超临界褐煤机组生物质掺烧关键技术研究

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作者 徐漠北 李泷浩 +2 位作者 王力 高继录 曾光 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期292-298,共7页

生物质是一种储量丰富、分布广泛、开发利用潜力巨大的新型优质燃料,其合理有效利用对于“碳中和”目标具有重要的现实意义。大量学者开展了生物质在不同类型煤电机组上的掺烧研究,多采用数值模拟方法研究掺烧生物质后对锅炉燃烧性能的... 生物质是一种储量丰富、分布广泛、开发利用潜力巨大的新型优质燃料,其合理有效利用对于“碳中和”目标具有重要的现实意义。大量学者开展了生物质在不同类型煤电机组上的掺烧研究,多采用数值模拟方法研究掺烧生物质后对锅炉燃烧性能的影响,或者仅在高负荷时开展单台磨煤机掺烧生物质的试验研究,其推广应用的价值有限,业内鲜见在超临界煤电机组上进行全炉多台磨煤机同时掺烧生物质的关键技术研究。针对我国煤电机组长年处于深度调峰工况下运行的实际现状,为了实现超临界煤电机组规模化掺烧利用生物质,通过工业分析、元素分析、热重分析等对比不同生物质燃料特性,确定掺烧生物质种类为秸秆颗粒。随后,在某600 MW超临界褐煤机组开展工程试验研究,在锅炉处于中低负荷运行工况时首先通过全炉多台磨煤机掺烧生物质颗粒,分析不同掺烧比例下机组燃烧特性、运行安全稳定性及污染物排放特性;然后研究了锅炉低负荷时单台磨煤机掺烧10%生物质颗粒试验过程中的磨煤机出力性能。结果表明:在深度调峰背景下,超临界褐煤机组掺烧秸秆颗粒,全炉掺烧比例小于10%时,锅炉燃烧性能稳定,未产生炉膛结焦、管子氧化皮大量堆积等影响机组安全运行的问题,且污染物排放始终达标。单台磨煤机掺烧10%生物质颗粒试验过程中,磨煤机电流和入出口压差明显增大,发生堵磨现象,确定了锅炉低负荷运行时单台磨煤机的安全掺烧比例为7%。研究成果为深度调峰背景下超临界煤电机组掺烧生物质规模化应用奠定了理论基础和设计准则。 展开更多

关键词 生物质掺烧 超临界褐煤机组 燃烧特性 磨煤机性能 深度调峰

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600MW燃煤机组锅炉低负荷掺烧生物质颗粒试验研究 被引量：5

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作者 郎范玲 蒲建业 邹天舒 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期1166-1172,共7页

目前,我国能源消费碳排放的主要来源为煤电,生物质发电可算作一种零碳的发电方式,燃煤耦合生物质发电技术有助于降低火电机组碳排放。为实现低负荷下燃煤锅炉共磨耦合直接掺烧生物质颗粒的目的,在某600MW机组褐煤锅炉开展了不同比例(质... 目前,我国能源消费碳排放的主要来源为煤电,生物质发电可算作一种零碳的发电方式,燃煤耦合生物质发电技术有助于降低火电机组碳排放。为实现低负荷下燃煤锅炉共磨耦合直接掺烧生物质颗粒的目的,在某600MW机组褐煤锅炉开展了不同比例(质量分数分别为:3%、5%、7%、10%)生物质颗粒(玉米秸秆)掺烧试验,通过锅炉及制粉系统运行试验,研究分析了掺烧生物质颗粒对锅炉制粉、燃烧与排放特性的影响,明确了单台磨煤机及锅炉的最大掺烧比例。结果表明,机组在中低负荷下(320MW),单台磨掺烧10%生物质颗粒时制粉系统出力下降,发生堵磨现象,且运行电流超限;随掺烧比例增大,煤粉均匀性呈现波动,均匀性指数整体较低,但受到生物质颗粒掺烧的影响不明显,磨煤机出入口压差增大,CO体积分数一直保持在80×10^(-6)以下;7%的最大掺烧量对制粉性能与安全性影响不大;相比于褐煤单独燃烧,掺烧生物质颗粒后的着火温度与燃尽温度都有所降低,褐煤的燃烧性能有所改善;较低负荷下(240MW)全炉掺烧7%的生物质颗粒不会降低锅炉燃烧性能;NO_(x)、SO_(2)排放量受掺烧影响甚微,电厂机组环保设施的处理能力可完全保证掺烧生物质颗粒后常规污染物符合超低排放标准;通过理论计算,320MW负荷下掺烧7%生物质可减少CO_(2)排放17.1t/h,碳减排效果显著。 展开更多

