煤基发电系统热力效率分析

发布时间：2017-07-19 18:26

  本文关键词：煤基发电系统热力效率分析

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【摘要】：电力生产过程是能源消耗的重要渠道,而煤炭作为煤基发电系统的原料,减少煤炭在电力生产过程中的消耗,实现煤电高效转换是贯彻节能减排政策的重要方法。本论文以通用流程模拟软件Aspen Plus为平台,建立了传统燃煤电站锅炉模型,并以该软件为工具,对传统燃煤电站锅炉进行热力学分析结果表明,锅炉水冷壁的炯损失最大,(?)效率最低。然后分别从换热和燃烧这两个角度,分析传统燃煤电厂能量转化过程的损失。对传统燃煤锅炉进行改造,并对改进机组进行模拟计算,结果表明水冷壁炯效率和机组输出功都增大。主要通过以下几个方法提高了效率：1)给水在进入水冷壁管前升温加压以达到节能效果；2)通过采用第二种换热介质对烟气进行直接换热,再与常规水介质进行同前一致的间接换热；3)回收烟气中水的潜热；4)最重要的是,由于避免了省煤器中具有腐蚀性气氛的烟气与水的直接换热,减少了管壁的磨损,使其使用寿命增长,经济性大大提高。从煤燃烧的角度来看,燃烧过程是煤的化学能向物理能的转化,在转化过程中存在着很大的品位损失,这是导致燃煤电厂效率不高的重要原因。整体煤气化联合循环(IGCC)正是基于此而提出的,通过把煤气化之后再燃烧,从而减少了燃烧品位损失。一方面气化后的合成气燃烧时品位损失小,另一方面燃气轮机排气与蒸汽循环能够很好的匹配,所以电厂效率有所增大。对IGCC系统进行建模、模拟计算和分析,结果表明,与煤的直接燃烧相比,输出功增加了9.2%。
【关键词】：常规燃煤电厂 过程优化 热力学分析 整体煤气化联合循环
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外相关领域研究现状11-13
• 1.2.1 (?)分析理论及其研究现状12
• 1.2.2 EUD图像(?)分析理论及其研究现状12-13
• 1.2.3 (?)耗散理论及其研究现状13
• 1.3 本文研究内容13-15
• 第二章 Aspen Plus软件与热力学理论研究15-22
• 2.1 Aspen Plus软件简介15-16
• 2.2 热力学理论研究16-21
• 2.2.1 (?)分析方法16-18
• 2.2.2 EUD图像(?)分析方法18-19
• 2.2.3 (?)耗散分析方法19-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 常规燃煤机组模型构建22-32
• 3.1 构建Aspen Plus模型22-27
• 3.1.1 流程模拟22-25
• 3.1.2 模型参数的确定25-26
• 3.1.3 模拟结果26-27
• 3.2 热力学分析27-31
• 3.2.1 (?)分析27-28
• 3.2.2 EUD图像(?)分析28-29
• 3.2.3 (?)耗散分析29-31
• 3.3 本章小结31-32
• 第四章 混合换热式给水预热系统的研究32-42
• 4.1 方案的提出32
• 4.2 建立Aspen plus模型32-35
• 4.2.1 中间介质的选取33
• 4.2.2 组分定义及模块选取33-34
• 4.2.3 流程模拟34-35
• 4.3 模拟结果与分析35-41
• 4.3.1 超临界状态35-38
• 4.3.2 超超临界状态38-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第五章 整体煤气化联合循环42-52
• 5.1 燃料化学能与物理能概述42
• 5.2 燃料化学能与物理能的梯级利用42-43
• 5.3 联合循环43-44
• 5.4 过程模拟44-50
• 5.4.1 煤的气化、净化44-48
• 5.4.2 燃气轮机透平及余热锅炉部分48-50
• 5.5 本章小结50-52
• 第六章 结论和展望52-53
• 6.1 结论52
• 6.2 展望52-53
• 参考文献53-56
• 致谢56

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本文编号：564243