检索结果-内蒙古大学图书馆

动力工程学报 2023年第1期43卷 65-73页

作者：姜锦涛叶学民孔梦迪宋睿哲李春曦华北电力大学、河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

提出了燃气富氧燃烧脱碳发电系统(方案1)、耦合余热回收技术的燃气富氧燃烧脱碳发电系统(方案2)和太阳能辅助的燃气富氧燃烧脱碳发电系统(方案3)3种方案,通过研究三者的热经济指标及经济性,确定方案3为最优碳捕集方案,并讨论了方案3的... 详细信息

提出了燃气富氧燃烧脱碳发电系统(方案1)、耦合余热回收技术的燃气富氧燃烧脱碳发电系统(方案2)和太阳能辅助的燃气富氧燃烧脱碳发电系统(方案3)3种方案,通过研究三者的热经济指标及经济性,确定方案3为最优碳捕集方案,并讨论了方案3的逐时热力性能。结果表明:方案2和方案3在增加机组建设成本前提下,均可改善机组的热力性能;与方案2相比,方案3可使机组每年多发电91047.06 MW,节省燃料成本3003万元;随环境温度和太阳能法向直接辐射量的提高,方案3的燃气轮机发电量下降,但集成系统的净发电量和净发电效率大幅提高。

关键词：燃气联合循环发电富氧燃烧太阳能热经济性

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分流叶片长度及周向偏移量对ORC向心透平性能的影响

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动力工程学报 2024年第5期44卷 759-769页

作者：韩旭李奇杨依栋刘树华李鹏华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷... 详细信息

利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷和损失分布。结果表明:分流叶片能有效削弱通道中的涡流,改善流动状况,使通道内部的压力分布合理;同时在一定程度上分担了主叶片的载荷。与分流叶片长度系数相比,周向偏移量对熵产率的影响较为明显;随着长度系数和周向偏移量的增加,高熵产率范围和总压损失系数均呈现先减后增的趋势,等熵效率的变化则相反,当l=0.5、d=0.5时等熵效率最大,为91.26%,而功率与叶片长度大体呈正相关;将长度系数和周向偏移量分别控制在0.5~0.6时,能保持较为理想的流动状况及叶片载荷分布,高熵产率范围较小,有利于透平性能的提升。

关键词：向心透平分流叶片熵产法数值模拟

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耦合氨水吸收式制冷液化回收CO_(2)的SOFC/GT/ST/ORC系统研究

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动力工程学报 2023年第6期43卷 724-734页

作者：田松峰刘诗尧刘亚轩包忠祥张倩李正宽张都华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

为提高固体氧化物燃料电池(SOFC)的联供系统效率、降低碳捕集能耗,提出了一种基于SOFC/透平(GT)/蒸汽轮机(ST)、有机朗肯循环(ORC)和氨水吸收式制冷循环液化回收CO_(2)的联供系统。利用Aspen Plus软件搭建了SOFC本体模型,并对其进行验... 详细信息

为提高固体氧化物燃料电池(SOFC)的联供系统效率、降低碳捕集能耗,提出了一种基于SOFC/透平(GT)/蒸汽轮机(ST)、有机朗肯循环(ORC)和氨水吸收式制冷循环液化回收CO_(2)的联供系统。利用Aspen Plus软件搭建了SOFC本体模型,并对其进行验证。通过输入设计工况下的热力学参数,探究了电流密度、燃料利用率、汽碳比对SOFC本体及联供系统性能的影响。结果表明:在设计工况下,SOFC发电效率为55.5%、联供系统发电效率为76.5%、功冷联供效率为92.6%,与现有系统相比,各效率均有提升;当电流密度增加至极限电流密度时,浓差极化损失迅速增大,对系统性能产生负面影响;随着燃料利用率的提高,功冷比不断下降,各效率呈先增后减的趋势;当汽碳比为2时,联供系统的发电效率及功冷联供效率最大,分别为78.04%和93.2%。

关键词：固体氧化物燃料电池有机朗肯循环氨水吸收式制冷循环联供系统

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有机工质向心透平数值模拟及变工况内流特性研究

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动力工程学报 2024年第2期44卷 260-269页

作者：韩旭李奇杨依栋李鹏刘树华韩中合华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

基于国内外研究现状,分别对设计工况下和非设计工况下有机朗肯循环向心透平的工作状态进行了三维数值模拟。以透平功率、效率、反动度、静叶损失系数、动叶损失系数作为评价指标,分析了透平在非设计工况下的性能;同时开展了透平在非设... 详细信息

