基于富氧燃烧二氧化碳循环的煤气化零碳发电系统热力学分析及流程优化Thermodynamic analysis and process optimization of a coal gasification power system with zero carbon emissions based on oxy-fuel combustion CO2 cycle
许宏宇,陈硕,许诚
摘要(Abstract)：
在富氧燃烧CO_2循环中，空分热集成通常用于改善回热过程的热容匹配。然而，空分单元的热集成增加了循环的回热量，同时由于空分单元负荷调节速率较低，对发电系统运行性能产生一定影响。为了取消空分热集成并进一步提高循环效率，提出了一种分流绝热压缩的方法，旨在平衡冷、热流股的热容。在Aspen仿真软件中构建了基于煤气化富氧燃烧超临界CO_2循环发电系统模型，分析了系统热力学性能以及空分热集成对系统性能的影响，并提出了再压缩系统作为对比。研究结果表明：集成空分热量的常规系统循环效率为43.39%；相比无热集成系统，空分单元的压缩耗功增加了19.9 MW，同时提供了180.8 MW的热集成，使得循环效率提升了1.64百分点；考虑到回热端差的限制，再压缩系统的最佳分流质量流量为258.2kg/s；相比空分热集成，再压缩系统的回热负荷降低了59.8MW，且平均换热温差进一步降低了3.1℃，循环效率提升至43.52%。研究揭示了热量集成对富氧燃烧CO_2循环效率的影响机制，提出了解耦动力循环与空分单元热集成的流程优化方式，同时为再压缩系统的参数设计提供了理论指导。
关键词(KeyWords)： 富氧燃烧;超临界CO_2循环;煤气化;碳捕集;再压缩
基金项目(Foundation):
作者(Author): 许宏宇,陈硕,许诚
DOI: 10.19666/j.rlfd.202501007