【化工装备大国重器】334-中科衡发超临界CO2;锅炉技术顺利通过国家安全与节能技术委员会评审

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哪位达人给科普一下超临界二氧化碳发电技术呗

timwangwt 发表于 2022-06-15 12:25
哪位达人给科普一下超临界二氧化碳发电技术呗

　　超临界二氧化碳(S-CO2)发电技术采用S-CO2布雷顿循环，是一种用超临界状态的二氧化碳作为工质的涡轮发动机热循环技术。目前承担基础负荷的发电形式主要是火力发电（锅炉+汽轮机），该能量转换系统采用的工质是水-水蒸汽。锅炉主要是提供热源（燃煤），水在封闭管路中经升压后到锅炉中去吸热，然后再进入汽轮机膨胀做功，推动汽轮机旋转进而驱动发电机向电网供电。水的临界点为温度T=374℃(647K)、压力22.05MPa（220.5bar）。目前最先进的超超临界火电机组运行参数情况为：温度高于593℃，水蒸汽压力高于31MPa。

liu530014416 发表于 2022-06-15 08:36
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而超临界二氧化碳电力循环系统，其主要的核心部件包括压缩机、透平、回热器、冷却装置、吸热装置等。工质CO2的临界温度为31℃（304K），临界压力为7.38MPa（73.8bar）。该系统可以实现较高的热电转换效率并超越传统的蒸汽轮机。同时，处于超临界状态下的CO2具有高的流动密度、传热性、粘度低，可以**减小系统中涡轮机械和换热器的结构尺寸，降低运行维护成本。

　　此外，二氧化碳的临界条件容易达到，化学性质不活泼，无色无味无毒，安全，价格便宜，纯度高，易获得。这些特性，使得它很适合用作热力循环工质。

chen7179 发表于 2022-06-14 11:41
有突破

此外，超临界CO2透平如果用于地面发电厂，除了体积小、重量轻之外，还可以不用水，适合荒漠缺水地区的应用，是太阳能光热发电的理想选择，使用CO2做工质时，不存在工质冻结的问题，管路上不用电伴热，施工简单，并可显著降低成本。其应用于太阳能光热发电系统可实现效率的显著提升。系统仅需要较低的热量即可启动发电机、其应对负荷变化调整迅速、支持快速启停，这些优点是普通发电系统无法比拟的。

　　压缩机是超临界二氧化碳布雷顿循环系统的核心部件之一，钛灵特多年来一直致力于压缩机的研发与制造，研发的超临界二氧化碳发电技术应用于光热发电和舰船领域的相关工作正在积极推进中，该技术可应用于光热发电系统、储能发电系统、舰船动力系统、以及移动电源等部分军工领域。

为中国制造喝彩!

为中国装备成就喝彩，为中国化工发展加油

王志符 发表于 2022-6-16 07:53
为中国装备成就喝彩，为中国化工发展加油

布雷顿循环是一种典型热力学循环，它以气体为工质，先后经过绝热压缩、等压吸热、绝热膨胀及等压冷却四个过程实现能量的高效转化。和传统的蒸汽朗肯循环相比，布雷顿循环具有更高的循环效率，并且当工质处于超临界状态时，由于避免了工质相态的改变，减少了压缩功的消耗，它的循环效率能得到很大的提升。S-CO₂循环系统主要由压缩机、透平、发电机、加热器、回热器、预冷器等组成，基本的工作流程为：低温低压工质首先进入压缩机升至高压，经回热器吸收透平排出工质的热量，再经加热器从热源吸收热量达到最高温度，然后进入透平做功推动发电机工作，透平排出的工质经回热器释放部分热量，最后经预热器冷却后进入下一个循环过程。S-CO₂循环有多种循环布置方式，其中分流再压缩循环的效率最高，最具发展前途。

workinging 发表于 2022-6-12 10:05
为中国装备成就喝彩，为中国化工发展加油!

yananc 发表于 2022-6-13 07:59
超临界CO2还可以发电，真的奇妙

由于S-CO₂流体具有独特的性质，采用S-CO₂布雷顿循环作为发电系统的热力循环系统，还具有以下优点：

1）系统具有更高的循环效率｡水蒸气､He和CO₂作为工质在不同温度下的循环热效率｡在高于400℃时，S-CO₂具有明显的优势｡在温度达550℃时，S-CO₂发电系统热能转化为输出电能的效率一般可达45%｡随着温度的升高，效率也显著提高｡S-CO₂不需要很高的循环温度即可达到满意的转换效率，而He循环要想获得40%的循环效率,循环温度必须在750℃以上,这对部件材料的性能提出了很大的挑战。

2）对管道设备腐蚀速率更低｡由于S-CO₂具有稳定的化学性质，相比于高温高压的水蒸气，对金属管道设备侵蚀的速率较慢，因此对材料的要求相对较低｡

3）无水处理｡由于不存在水处理系统，节约了大量的水资源和水处理剂等，减少了初始投资｡

4）系统结构紧凑，占地空间小｡由于S-CO₂黏性小和密度大的物理特性，使其具有流动性好､传热效率高､可压缩性小等典型优势，因此压缩机､涡轮机等关键部件体积较小､结构紧凑

5）降低电力成本｡相比水蒸气热力循环发电系统，S-CO₂布雷顿循环发电系统的建设成本以及运行､维护成本更低，并且寿命更长，经济效益更好，可降低平准化电力成本8%~15%。

王志符 发表于 2022-6-16 07:53
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