Analyse thermodynamique et optimisation du processus du système de génération d'électricité sans carbone basé sur le cycle de combustion riche en oxygène de CO_2

XU Hongyu ,  

CHEN Shuo ,  

XU Cheng ,  

摘要

Dans le cycle de combustion rich en oxygène de CO_2, l'intégration thermique de la séparation de l'air est généralement utilisée pour améliorer la correspondance de la capacité thermique du processus de régénération. Cependant, l'intégration thermique de l'unité de séparation de l'air augmente la quantité de chaleur de régénération du cycle, et en même temps, en raison de la faible vitesse de régulation de la charge de l'unité de séparation, a un certain impact sur les performances du système de génération d'énergie. Afin d'annuler l'intégration thermique de l'unité de séparation et d'augmenter encore l'efficacité du cycle, une méthode de compression isentropique de dérivation visant à équilibrer la capacité thermique du flux froid et chaud a été proposée. Un modèle complet de système de génération d'énergie basé sur la combustion du gaz riche en oxygène CO_2 a été construit dans le logiciel de simulation Aspen, et les performances thermodynamiques du système ont été analysées, ainsi que l'impact de l'intégration thermique de la séparation sur les performances du système et comparé au système supercritique. L'étude a montré: l'efficacité du cycle du système conventionnel intégré thermiquement est de 43,39%; comparé au système sans intégration thermique, la consommation d'énergie de l'unité de séparation a augmenté de 19,9 MW, tout en fournissant 180,8 MW d'intégration thermique, ce qui a entraîné une augmentation de l'efficacité du cycle de 1,64%. Compte tenu de la limitation de la différence de régénération, le débit idéal du flux séparé pour le système supercritique est de 258,2 kg/s; par rapport à l'intégration thermique, la charge de répartition pour le système de recompression a diminué de 59,8 MW, et la différence moyenne de température de transfert de chaleur a diminué de 3,1 °C, portant l'efficacité du cycle à 43,52%. L'étude révèle le mécanisme de l'intégration thermique sur l'efficacité du cycle de combustion de CO_2 riche en oxygène et propose un moyen d'optimiser le processus de répartition de la capacité thermique de l'unité de séparation et guide l'isolement du système de recompression pour le cycle énergétique, et en même temps fournit un guide théorique pour la conception de paramètres du système de recompression isolé.

关键词

gazéification; cycle CO_2 supercritique; gazéification; capture et stockage du carbone; recompression

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