以微型燃?xì)廨啓C(jī)為核心的先進(jìn)能量系統(tǒng)研究.pdf

1、分布式能源有助于實(shí)現(xiàn)能源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,大電網(wǎng)與分布式能源相結(jié)合已成為21世紀(jì)電力工業(yè)的發(fā)展方向。以微型燃?xì)廨啓C(jī)(簡(jiǎn)稱微燃機(jī))為核心的能量系統(tǒng)是分布式能源的主要方式之一。其中,微燃機(jī)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和微燃機(jī)與高溫燃料電池混合發(fā)電系統(tǒng)是以微燃機(jī)為核心的能量系統(tǒng)中最具發(fā)展前景的兩種形式。本文則針對(duì)這兩種能量系統(tǒng)存在的問(wèn)題,進(jìn)行了深入研究,提出了一些改進(jìn)措施,得到了更為先進(jìn)的以微燃機(jī)為核心的能量系統(tǒng)。
　　 微燃機(jī)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中,冷

2、熱電負(fù)荷的矛盾使聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能量梯級(jí)利用的優(yōu)勢(shì)無(wú)法充分發(fā)揮。本文針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,首先研究了采用怎樣的調(diào)節(jié)方法才能有效緩解這個(gè)矛盾。接著提出了回注蒸汽、進(jìn)氣冷卻等可解決或者緩解冷熱電負(fù)荷矛盾的新措施,從而有效地提高了聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的性能及效率。進(jìn)而將回注蒸汽、進(jìn)氣冷卻、冷凝水回收等措施集成到聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中,得到了更為先進(jìn)的以微燃機(jī)為核心的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。最后,對(duì)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則進(jìn)行了探討,根據(jù)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能量梯級(jí)利用的本質(zhì)特征提出了能量梯級(jí)利用效

3、率的新評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。
　　 微燃機(jī)與高溫燃料電池組成的混合發(fā)電系統(tǒng)是以微燃機(jī)為核心的能量系統(tǒng)中的另一種重要形式,本文以固體氧化物燃料電池/微燃機(jī)(SOFC/MGT)頂層循環(huán)混合發(fā)電系統(tǒng)作為研究重點(diǎn),對(duì)混合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)研究。首先揭示了SOFC/MGT混合發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的規(guī)律,分析了其效率進(jìn)一步提高的潛力,給出了限制效率進(jìn)一步提高的主要因素。然后根據(jù)使燃料更多的發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而更少的發(fā)生燃燒反應(yīng)的思路,提出了兩種效率顯著提高的混

4、合發(fā)電新系統(tǒng)。最后,進(jìn)行了混合發(fā)電系統(tǒng)脫碳的研究,首先對(duì)采用常規(guī)的氨水吸收法實(shí)現(xiàn)CO2準(zhǔn)零排放的SOFC/MGT混合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了計(jì)算分析。然后又在頂層循環(huán)的SOFC/MGT混合發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),提出了具有更高發(fā)電效率的CO2準(zhǔn)零排放SOFC/MGT混合發(fā)電新系統(tǒng)。
　　 本文針對(duì)以微燃機(jī)為核心的能量系統(tǒng),從改善系統(tǒng)變工況性能,提高系統(tǒng)效率,提高系統(tǒng)環(huán)保性能以及改進(jìn)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法等方面提出了一些新穎的思路與方法,研究成果將