许昊煜

(大唐华东电力试验研究所，安徽 合肥 230011)

一种热能梯级利用型温差发电系统的优化设计

许昊煜

(大唐华东电力试验研究所，安徽 合肥 230011)

天然气作为一种清洁、高效、供应范围广的能源，被广泛地应用于分布式发电中，而结构简单、输出稳定性强、热源适用性广的温差发电技术可以较好地结合天然气应用于分布式能源当中，但温差发电系统热电转化效率的低下阻碍了其发展与应用。为了提高系统的发电效率，本文提出了一种热能梯级利用型温差发电系统。通过将高、中、低温温差发电模块合理地布置于一个以天然气燃烧产生的高温烟气为热源的系统中，以此形成对热能的梯级利用。使用CFD计算的手段实现了系统的优化设计计算，并依据优化结果搭建了实验台。模拟和实验研究的结果表明，优化后的系统能够有效地实现对热源的梯级利用，相比于传统的单级高温温差发电系统，系统的发电效率增加了1.93个百分点，增幅达到37.7%。

分布式能源；温差发电；优化设计；系统效率；梯级利用

0 引言

为了使我国的能源供应端朝着更为清洁低碳的方向转变，天然气分布式能源由于其具有供应范围广泛、高效清洁、运行灵活等优势，作为过渡能源开始逐渐步入快速发展期[1-2]。

温差发电技术是一种全固态热电转化方式，其结构简单，体积较小，且无运动部件，热源适用性广泛，可以较好地结合天然气燃烧产生的热源进行发电[3]。相较于中小型燃气轮机、燃气内燃机、微型燃气轮机等传统的天然气分布式能源，温差发电系统寿命长、无需维护，因此其更具稳定性与灵活性[4-6]。……