关键词 生物质 煤粉炉 耦合发电 低负荷 碳排放

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基于强制涡流理论磨煤机风量测量优化 被引量：1

3

作者 周闯 刘维岐 +4 位作者 王金柱 孙守明 关多娇 代新瑶 蒲建业 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期735-742,共8页

火电机组磨煤机通风量无法实现准确测量,严重影响机组的安全与经济运行,为了实现磨煤机通风量的准确测量,结合强制涡流理论,应用数值计算的方法,对磨煤机入口弯管处的速度场和压强场进行数值计算研究,分析磨煤机通风量与磨煤机入口弯管... 火电机组磨煤机通风量无法实现准确测量,严重影响机组的安全与经济运行,为了实现磨煤机通风量的准确测量,结合强制涡流理论,应用数值计算的方法,对磨煤机入口弯管处的速度场和压强场进行数值计算研究,分析磨煤机通风量与磨煤机入口弯管处内外侧压强差之间的变化关系,结合强制涡流理论中流量的计算方法,计算流量系数与弯管内外侧压强差之间的变化关系,以保证磨煤机通风量的准确测量。通过分析可知,数值计算结果与弯曲流量理论较为吻合,计算得到的流量系数与压强差间基本以线性关系变化,对流量系数进行线性修正后计算流量值与实际流量值的偏差的最大值为-1.42%,基本满足工程实际需要。与传统的流量测量装置相比,其非线性及准确性均得到了较大的改善,具有一定的应用前景。 展开更多

关键词 磨煤机 通风量 压强场 数值计算 强制涡流

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玉米秸秆皮生物炭制备及其对亚甲基蓝吸附性能研究 被引量：2

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作者 高阳 李博 +3 位作者 蒲建业 李志刚 王鑫 孙洋 《现代农业科技》 2024年第19期93-98,共6页

以玉米秸秆皮为原料,在自制固定床反应器中快速热解制备生物炭。利用现代测试技术对生物炭进行表征,探究炭化温度(500、550、600、650、700℃)及炭化时间(10、20、30 min)对生物炭产率与物理性质(孔隙结构、官能团和表观形貌)的影响,并... 以玉米秸秆皮为原料,在自制固定床反应器中快速热解制备生物炭。利用现代测试技术对生物炭进行表征,探究炭化温度(500、550、600、650、700℃)及炭化时间(10、20、30 min)对生物炭产率与物理性质(孔隙结构、官能团和表观形貌)的影响,并通过批量试验探讨生物炭对亚甲基蓝的吸附特性。结果表明,随着炭化温度的升高和炭化时间的延长,生物炭产率下降。当炭化温度为600℃、炭化时间为30 min时,秸秆皮生物炭比表面积和孔容均最大,分别为146.89 m^(2)/g和0.098 m3/g。生物炭对亚甲基蓝的吸附容量和吸附率均随着炭化温度的升高呈先增大后减小趋势,当炭化温度为600℃、炭化时间为30 min时,生物炭对亚甲基蓝吸附容量与吸附率均达到最大,分别为32.57 mg/g和61.07%。生物炭对亚甲基蓝的吸附在180 min内到平衡,准二级动力学模型能更好地描述亚甲基蓝的动力学吸附行为,根据拟合结果,最大吸附量可达37.888 mg/g。这表明直接热解玉米秸秆皮获得的生物炭用于处理印染废水具有很大的潜力。 展开更多

