热力学，节能理论与技术，先进能量系统-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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热力学，节能理论与技术，先进能量系统

项目名称：热力学，节能理论与技术，先进能量系统
项目类别：国家杰出青年科学基金
批准号：51025624
申请代码：E060102
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2014-12-31

项目负责人：杨勇平
负责人职称：教授
依托单位：华北电力大学
批准年度：2010

中文摘要：

申请者在能量系统的热力学分析与系统集成、微细热力过程的热质传输机理、燃煤发电机组过程节能理论方法等方面取得了显著成果。结合能源动力系统向着"多输入、多输出、多功能、强耦合"的发展趋势，建立了能源动力系统新的评价准则、分析模型及集成方法，发展和完善了总能系统分析理论，揭示了振荡流热管等微细过程的热质输运机理，提出了燃煤发电机组过程节能的能耗时空分布理论与方法，部分理论成果已得到工程应用。在以上领域，申请者近五年共发表文章150余篇，其中SCI 收录35 篇，EI收录97 篇，出版学术专著２本，申请与授权发明专利20项，以第一获奖人获教育部科技进步一等奖１项，另外，获省部级二等奖１项、三等奖３项。目前担任国家重点基础研究发展计划（973计划）项目首席科学家，国家能源专家咨询委员会委员，中国工程热物理学会常务理事、中国能源研究会常务理事，入选新世纪国家百千万人才工程及教育部新世纪人才支持计划。

中文主题词：热力学分析；能量系统；节能理论；微细过程；总能系统

英文摘要：

Thermodymics analysis；Energy system；Theory of energy saving；Micro process；Overall energy system

英文主题词： Thermodymics analysis；Energy system；Theory of energy saving；Micro process；Overall energy system

结论摘要：

目前能源动力系统缺乏局部过程优化与系统优化之间联系和在全工况范围内的综合优化，本项目以“多尺度”、“全工况”耦合为突破口，从能源动力系统综合能耗评价方法、典型热力过程的能量耗散机理、全工况能耗时空分布规律、能源动力系统的全工况集成优化和先进能量动力系统集成五个方面展开研究。通过热力学与工程热物理其它分支学科的交叉融合，进一步提高未来能源动力系统的转换与传递效率，发展与完善能量系统过程节能理论，促进工程热物理学科自身的发展。在从能源动力系统综合能耗评价方法方面，提出了综合考虑燃煤发电机组能耗、水耗和污染物排放水平的广义能耗评价指标体系，该指标体系首次将层次分析法（AHP）和灰色关联度评价方法进行有机结合实现对燃煤电厂的多目标综合评价；研究了太阳能辅助燃煤发电系统中太阳能贡献度，揭示了太阳能在系统物质流与能量流分支中的分配规律。在典型热力过程的能量耗散机理和全工况能耗时空分布规律方面，针对660MW超超临界详细研究了锅炉子系统的内部？耗散机理和节能潜力。结果表明，将炉膛和空预器调整至理想状态，系统能耗降低量接近12 g/kWh。进一步建立了燃煤发电机组设备、过程、子系统、系统全工况能耗分布模型，得到了机组变工况过程的能耗分布规律，同时还对比了湿冷与空冷机组的能耗分布特性，该部分研究为能源动力系统的全工况集成优化奠定了基础。针对燃煤发电机组锅炉侧烟热质传递的不合理问题，开展了燃煤机组锅炉尾部受热面换热匹配和尾部烟气余热综合利用优化，使典型容量机组节能都在5 g/kWh以上。针对200MW和300MW空冷机组，进行了三种典型模式的方案设计与能耗计算分析，并提出和分析了高背压供热系统参数优化和高效梯级供热系统。搭建了槽式太阳能集热系统仿真模型和试验台，研究了集热系统稳态、动态性能及互补发电系统动态性能，以集热器的火用效率最佳为目标，确定了槽式集热器最佳工作温度及太阳能集热场与回热加热系统的最佳集成方案；同时还开展了两级式太阳能与燃气轮机联合循环互补系统集成研究及低能耗控制CO2的中低温太阳能与甲烷互补系统集成研究。考虑未来能源技术发展趋势和需求，该项目还进行了先进能量系统的研究，包括基于部分煤气化的发电及多联产系统集成研究、SOFC复合动力-CO2零排放系统集成及优化和燃煤机组脱碳过程优化及系统集成研究，为我国未来高效、清洁、低碳的能源动力系统提供了新思路和新方法。

成果综合统计