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煤热解混合发电系统热力性能的研究; Study on Thermal Performance of Pyrolysis Bridged Hybrid Power System for Coal
李昱喆
学位类型博士
导师宋文立
2015-05
学位授予单位中国科学院研究生院
学位专业化学工程
关键词煤热解 燃煤电站 系统集成 电站改造 经济评估
摘要我国的能源结构决定了电力行业长期以燃煤为主。国办发[2014]31号文件要求进一步提升煤电高效清洁发展水平,到2020年新建和现役燃煤发电机组供电煤耗分别低于300 gce/kWh和310 gce/kWh。因此,开发新型高效燃煤发电技术意义重大。 本文对中国科学院过程工程研究所提出的煤热解混合发电系统的热力性能进行了系统研究。应用化工流程软件Aspen Plus和热平衡软件Thermoflex建立了煤热解混合发电系统的协同模拟平台,探讨了热解气产率、水分含量等因素对热解能量转化效率的影响,结果表明随热解气产率的提高热解能量转化效率下降;煤中的水分含量增加了热解能耗,水分含量20%的霍林河煤和水分含量50%维多利亚煤的热解能量转化效率分别为93.3%和82.0%。 鉴于煤中水分含量对热解转化效率的影响,在煤热解混合发电系统基础上提出了一种耦合蒸汽干燥的煤热解混合发电系统(IPE power),其供电效率高于同参数常规电站。研究了系统参数对IPE power电站热力性能的影响,结果表明IPE power亚临界发电系统和超临界发电系统效率分别可达到42%和44%(供电煤耗293 gce/kWh和280 gce/kWh)。 可利用IPE power系统对现役机组进行改造,本文考察了300 MW亚临界机组和50 MW供热机组的改造方案,结果表明300 MW亚临界机组供电效率从34.63%提升到40.65%(供电煤耗从355降低到303 gce/kWh);50 MW供热机组供电效率从14.80%提升到20.37%(供电煤耗从316降低到269 gce/kWh),IPE power系统为提升现役机组能效水平提供了一条的可行路径。 借鉴于煤热解混合发电系统蒸汽集成思想,考察了生物质发电机组和燃气联合循环蒸汽发电机组与燃煤超临界发电机组的蒸汽集成系统热力性能,并探讨了系统参数对集成系统热力性能的影响。结果表明蒸汽集成后生物质机组供电效率从29.40%提升到38.42%,燃气联合循环蒸汽机组供电效率从32.89%提升到34.47%。 IPE power电站经济性评价结果表明,项目方案具有良好的盈利水平和资金回收能力,经济上可行。尤其利用IPE power系统进行现役电站改造,可最大限度利用原有设备,投资利润率高。 综上所述,所提出的IPE power发电系统的热力性能优于常规燃煤系统,经济上可行。该系统可用于新建机组,也适用于现役机组的改造,可将现役机组价值创造能力提升到新高度。本文的研究内容为今后的工程应用提供了参考。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/20308
专题研究所(批量导入)
推荐引用方式
GB/T 7714
李昱喆. 煤热解混合发电系统热力性能的研究, Study on Thermal Performance of Pyrolysis Bridged Hybrid Power System for Coal[D]. 中国科学院研究生院,2015.
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