关键词 玉米秸秆皮 生物炭 制备 热解特性 亚甲基蓝 吸附性能

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基于黏菌算法的热电联产机组负荷优化分配 被引量：15

5

作者 卫治廷 张敏 +3 位作者 周兴野 李培 盛德仁 李蔚 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期380-386,共7页

针对母管制热电联产机组热电分配不合理、能耗高的问题,提出采用黏菌优化算法,以先汽机侧、后锅炉侧的顺序进行负荷优化分配的方法,并通过某“三炉两机”母管制热电联产机组的实际运行数据,对所提方法进行了验证。结果表明:优化后机组... 针对母管制热电联产机组热电分配不合理、能耗高的问题,提出采用黏菌优化算法,以先汽机侧、后锅炉侧的顺序进行负荷优化分配的方法,并通过某“三炉两机”母管制热电联产机组的实际运行数据,对所提方法进行了验证。结果表明:优化后机组汽耗率降低了0.063 t/(MW·h),煤耗率降低了0.126 kg/t;在满足供热条件的基础上,通过合理的热电负荷分配,可以降低汽机侧汽耗率和锅炉侧煤耗率,从而实现能量利用效率的最大化。 展开更多

关键词 热电联产 黏菌优化算法 负荷特性 负荷优化分配 低维度优化问题

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350MW机组低压缸切除供热改造方案及调峰性能分析 被引量：23

6

作者 天罡 刘立华 +5 位作者 黄智 陈晓利 陈立东 李博 高继录 邢畅 《汽轮机技术》 北大核心 2019年第6期457-460,共4页

针对东北地区某350 MW供热机组,研究选择了最佳的灵活性改造技术路线,提出了低压缸切除改造技术方案,重点对比分析了改造前后机组供热特性和调峰性能,并分析了改造后机组的运行安全性以及经济性。结果表明,在确保机组安全稳定运行的情况... 针对东北地区某350 MW供热机组,研究选择了最佳的灵活性改造技术路线,提出了低压缸切除改造技术方案,重点对比分析了改造前后机组供热特性和调峰性能,并分析了改造后机组的运行安全性以及经济性。结果表明,在确保机组安全稳定运行的情况下,低压缸切除技术实现热电解耦的同时,还大幅度提升了机组深度调峰能力和运行经济性。在供热负荷不变,同时满足供热和调峰要求的条件下,实施低压缸切除技术改造后,较改造前机组发电功率下降约90.0MW,发电煤耗降低了70g/(kW·h)。改造后末级叶片未发现大面积水蚀等情况,叶片外观完好。2018年度整个采暖期调峰收益2360万元,经济效益显著。 展开更多

关键词 低压缸切除 供热改造 热电解耦 调峰性能 热电机组

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超临界350 MW机组低压缸切缸技术冷却蒸汽热力分析 被引量：10

7

作者 陈永辉 包伟伟 +4 位作者 张敏 李继宏 张晓辉 袁建丽 周勇 《热力发电》 CAS 北大核心 2019年第5期133-138,共6页

针对超临界350 MW机组低压缸切缸技术冷却蒸汽的设计问题,基于汽轮机的热力设计计算方法,通过对不同冷却条件工况下以及正常运行工况下低压缸通流各级叶片出口温度分布进行详细的计算及分析,得到其与冷却蒸汽量和蒸汽温度的关系。结果表... 针对超临界350 MW机组低压缸切缸技术冷却蒸汽的设计问题,基于汽轮机的热力设计计算方法,通过对不同冷却条件工况下以及正常运行工况下低压缸通流各级叶片出口温度分布进行详细的计算及分析,得到其与冷却蒸汽量和蒸汽温度的关系。结果表明:在切缸运行工况下,末级叶片处于鼓风状态,此时低压缸排汽温度基本与冷却蒸汽流量和冷却蒸汽温度呈线性变化趋势,与冷却蒸汽流量负相关,与冷却蒸汽温度正相关,因此合理设置冷却蒸汽流量和温度可以有效控制末两级叶片的出口温度。本文从理论分析角度为机组切缸后低压缸冷却蒸汽的设计提供依据,为机组切缸提供相应的安全理论支撑。 展开更多

