的影響情況。通過分析得到預(yù)冷預(yù)壓再壓縮系統(tǒng)圖如圖 2-5 如所示：該系統(tǒng)是在再壓縮系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行分流前先對全部流體先進(jìn)預(yù)冷卻和預(yù)加壓過程，使渦輪機(jī)做更多的功，進(jìn)而系統(tǒng)焓溫曲線擁有更多的多變性。系統(tǒng)熵溫圖和焓壓圖如圖 2-6 所示：

用以下方程來表述：ΔEex=(ΣEex,in+ΣWin)-(ΣEex,out+ΣWout) （2-12）下圖為再壓縮系統(tǒng)和預(yù)壓預(yù)冷系統(tǒng)熱性能對比。再壓縮循環(huán)鍋爐的 損小于預(yù)冷循環(huán)。在再壓縮循環(huán)系統(tǒng)下，由較高的鍋爐入口溫度引起的 損降低。表 2-7 再壓縮系統(tǒng)和預(yù)壓預(yù)冷系統(tǒng)對比項(xiàng)目 再壓縮系統(tǒng) 預(yù)壓預(yù)冷系統(tǒng)循環(huán)初壓/MPa 20 20循環(huán)初溫/℃ 700 700流量/（t/h） 2000 2000分流系數(shù) 0.419 0.456循環(huán)特性鍋爐入口溫度/℃ 568.24 520.12渦輪機(jī)發(fā)電/MW 91.54 116.74循環(huán)效率/% 51.6 51.7效率增量/% 0.1

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1 齊偉;王文華;陳林根;;等溫加熱修正雙布雷頓循環(huán)

本文編號：2827250