基于国内外研究现状,分别对设计工况下和非设计工况下有机朗肯循环向心透平的工作状态进行了三维数值模拟。以透平功率、效率、反动度、静叶损失系数、动叶损失系数作为评价指标,分析了透平在非设计工况下的性能;同时开展了透平在非设计工况下流动状况的描述。结果表明:设计工况下透平输出功率为122.3 kW,透平等熵效率为83.54%;在非设计工况下,透平功率和效率在转速比为0.8~1.0时的增幅较大,透平反动度和静叶损失系数均与转速呈线性关系,而动叶损失系数在转速比为0.8~1.2时存在最小值;当转速低于设计转速时,在动叶前缘吸力面存在涡流,当转速高于设计转速时,涡流存在于动叶压力面的前缘,造成此现象的主要原因是动叶转速与静叶出口流速的周向分量之间存在差值。

关键词：有机朗肯循环向心透平非设计工况流动状况数值模拟

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计及碳排放成本的风光燃储综合能源系统规划

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动力工程学报 2022年第9期42卷 873-880页

作者：韩旭周峻毅李奇吴迪李鹏韩中合华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

构建了一套耦合风光燃储网的冷、热、电三联供综合能源系统,以系统经济性和环境效益为优化目标对系统的设备和参数进行优化研究,得出了现行约束条件下的最优系统配置。结果表明:5种系统中,“风-光-燃-储-网”系统的年CO_(2)排放量和系... 详细信息

构建了一套耦合风光燃储网的冷、热、电三联供综合能源系统,以系统经济性和环境效益为优化目标对系统的设备和参数进行优化研究,得出了现行约束条件下的最优系统配置。结果表明:5种系统中,“风-光-燃-储-网”系统的年CO_(2)排放量和系统总成本均最低;“风-光-储-网”系统消纳可再生能源的能力最佳,可再生能源渗透率为69.93%,但总成本为“风-光-燃-储-网”系统的159%;光伏价格和碳税价格与年CO_(2)排放量呈反比,且当光伏降价比例达到40%后,其对年CO_(2)排放量的限制作用不再突出。

关键词：综合能源系统优化节能减排碳税碳中和

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仿灰鲭鲨尾鳍襟翼的翼型气动性能数值研究

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动力工程学报 2024年第6期44卷 895-904页

作者：苏顺龙叶学民吴英明李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

为进一步提高翼型的气动性能,基于灰鲭鲨尾鳍上尾叉型线结构,提出一种仿生襟翼结构。利用SST k-ω湍流模型模拟仿生翼型的气动性能和内流特征,分析了仿生襟翼相对位置和角度的影响,得到了气动性能最优的仿生襟翼翼型,并将其与格尼襟翼... 详细信息

为进一步提高翼型的气动性能,基于灰鲭鲨尾鳍上尾叉型线结构,提出一种仿生襟翼结构。利用SST k-ω湍流模型模拟仿生翼型的气动性能和内流特征,分析了仿生襟翼相对位置和角度的影响,得到了气动性能最优的仿生襟翼翼型,并将其与格尼襟翼进行对比。结果表明:安装仿生襟翼后,翼型升阻比较原翼型显著提高;当襟翼相对高度不变时,减小襟翼安装角和增大襟翼与尾缘间的距离均导致翼型失速提前;安装角为45°且逆流向安装在尾缘处的仿生襟翼翼型气动性能最优,其升力系数较格尼襟翼翼型在失速前平均提高5.9%;安装仿生襟翼后流场结构更复杂,流场内涡的位置、数量及大小均有所改变。

关键词：翼型仿生襟翼气动性能结构优化数值模拟

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加热条件下倾斜管中超临界CO_(2)流动与传热特性数值模拟

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动力工程学报 2024年第10期44卷 1503-1514页

作者：董新宇张宇轩刘璐王腾王太闫润华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

超临界CO_(2)(SCO_(2))布雷顿循环具有广阔的应用前景,其流动与传热特性规律对系统发电效率及安全运行至关重要。基于FLUENT软件进行数值模拟,分析加热条件下倾斜上升管及下降管中SCO_(2)的流动与传热特性。研究了倾斜角度、流动方向、... 详细信息

超临界CO_(2)(SCO_(2))布雷顿循环具有广阔的应用前景,其流动与传热特性规律对系统发电效率及安全运行至关重要。基于FLUENT软件进行数值模拟,分析加热条件下倾斜上升管及下降管中SCO_(2)的流动与传热特性。研究了倾斜角度、流动方向、运行工况等参数对SCO_(2)的阻力与传热系数的影响。结果表明:在上升管中,倾斜角度的增加会使沿程压力降低,对流传热系数和阻力系数升高;在下降管中,倾斜角度的增加会使对流传热系数和沿程压力升高,阻力系数降低;倾斜角度的变化对浮升力和热加速效应几乎没有影响;下降管的综合传热性能整体优于上升管,并且竖直下降管的综合传热性能最优;压力和热流密度对SCO_(2)对流传热系数的影响较小,质量通量对其影响较大。

