【Цель】 Для смягчения значительного снижения эффективности выработки электроэнергии, вызванного высоким энергопотреблением вспомогательной системы улавливания углерода в технологии обогащенного кислородом сгорания, в данной работе инновационно комбинируются цикл Брайтона с сверхкритическим CO₂ (S-CO₂) и технология обогащенного кислородом сгорания угля с целью создания и оптимизации нового высокоэффективного низкоуглеродного комплексного энергосистемы. 【Методы】 Создана термодинамическая модель системы производства электроэнергии с использованием цикла Брайтона S-CO₂ и обогащенного кислородом сжигания угля. С учетом многопараметричности и сильной связи системы использован метод поверхности отклика для многофакторной оптимизации. Путем построения квадратичных регрессионных уравнений с целевыми показателями чистой электрической эффективности и эффективности гидрогенизации количественно проанализированы основные и взаимодействующие эффекты ключевых параметров работы. 【Результаты】 Ранги влияния параметров на производительность системы: доля дымовых газов в первичном сухом цикле > температура холодного первичного воздуха > коэффициент разделения воздухоподогревателя > давление на входе в турбину высокого давления. Анализ взаимодействия показал, что для чистой электрической эффективности наиболее значимы взаимодействия между коэффициентом разделения воздухоподогревателя и долей дымовых газов в первичном сухом цикле, а также между давлением на входе в турбину высокого давления и температурой холодного первичного воздуха; для эффективности гидрогенизации наиболее выражено взаимодействие между давлением на входе в турбину высокого давления и температурой холодного первичного воздуха. Получены уравнения регрессионного предсказания параметров производительности системы S-CO₂ и вычислены оптимальные прогнозируемые значения целевых характеристик. 【Вывод】 Интеграция цикла Брайтона S-CO₂ может эффективно повысить энергетическую эффективность системы производства электроэнергии с обогащенным кислородом. Исследование с помощью моделирования и многофакторной оптимизации выявило порядок оптимизации ключевых параметров и механизм их взаимодействия, что предоставляет важную теоретическую основу для будущего проектирования и оптимизации эксплуатации данной системы.

сверхкритический диоксид углерода; анализ гидрогенизации; цикл Брайтона; обогащенное кислородом сгорание; метод поверхности отклика