关键词 汽轮机 低压缸 灵活性 切缸技术 通流计算 冷却蒸汽 热力分析

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350MW火电机组热电解耦深度调峰技术研究 被引量：16

8

作者 李志强 陈晓利 +4 位作者 高继录 郑飞 付强 李博 王东旭 《汽轮机技术》 北大核心 2020年第5期389-392,共4页

针对东北地区某350MW火电机组,通过研究抽汽改造、抽汽改造+电极式水蓄热系统、抽汽改造+固体蓄热系统等3种热电解耦技术方案,综合考虑调峰收益、投资成本、占地面积等因素,确定了不同调峰目标下的最优深度调峰改造方案,并对最优方案的... 针对东北地区某350MW火电机组,通过研究抽汽改造、抽汽改造+电极式水蓄热系统、抽汽改造+固体蓄热系统等3种热电解耦技术方案,综合考虑调峰收益、投资成本、占地面积等因素,确定了不同调峰目标下的最优深度调峰改造方案,并对最优方案的调峰收益进行分析。研究得出,综合考虑多种因素,当调峰目标40%时,抽汽改造方案为最优灵活性改造方案;当调峰目标30%时,抽汽改造+电极式锅炉水蓄热系统为最优方案。与抽汽改造方案相比,抽汽改造+电极式锅炉水蓄热系统方案调峰收益显著,年调峰收益比抽汽改造方案增加了223%,有效地提升了机组调峰能力。 展开更多

关键词 火电机组 热电解耦 抽汽改造 电极式水蓄热系统 固体蓄热系统 调峰能力

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抽汽供热机组深度调峰灵活性改造技术研究 被引量：19

9

作者 郑飞 陈晓利 +3 位作者 高继录 吕道新 付强 王东旭 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第2期144-146,150,共4页

针对东北地区某供热机组因容量小、供热面积大、投入低压旁路时降电负荷的措施无法实施,进而导致冬季供暖期热电耦合矛盾异常突出的技术难题,研究提出了低压旁路至抽汽供热系统的改造方案和改造后机组的运行方案,给出了供暖期两台机组... 针对东北地区某供热机组因容量小、供热面积大、投入低压旁路时降电负荷的措施无法实施,进而导致冬季供暖期热电耦合矛盾异常突出的技术难题,研究提出了低压旁路至抽汽供热系统的改造方案和改造后机组的运行方案,给出了供暖期两台机组协同调峰措施,并对改造后的投资收益进行了分析。研究得出,抽汽供热机组进行低压旁路至采暖抽汽系统改造,将原排至凝汽器的蒸汽热损失回收至热网进行利用,在提升供热能力及机组效率的同时,解决了供暖期抽汽供热机组深度调峰时的热电解耦问题。改造后发电负荷降低5.0MW,增加热网供热能力20GJ,有效地提升了机组供热能力。改造后供暖期日平均收益约1万元,15天回收投资,经济效益显著。 展开更多

关键词 抽汽供热机组 供热能力 低压旁路 采暖抽汽系统 灵活性改造

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多供热机组多模式深度调峰协同运行技术路线研究 被引量：12

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作者 宋浩 陈晓利 +2 位作者 高继录 傅腾 张敏 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第6期448-450,457,共4页

针对东北地区某热电厂2台300MW级供热机组,研究分析了多供热机组多种调峰模式对全厂供热能力、调峰能力和经济性的影响,重点研究了2台机组分别采用高背压供热技术、低压缸切缸供热技术、抽汽供热技术、高低压旁路供热+抽汽供热技术、低... 针对东北地区某热电厂2台300MW级供热机组,研究分析了多供热机组多种调峰模式对全厂供热能力、调峰能力和经济性的影响,重点研究了2台机组分别采用高背压供热技术、低压缸切缸供热技术、抽汽供热技术、高低压旁路供热+抽汽供热技术、低压缸切缸+热泵供热技术、抽汽+余热回收等多种调峰模式对全厂供热能力、调峰能力和经济性的影响,提出了2台机组最佳的调峰模式协同运行技术路线。研究得出,综合考虑全厂供热能力、深度调峰能力、顶尖峰能力和经济性等因素,全厂最佳的多模式深度调峰协同运行技术路线有2台机组切缸、1台机组切缸+1台机组高背压、1台机组切缸+160MW电锅炉、2台机组切缸+160MW电锅炉。与其它多模式深度调峰协同运行方式相比,2台抽汽+电锅炉的协同运行方式下全厂经济性最好。 展开更多

