联合循环系统热力性能研究：SOFC/GT与跨临界二氧化碳

"SOFC/GT和跨临界二氧化碳联合循环系统的热力性能研究，蒙青山，刘海，韩吉田，岳秀艳" 本文探讨的是基于固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell, SOFC）与燃气轮机（Gas Turbine, GT）联合循环，并结合跨临界二氧化碳（Transcritical Carbon Dioxide, CO₂）循环的新型能源系统。这种SOFC/GT/TRCC联合循环系统旨在高效地回收和利用能源，提高整体的发电效率和火用效率。作者通过建立数学模型，运用EES（Engineering Equation Solver）软件进行热力学分析，研究了不同运行参数对系统性能的影响。 首先，SOFC是一种高效的电化学装置，能直接将燃料的化学能转化为电能。它通常在高温下工作，因此，系统产生的废气中含有大量未利用的热能。燃气轮机则能利用这部分热能驱动涡轮旋转，进而发电。当与跨临界二氧化碳循环结合时，可以进一步回收废气中的余热，因为CO₂在跨临界状态下具有良好的热物理性质，适合用于热能的吸收和传递。 文章中，作者指出在额定工况下，这种联合循环系统展现出高效率。发电效率和火用效率是衡量系统能源利用率的关键指标。然而，这些效率受到多种因素的影响。例如，随着进入系统的空气流率和燃料流率的增加，系统的总发电效率下降，这是因为更多的空气和燃料引入可能导致更多的热量损失。相反，蒸汽碳比（蒸汽与燃料的比例）的增加也会导致效率降低，这可能是因为碳燃烧不完全或蒸汽的使用效率降低。另一方面，压缩机的压比增加会提高发电效率，因为它有助于提升整个循环的压力，从而增强能量转换。 关键词：SOFC/GT联合循环系统，跨临界二氧化碳循环，EES软件，热力学定律，发电效率。这些关键词揭示了研究的核心内容，即通过理论分析和模拟计算，探究如何优化联合循环系统的设计，以实现更高的能源转化效率。 这篇论文的研究对于理解和改进可再生能源系统，特别是涉及SOFC和CO₂循环的系统，具有重要意义。它为设计更高效、更环保的能源解决方案提供了理论基础和实践指导。