有机朗肯循环系统布置及参数优化对低速柴油机余热利用的影响及经济性分析

利用Aspen Plus建立计算模型,分析运行参数及系统布置形式对有机朗肯循环性能的影响,并以净输出功率和系统所需的总换热面积的比值作为经济性指标分析其经济性。结果表明:蒸发温度、蒸发压力和有机工质流量对有机朗肯循环的净输出功率均有一定的影响,其中改变有机工质流量影响最大,蒸发温度次之;综合考虑经济性和净输出功率,柴油机全负荷下系统在蒸发温度160℃、蒸发压力2.5MPa、有机工质流18kg/s时性能最优。工质流量影响最大且易控制,在不同柴油机运行工况下只需改变有机工质流量就可适应负荷变化,负荷越大回收的能量越多,其净输出功率均占柴油机主机功率的8%左右。添加内回热器使系统热效率提高2.65%,效率提高4.5%,再增加一个低温循环,净输出功率可增加94.90kW。     

压气机进气温度对联合循环机组性能影响的探讨

通过热力学模型分析和热力系统平衡计算,研究了9F级燃气轮机压气机进气温度变化对燃气轮机及联合循环发电机输出功率及效率的影响,压气机进气温度变化不仅对燃气轮机联合循环机组满负荷时的性能有影响,在部分负荷运行时对机组的效率也有影响。通过对压气机进气温度进行调节,可以改善燃气轮机联合循环的运行性能。     

两级循环蒸发ORC系统深度回收燃煤锅炉烟气余热的研究

针对燃煤锅炉排烟温度低且含有会产生低温腐蚀成分的特点,提出了一种更适合于回收燃煤锅炉排烟余热的两级循环蒸发有机朗肯循环(ORC)系统.以R123为工质,结合国内某燃煤锅炉尾部排烟参数,建立了该两级循环蒸发ORC系统的热力模型和经济模型,并进行计算分析,与传统一级蒸发ORC系统进行比较.结果表明:就热力性能而言,两级循环蒸发ORC系统的净做功量、净回收效率高于一级蒸发ORC系统,相应的换热面积也更大;就经济性而言,两级循环蒸发ORC系统的发电成本高,但设计使用年限内,年均净收益更丰厚,性价比更高.     

蒸发器自循环推动力计算模型

蒸发器的自循环推动力至今尚无设计计算方法。作者在关系复杂的诸多影响因素中,抓住动力温度δt0这个本质作为计算模型的主要理论基础。在深入分析沸腾室内汽化蒸发过程的不平衡影响后,提出了包含不平衡过程的汽化温度影响系数K1和开始汽化深度影响系数K2的修正模型。经过沸腾室出口速度动能的试验测量和计算分析表明,出口动能消耗对推动力的值有明显影响,其幅度为10％左右,对此提出便于循环流路计算的有效推动力概念及其相应的计算模型。为了更全面地考虑过程非线性等其它影响因素,使计算结果有较高的可靠性,又使试验研究工作量不致过大和设计计算的简便性,推出采用综合影响系数K处理模式的工程计算式。本文提出的理论体系将有益于蒸发器自循环推动力问题研究的展开和深入。     

母管制双速循环水泵冷端系统的运行优化

在分析母管制循环水系统拓扑结构并研究双速水泵运行特性的基础上,给出了循环水系统水力计算模型,并采用Matlab软件与C++混合编程求解,得到循环水系统变工况后的输出响应,并以某电厂超临界机组为例,对母管制双速循环水泵冷端系统运行进行了优化.结果表明:该模型的计算结果可用于计算不同负荷、不同循环水温下循环水系统的最优决策向量,使循环水泵在高效区内运行,提高了冷端系统的运行效率.     

利用脱硫塔前低温烟气蒸发脱硫废水可行性探讨

本文以某电厂660MW超超临界机组的实际运行参数为例,从蒸发浓缩塔溶液量平衡和热平衡计算得出蒸发单位体积脱硫废水电耗;得出喷淋塔式蒸发浓缩系统中,除雾器层数的设计和除雾器冲洗水量对应实际脱硫废水蒸发能耗值.建议如果采用喷淋塔式蒸发浓缩脱硫废水,应该采用与目前常用的优化传热传质条件相反的喷淋方式,达到经济使用烟气余热蒸发浓缩脱硫废水的目的 .     