关键词 多供热机组 多模式深度调峰 协同运行 调峰能力 技术路线

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200MW机组低真空供热改造方案及节能分析 被引量：6

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作者 陈永辉 李志强 +3 位作者 蒋志庆 陈晓利 付强 胡丽敏 《汽轮机技术》 北大核心 2019年第6期468-470,420,共4页

针对某200MW供热机组,通过分析两种低压通流改造方案的技术特征与改造内容,确定了最优改造方案,给出了汽轮机及热网系统的改造技术方案,并对改造前后机组采暖热负荷和性能指标进行对比分析。分析得出采用低压通流部分改造方案更有利于... 针对某200MW供热机组,通过分析两种低压通流改造方案的技术特征与改造内容,确定了最优改造方案,给出了汽轮机及热网系统的改造技术方案,并对改造前后机组采暖热负荷和性能指标进行对比分析。分析得出采用低压通流部分改造方案更有利于该机组供热节能升级改造,降低投资和运行维护成本。1号机组改造后,全厂的供热能力和发电出力均有提高,节能效果显著。改造后,1号机组供热能力由94MW增至281.6MW,增加了187.6MW;发电煤耗率由改造前的269.2g/(kW·h)降至138.9g/(kW·h),降低了130.3g/(kW·h),全厂年节约标煤量为70 920t。 展开更多

关键词 200MW供热机组 低真空供热 汽轮机 改造方案 供热能力

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300MW机组高背压供热试验研究 被引量：6

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作者 李波 陈晓利 +5 位作者 陈永辉 孔德奇 孙相伟 高继录 王跃成 周万清 《汽轮机技术》 北大核心 2018年第6期478-480,446,共4页

基于实施高背压供热改造后的某300MW机组,通过性能试验研究分析了高背压改造对机组供热能力和供热经济性的影响。重点研究了改造后不同供热工况下的机组性能变化,并对比分析了改造前后纯凝工况下的机组性能。分析得出改造后机组供热能... 基于实施高背压供热改造后的某300MW机组,通过性能试验研究分析了高背压改造对机组供热能力和供热经济性的影响。重点研究了改造后不同供热工况下的机组性能变化,并对比分析了改造前后纯凝工况下的机组性能。分析得出改造后机组供热能力大幅度提升,节能降耗效果显著。改造后,供热期机组发电煤耗降低了20. 72g/(k W·h),供热能力增加了186MW,供能能力提高了32. 92%。改造后纯凝工况下机组性能整体优于改造前,高压缸和低压缸效率有所提高,机组热耗率比改造前降低了362. 59kJ/(k W·h)。 展开更多

关键词 300MW供热机组 高背压 汽轮机 发电煤耗 热耗率

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供热机组多模式深度调峰协同运行技术研究 被引量：4

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作者 陈晓利 宋浩 +4 位作者 高继录 黄智 傅腾 张敏 闫百涛 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第2期151-153,共3页

针对东北地区某电厂2台350MW供热机组,结合电厂目前的供热和发电情况,在保持现有供热量不变的条件下,研究分析了采用2台机组均抽汽、1台机组切缸和1台机组抽汽、2台机组均切缸、1台机组切缸和1台机组旁路等4种深度调峰协同运行方式对机... 针对东北地区某电厂2台350MW供热机组,结合电厂目前的供热和发电情况,在保持现有供热量不变的条件下,研究分析了采用2台机组均抽汽、1台机组切缸和1台机组抽汽、2台机组均切缸、1台机组切缸和1台机组旁路等4种深度调峰协同运行方式对机组发电能力的影响,提出了最优的协同运行方式。研究得出:采用2台机组均切缸和采用1台机组切缸、1台机组抽汽的协同运行方式均可降低全厂总发电功率,提高机组调峰能力。与其它协同运行方式相比,采用2台机组均切缸的协同运行方式可使全厂总发电功率最低,平均值为225MW,比现有调峰能力提高了52MW。采用1号机组切缸、2号机组抽汽的协同运行方式,2台机组总发电功率平均值为241MW,可提高全厂调峰能力35MW。 展开更多

