Análisis termodinámico y optimización del proceso del sistema de generación de electricidad sin carbono basado en el ciclo de combustión rico en oxígeno de CO_2
En el ciclo de combustión rico en oxígeno de CO_2, la integración térmica de la separación del aire se utiliza normalmente para mejorar la correspondencia de la capacidad térmica del proceso de regeneración. Sin embargo, la integración térmica de la unidad de separación del aire aumenta la cantidad de calor de regeneración del ciclo, y al mismo tiempo, debido a la baja velocidad de regulación de la carga de la unidad de separación, tiene un cierto impacto en las actuaciones del sistema de generación de energía. Con el fin de cancelar la integración térmica de la unidad de separación y mejorar aún más la eficiencia del ciclo, se propuso un método de compresión isentrópica de derivación destinado a equilibrar la capacidad térmica del flujo frío y caliente. Se construyó un modelo completo del sistema de generación de energía basado en la combustión de gas rico en oxígeno CO_2 en el software de simulación Aspen, y se analizaron las actuaciones termodinámicas del sistema, y el impacto de la integración térmica de la separación en las actuaciones del sistema y se comparó con el sistema supercrítico. El estudio mostró que: la eficiencia del ciclo del sistema convencional integrado térmicamente es del 43,39%; en comparación con el sistema sin integración térmica, el consumo de energía de la unidad de separación aumentó en 19,9 MW, y al mismo tiempo proporcionó 180,8 MW de integración térmica, lo que aumentó la eficiencia del ciclo en 1,64%. Teniendo en cuenta la limitación de la diferencia de regeneración, el flujo ideal del flujo separado para el sistema supercrítico es de 258,2 kg/s; en comparación con la integración térmica, la carga de recompresión para el sistema disminuyó en 59,8 MW, y la diferencia media de temperatura de transferencia de calor se redujo en 3,1 °C, aumentando la eficiencia del ciclo a 43,52%. El estudio revela el mecanismo de la integración térmica en la eficiencia del ciclo de combustión de CO_2 rico en oxígeno y propone un método para optimizar el proceso de distribución de la capacidad térmica de la unidad de separación y guía el aislamiento del sistema de recompresión para el ciclo de energía, y al mismo tiempo proporciona una guía teórica para el diseño de los parámetros del sistema de recompresión aislado.
关键词
gasificación; ciclo CO_2 supercrítico; gasificación; captura y almacenamiento de carbono; recompresión