【Objetivo】Para mitigar o problema da significativa redução da eficiência de geração devido ao alto consumo energético do sistema auxiliar de captura de carbono na tecnologia de combustão com oxigênio enriquecido, este artigo combina de forma inovadora o ciclo Brayton de dióxido de carbono supercrítico (S-CO₂) com a tecnologia de geração de energia por combustão enriquecida com oxigênio, com o objetivo de construir e otimizar um novo sistema composto de geração de energia eficiente e de baixo carbono. 【Método】Foi estabelecido um modelo termodinâmico do sistema de geração de energia por combustão enriquecida com oxigênio baseado no ciclo Brayton S-CO₂. Considerando as características do sistema de múltiplas variáveis e forte acoplamento, utilizou-se o método da superfície de resposta para um projeto de otimização multifatorial. Por meio da construção de equações de regressão quadrática com os objetivos de eficiência líquida elétrica do sistema e eficiência 㶲, foram analisados quantitativamente os efeitos principais e as interações dos parâmetros operacionais chave. 【Resultados】A ordem de influência de cada parâmetro no desempenho do sistema foi: proporção dos gases de exaustão do ciclo seco primário > temperatura do ar frio primário > proporção de derivação do economizador > pressão de entrada da turbina de alta pressão. A análise de interação mostrou que, para a eficiência líquida elétrica, as interações entre a proporção de derivação do economizador e a proporção dos gases de exaustão do ciclo seco primário, bem como entre a pressão de entrada da turbina de alta pressão e a temperatura do ar frio primário, foram as mais significativas; para a eficiência 㶲, a interação entre a pressão de entrada da turbina de alta pressão e a temperatura do ar frio primário foi a mais proeminente. Foi derivada a equação preditiva de regressão dos parâmetros de desempenho do sistema de geração enriquecido em oxigênio S-CO₂, e os valores alvo ótimos de resposta foram obtidos por meio de cálculos. 【Conclusão】A integração do ciclo Brayton S-CO₂ pode melhorar efetivamente a eficiência energética do sistema de geração por combustão enriquecida com oxigênio. O estudo, por meio da modelagem e otimização multifatorial, clarificou a ordem de otimização dos parâmetros chave e os mecanismos de sinergia, fornecendo uma importante base teórica para o futuro projeto de engenharia e otimização operacional do sistema.

dióxido de carbono supercrítico;análise 㶲;ciclo Brayton;combustão enriquecida com oxigênio;método da superfície de resposta