关键词 供热机组 深度调峰 多模式 协同运行 发电功率

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准东煤燃烧过程中碱金属迁移规律 被引量：3

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作者 高继录 盛增庆 +4 位作者 陈晓利 郭万贵 陈永辉 石亮 庞开宇 《洁净煤技术》 CAS 2019年第4期100-105,共6页

由于准东矿区地域宽阔,不同地区的准东煤性质存在一定差异。为了探求某准东煤的结渣沾污机理,在卧式管式炉及一维沉降炉中进行不同工况的准东煤燃烧试验,并通过电感耦合等离子体发射光谱仪对煤灰中碱及碱土金属含量进行表征,研究了准东... 由于准东矿区地域宽阔,不同地区的准东煤性质存在一定差异。为了探求某准东煤的结渣沾污机理,在卧式管式炉及一维沉降炉中进行不同工况的准东煤燃烧试验,并通过电感耦合等离子体发射光谱仪对煤灰中碱及碱土金属含量进行表征,研究了准东煤在不同反应环境中碱及碱土金属的迁移和沉积规律。结果表明:随燃烧温度的升高,煤样中钠金属逃逸量升高,当温度超过1 100℃时,钠金属逃逸量为2 760μg/g,超过85%。不同温度下煤灰中相同种类的其他氧化物含量较接近,CaO与MgO在灰中占比较大。O2体积分数对钠逃逸量的影响不明显,对相同种类氧化物占比影响较小,最大相差仅为0. 52%。在沉降炉试验中,随温度的升高,沉积灰灰样颜色由浅变深,灰沉积逐渐加重并难以清除,表明温度升高对结渣有促进作用。温度超过1 000℃时,Na挥发基本完成,含量稳定在11%左右。高温下,灰沉积管表面产生氧化皮脱落现象。在过量空气系数较大时,沉积灰灰样中的团聚烧结物较其他2种气氛少,但减弱幅度较小。炉膛中的煤粉燃烧均匀性随煤粉细度的增大而变差,导致部分煤粉剧烈燃烧使炉膛内局部温度偏高,灰沉积加重。此外,灰中的大颗粒数量也随粒径的增大而增多,黏结在结渣棒上的大颗粒增多。 展开更多

关键词 准东煤 碱金属 迁移规律 管式炉 一维沉降炉 沉积规律

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全钒液流电池在充电结束搁置阶段的开路电压变化 被引量：2

15

作者 鲁志颖 江杉 +7 位作者 李全龙 马可心 傅腾 郑志刚 刘志成 李淼 梁永胜 董知非 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2046-2050,共5页

本工作通过对全钒液流电池的充电-搁置实验,对电池搁置阶段的开路电压变化进行探索。实验发现,全钒液流电池的开路电压变化与非液流储能电池有所不同,主要由跃降、缓慢下降、缓慢上升和趋于稳定四个过程组成。本工作首先对全钒液流电池... 本工作通过对全钒液流电池的充电-搁置实验,对电池搁置阶段的开路电压变化进行探索。实验发现,全钒液流电池的开路电压变化与非液流储能电池有所不同,主要由跃降、缓慢下降、缓慢上升和趋于稳定四个过程组成。本工作首先对全钒液流电池开路电压的四个过程逐步进行分析,然后重点针对开路电压出现缓慢上升的原因及影响因素进行探索。实验结果表明全钒液流电池开路电压缓慢上升的过程与电池内电解液体积占比和流量有关,是全钒液流电池在充电结束搁置阶段的重要特征。电池内电解液体积占比越小,开路电压缓慢上升过程越长,上升幅度越小。电解液流量越大,开路电压缓慢上升过程越短,上升幅度越小。 展开更多

关键词 全钒液流电池 开路电压 非液流储能电池

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