Thermodynamische Analyse des kohlevergasungs-Oxyfuel-Verbrennungs-CO_2-Kreislaufs und Prozessoptimierung des kohlevergasungs-Oxyfuel-Verbrennungs-CO_2-Kreislauffreien Kraftwerkssystems
In einem oxyfuel-Verbrennungs-CO_2-Kreislauf wird die Wärmeintegration eines Luftzerlegungssystems in der Regel zur Verbesserung der Wärmeübereinstimmung im Wärmerückgewinnungsprozess verwendet. Die Wärmeintegration des Luftzerlegungsblocks erhöht jedoch die Rückwärme des Kreislaufs, und aufgrund der langsamen Laständerungsrate des Luftzerlegungssystems wirkt sich dies auf die Betriebsleistung des Kraftwerkssystems aus. Um die Wärmeintegration des Luftzerlegungssystems zu beseitigen und den Kreislaufwirkungsgrad weiter zu verbessern, wird eine Methode vorgeschlagen, die auf eine isentrope Kompression mit Teilaufteilung abzielt, um das Wärmekapazitätsungleichgewicht von kalter und warmer Strömungspartien auszugleichen. Es wurde ein Modell eines kohlevergasungs-Oxyfuel-Verbrennungs-Superkritischer-CO_2-Kreislaufkraftwerkssystems in Aspen-Simulationssoftware gebaut, und die thermodynamische Leistung des Systems sowie der Einfluss der Wärmeintegration des Luftzerlegungssystems auf die Systemleistung wurden analysiert und ein Gegenbeispiel eines Rekompressionsystems vorgeschlagen. Die Ergebnisse zeigen, dass der konventionelle Kreislaufwirkungsgrad mit integrierter Wärme des Luftzerlegungssystems 43,39% beträgt; Im Vergleich zu einem nicht-wärmeintegrierten System hat die Kompressionsleistung des Luftzerlegungsblocks um 19,9 MW zugenommen und gleichzeitig 180,8 MW an Wärmeintegration bereitgestellt, was zu einer Steigerung des Kreislaufwirkungsgrads um 1,64 Prozentpunkte führt; Unter Berücksichtigung der Beschränkung des Rückwärmestroms beträgt die optimale Teilaufteilungsmassenstrom des Rekompressionssystems 258,2 kg/s; Im Vergleich zur Wärmeintegration des Luftzerlegungssystems hat die Rückwärmebelastung des Rekompressionssystems um 59,8 MW abgenommen, und die durchschnittliche Wärmetauschtemperaturdifferenz hat sich um weitere 3,1 °C verringert, wodurch der Kreislaufwirkungsgrad auf 43,52% steigt. Die Studie zeigt den Mechanismus der Wärmeintegration auf die Effizienz des oxyfuel-Verbrennungs-CO_2-Kreislaufs auf, schlägt einen Optimierungsweg zur Entkopplung des Kraftwerkskreislaufs vom Wärmeintegrationssystem des Luftzerlegungsblocks vor und bietet theoretische Anleitung für die Parameterauslegung des Rekompressionssystems.