关键词：超临界CO_(2) 倾斜管传热特性阻力特性

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基于S-CO_(2)布雷顿循环的太阳能发电储能一体化系统性能分析

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动力工程学报 2024年第8期44卷 1205-1215页

作者：张学镭梁建雄王普赵哲贾程广华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

设计了一种以S-CO_(2)和石英石为储能介质、再压缩S-CO_(2)布雷顿循环为动力循环的塔式太阳能热发电储能一体化系统。基于Gensystem计算平台,建立了动力循环、太阳能集热系统、S-CO_(2)斜温层储热罐的数学模型,研究了集热系统性能和S-CO... 详细信息

设计了一种以S-CO_(2)和石英石为储能介质、再压缩S-CO_(2)布雷顿循环为动力循环的塔式太阳能热发电储能一体化系统。基于Gensystem计算平台,建立了动力循环、太阳能集热系统、S-CO_(2)斜温层储热罐的数学模型,研究了集热系统性能和S-CO_(2)斜温层储热罐的储、释热动态特性。在此基础上,分析了一体化系统的热力性能和经济性能。结果表明:经过13次循环储、释热过程,斜温层储热罐出口温度趋于稳定。释热结束时,斜温层储热罐热流体出口温度下降了63 K,储热结束时,冷流体出口温度升高了46 K。与配置双储热罐的塔式太阳能热发电系统相比,一体化系统夏至日和冬至日日均发电效率分别提高了1.8%和1.7%,系统总投资降低了9.46%,平准化度电成本下降了9.45%,投资回收期缩短了1.8 a。

关键词：太阳能布雷顿循环斜温层超临界二氧化碳储能

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“双碳”目标下新型医疗废物气化多联产系统3E分析

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动力工程学报 2024年第5期44卷 817-826页

作者：孔梦迪叶学民刘迪李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

基于传统医疗废物气化多联产机组(常规方案),提出了2种耦合碳捕集与封存(CCS)的低碳方案1和方案2。从能量、[火用]和经济性(3E)角度对3种方案进行对比。针对最优的方案2开展[火用]流分析,并讨论了烟气再循环比对系统性能的影响。结果表... 详细信息

基于传统医疗废物气化多联产机组(常规方案),提出了2种耦合碳捕集与封存(CCS)的低碳方案1和方案2。从能量、[火用]和经济性(3E)角度对3种方案进行对比。针对最优的方案2开展[火用]流分析,并讨论了烟气再循环比对系统性能的影响。结果表明:相较于常规方案,方案2在净发电效率降低15.38%的情形下,整体[火用]效率提高了7.18%;低碳方案2的动态回收期比方案1的减少3.12a,净现值增加590.60万元;方案2在保证机组良好性能的同时可实现低碳排放的目标,且具有较高的经济收益;增大烟气再循环比可提高集成系统的经济收益。

关键词：医疗废物气化冷热电联产系统碳捕集与封存 3E分析烟气再循环

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叶顶开槽-小翼结构对轴流风机性能和噪声影响的数值研究

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动力工程学报 2023年第9期43卷 1123-1131页

作者：杨天康叶学民刘洋李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

以某两级动叶可调轴流风机为对象,提出了在叶顶加装吸力面小翼并开设斜槽的新型叶顶结构,采用Fluent模拟了改型前后风机的气动性能,并引入大涡模拟得到了风机噪声和涡结构的变化,进而分析了不同叶顶结构对风机性能、内流特征、噪声及叶... 详细信息

以某两级动叶可调轴流风机为对象,提出了在叶顶加装吸力面小翼并开设斜槽的新型叶顶结构,采用Fluent模拟了改型前后风机的气动性能,并引入大涡模拟得到了风机噪声和涡结构的变化,进而分析了不同叶顶结构对风机性能、内流特征、噪声及叶顶涡结构的影响。结果表明:在吸力面加装小翼后风机全压和效率均有提升,在小翼上开设顺流向斜槽后性能更优;泄漏涡和叶顶间隙为主要噪声源,吸力面小翼可有效降低风机噪声,在小翼开槽后总声压级增大;综合考虑风机性能和噪声变化,方案2为最佳改型方案,该方案下叶顶泄漏涡涡量减小,风机噪声较低,涡结构分布较为离散,大尺度涡发生破碎,涡核位置远离主流道,因此叶顶损失较小。

关键词：泄漏涡叶顶改型气动性能噪声涡结构

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