大型联合循环机组在线性能试验软件开发与应用

为便于运行人员及时了解、分析机组的运行经济性,开发了联合循环机组在线性能试验软件系统.本系统由一体化过程模型开发平台IMMS、数据库、网络通迅、网页显示软件等四部分组成.基于一体化过程模型开发平台,采用模块化建模方法,建立了主要热力性能试验指标的在线计算模型,并通过用户界面程序实时显示计算结果.本软件已在某电厂S109FA 单轴燃气-蒸汽联合循环机组中得到了应用.结果表明该软件能够实时监测机组当前运行工况下的主要热力性能,计算结果基本可靠,满足工程上的需要.     

吸附式海水淡化循环热力学分析

建立双床吸附海水淡化基本循环的数学模型,以硅胶和沸石分子筛为吸附剂,计算并讨论循环的热力性能,结果表明:虽然基本吸附式循环的性能比和效率最大可较常规蒸发式海水淡化系统高约30%,但考虑传热温差、吸附床金属热容等实际因素后其性能并无优势,如能通过有效途径提高吸附床间的回热率,则可成倍提高该系统的热力性能。     

CO2双蒸发器压缩/喷射式跨临界制冷循环

为减小CO_2跨临界循环系统节流部分的膨胀功损失,提高系统性能,可在小型制冷系统中采用喷射器代替节流阀,部分回收工质从高压到低压过程的膨胀功。在对系统进行热力学分析的基础上,建立了CO_2跨临界压缩／喷射制冷循环的效率分析模型。计算结果表明：在合理的喷射器出口背压下,CO_2跨临界压缩／喷射制冷循环可以得到较高的循环性能。蒸发温度和气体冷却器出口温度两工况的变化对该系统性能的影响程度相对较大。在较低蒸发温度下,该系统可以明显降低压缩机出口温度,有利于系统稳定运行。     

基于传热性能变化的余热锅炉故障诊断及应用

以某电厂PG9171E燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉系统为研究对象,根据机组的热平衡图数据以及余热锅炉受热面的传热机理建立变工况模型,定义受热面的性能退化系数,建立故障诊断模型。利用建立的计算模型与故障数据计算出的结果,对机组低压汽水系统的异常现象进行分析诊断,可以明确看出低压蒸发系统出现异常。现场停机检查结果发现问题为低压汽包内部件脱落,导致汽水分离效果差,与理论分析结果一致,验证了计算模型的正确性。     

THERMOFLEX变工况计算应用于热力设备性能诊断

为了准确判断热力发电厂出现运行参数偏离设计工况的异常状态的原因是由于系统变工况,还是设备故障所致。基于在役核电厂汽水分离再热器(MSR)设计参数,采用THERMOFLEX软件构建热力设备计算模型,实现软件变工况计算并与电厂实际运行数据对比。结果表明,热力设备计算建模的变工况计算结果与实际运行数据的误差在1%以内,能较快地确定运行参数偏离设计的根本原因,实现了对MSR设备运行异常的快速诊断,该方法也可拓展应用于其他热力设备的变工况计算与性能诊断。     

主蒸汽压力变化对机组煤耗率的影响分析

主蒸汽压力是机组实际运行中必须密切监视和调节的主要参数之一,在机组实际运行中会不可避免的偏离设计值,从而影响机组的发电标准煤耗率,影响机组的热经济性和安全性.在火电厂热经济性统一物理模型和数学模型的基础上,根据多元扰动下的热力系统能效分析模型得到主汽压变化对煤耗率影响的计算模型,并以某电厂660 MW机组为例进行验证,并计算了此机组不同工况下主汽压变化对机组煤耗的影响,并绘制成图,对其规律进行了分析.此计算模型得到的计算结果误差较小,足以满足工程实际的需要.     

电厂热力系统计算通用矩阵模型的建立及其应用

通过对各种不同热力系统结构的深入分析，并对热力系统可能出现的辅助汽水系统、外加热量和辅助设备的灵活处理，建立了一种热力系统计算通用矩阵模型。该模型能够针对不同复杂的热力系统进行迅速准确的计算，具有很好的通用性。     

电厂热力系统计算通用矩阵建模及其应用

通过对各种不同热力系统结构的深入分析,并针对热力系统可能出现的辅助汽水系统、外加热量和辅助设备进行灵活处理,建立了一种热力系统计算通用矩阵模型。该模型能够针对不同复杂的热力系统进行迅速准确的计算,具有很好的通用性。     

新型城市低温地热冷热电联产系统热力性能分析

为节约及合理利用能源,提高城市能量总能系统利用率,基于有机朗肯循环(ORC)和冷热电联产(CCHP),提出了一种新型的城市低温地热冷热电联产系统(以下简称ORC-CCHP系统)。根据热力学第一、第二定律,建立了热力学模型,编写计算机程序进行了系统的热力性能分析。结果表明:采用R245fa、LiBr溶液作为ORCCCHP系统循环工质时,选择窄点温差较小蒸发器可获得更高火用效率;增加太阳能集/蓄热系统,提高热流参数,减小换热温差,可进一步提升系统热力学性能;系统分别采用5种不同有机工质时,R236fa使系统的热力性能达到最佳,并在蒸发压力为0. 62 MPa、窄点温差为0 K时,ORC-CCHP系统获得最大净输出功为1 948 kW,系统火用效率为19. 28%,系统火用效率最高值为85. 78%。     

CPL系统的非稳态数值模拟

针对CPL系统给出了描述系统温度、压力和流量等物理量的一维动态模型,在蒸发器毛细芯中采用了非热平衡温度模型,模型考虑了毛细力对蒸发温度和速度的影响．模型还考虑了储液管中温度的波动对系统运行的影响,运用该模型重点分析了CPL系统的启动过程,分析了影响顺利启动的几个关键因素,数值结果与实验结果有很好的一致性。     

太阳能热气流发电系统的热力性能分析

对太阳能热气流发电系统的热力学性能进行了分析,建立了系统的热力学循环,进一步分析了系统的实际循环效率和理想循环效率,对不同规模的太阳能热气流发电系统的热力学特性进行了计算比较。结果表明:大规模太阳能热气流发电系统相应的标准布雷顿循环效率、理想循环效率以及实际循环效率分别为35%,10%～25%和0.9%～2.0%。分析结果为太阳能热气流发电技术的设计与商业应用提供了理论参考。     

基于质量单元的联产机组热电分摊算法

运用工程热力学基本原理,以联产电厂热力系统为研究对象,通过对热力循环特性的详细分析,将其划分为不同的质量单元.建立了主辅循环各质量单元的单元进水系数通用矩阵方程,对联产电厂中循环间的功率、流量和热量的分配关系进行了分析,揭示了联产抽汽循环中热、电存在的实质.经数学推演建立了基于质量单元的联产电厂热、电分摊和联产产品热力成本的计算模型,并对某国产600WM抽凝机组进行实例计算,说明该计算方法简单实用,计算结果可信.     

基于多组分蒸发模型的汽油机冷起动数值模拟

建立了汽油多组分油膜蒸发模型,并运用该模型对进气道喷射式汽油机冷起动首循环的气流运动、喷雾过程、油膜形成和发展过程、混合气形成过程及缸内燃烧进行了三维数值模拟,详细解析了油滴和油膜中每种组分的蒸发规律,给出了每种组分的浓度分布.模拟结果表明:冷起动时轻组分的蒸发主导首循环混合气的形成质量,中、重组分的蒸发情况仅起辅助作用;汽油的轻组分越多,燃料蒸发量越大,有利于形成稳定可靠的可燃混合气,改善缸内燃烧过程,提高起动稳定性;计算所得的缸压曲线与试验结果吻合良好,说明开发的多组分汽油蒸发模型具有较高的模拟精度.     

某相变换热供汽系统的运行经济性分析及措施

某单位封闭循环相变换热供汽系统按给水温度20℃下的锅炉热功率与用热设备进行匹配,但在运行中却出现了供热不足、系统运行压力低、锅炉疲劳运行、年运行煤耗高等问题,致使用热终端不能正常工作。分析表明,导致系统运行经济性差的主要原因是锅炉蒸发量和实际可用热功率不足。计算表明,保持运行压力在设计控制范围,锅炉蒸发量由现2t／h增加到3．7t／h不仅可满足供热要求,而且年运行煤耗也可比目前情况节省130t。