水源热泵技术在油田采暖系统中的应用

大庆油田处于亚寒地带,为了降低冬季采暖能耗,开展了水源热泵采暖试验。水源热泵机组由蒸发器、冷却器、压缩机和膨胀阀4部分组成,引入热力学中的逆卡语循环原理,具备冬季制热和夏季制冷两种功能。水源热泵热源介质采用油田注水站内的低温回注污水,该介质具有温度较高、水源稳定、不影响生产运行的优点。利用水源热泵技术,冬季把污水中蕴含的热能"提取"出来,供室内采暖需要;夏季把压缩机工作时产生的热能"释放"到污水中,通过热泵机组制取冷冻水,供室内降温和注水泵电机冷却需要。现场应用表明,与电采暖系统相比,水源热泵技术一个采暖期内可实现节电12.7×104kW·h,创造经济效益6.9万元。同时,热泵机组具有的夏季制冷功能,既改善了工作环境,又解决了注水泵机组运行温度偏高的问题。     

超声波管道防垢器在空气压缩机级间冷却器中的应用

介绍了TA6000离心式空气压缩机的工况。经分析,该空气压缩机出现二、三级气体入口温度升高而导致联锁停车的原因是循环冷却水水质较硬,致使冷却管壁结垢,降低了级间冷却器的冷却效果。针对这种情况,在压缩机循环冷却水入口处安装TC-2-20型高温高声强超声波管道防垢器,进行在线防垢除垢,达到了较好的防垢除垢效果,安装前,压缩机级间冷却器1a清洗2～3次,安装后h只需清洗1次;同时还起到了一定的强化换热作用,安装后,压缩机二、三级气体入口温度平均下降了2～3℃。     

冷却温度对EGR冷却器积炭及其再生的影响

通过调节废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)冷却器积炭加载试验时的冷却水温度,得到了四个冷却温度(20、40、60、80℃)下的积炭,利用热重-微商热重分析法研究了冷却温度对EGR冷却器积炭性质的影响。并利用低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)技术对不同冷却温度下加载积炭的EGR冷却器进行再生,通过观察再生产物中碳氧化物(COx)的变化,分析了冷却温度对EGR冷却器再生的影响。研究结果表明:积炭中可溶性有机物(soluble organic fraction,SOF)的反应活性随着冷却温度的降低而逐渐升高,干碳烟(dry soot,DS)的氧化活性则随着冷却温度的降低而降低。EGR冷却器在冷却温度为20℃时所加载的积炭量较少,积炭中SOF的反应活性较高,DS的氧化活性不高,但DS的起燃温度较低。在同等再生条件下,冷却温度为20℃时加载积炭的EGR冷却器率先实现了完全再生,且再生产物COx中CO所占比重仅为20.3%,约为冷却温度80℃下加载时的4/7倍。     

CO2跨临界冷热联供循环性能分析

以CO2跨临界循环冷热联供系统为研究对象,通过理论计算分析了传热窄点温差约束下系统供热温度、供冷温度、制热系数（COPh）和制冷系数（COPc）随压缩机排气压强、气体冷却器出口工质温度和蒸发温度的变化规律。结果表明：供热温度随压缩机排气压强和气体冷却器出口工质温度的提高而升高,随蒸发温度的提高而降低;供冷温度只随蒸发温度变化;COPh和COPc随气体冷却器出口工质温度的提高而减小,随蒸发温度的提高而增大;当气体冷却器出口工质温度为30~40 ℃时,随压缩机排气压强的增大,COP减小,当气体冷却器出口工质温度为45 ℃时,COP先增大后减小;在考察工况下,当蒸发温度为-25 ℃、气体冷却器出口温度为45 ℃时,循环系统在压缩机排气压强为14 MPa可以达到最大供热温度120.65 ℃、最低供冷温度-15 ℃,此时系统COP为2.94。     

基于流固耦合的柴油机EGR冷却器结构优化

在使用废气再循环技术时,通过排气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)冷却器来控制引入废气的温度,提高充气效率。为解决冷却器的结构设计不合理导致废气换热效果降低的问题;利用计算流体力学(CFD)软件对冷却器进行固液气三相的耦合计算,对冷却器的废气流场和温度场进行分析,结果表明由于入口结构问题导致某些部位冷却效果较差,对冷却器结构进行调整后,冷却效果变好。     

电极密封装置的改进

电极密封圈又名电极冷却器,它的作用是为了保持炉盖与升降运动的电极有适当的封闭间隙,有助于封闭炉内冶炼气氛,减缓冷热对流而带走的热能损失;它冷却电极防止早期氧化,冷却炉盖顶部,提高炉盖寿命。     

高进水温度下CO_2空气源热泵热水系统变频运行性能

构建CO_2空气源热泵热水系统变频运行实验装置,测试分析高环境温度、高进水温度下变频运行对CO_2空气源热泵热水系统气体冷却器压力、制热功率及性能系数(COP)的影响。实验结果表明,CO_2空气源热泵压缩机降频运行能有效避免压缩机过载、抑制气体冷却器压力过高等问题。随压缩机频率的减小,气体冷却器压力持续减小,COP先增大后减小,存在最优压缩机频率值。在高环境温度和高进水温度工况下,CO_2空气源热泵热水系统压缩机最优运行频率区间为35～45 Hz。     

CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环热力学分析

建立了同时采用双级压缩和利用喷射器代替节流阀的CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环模型,在系统稳定运行的条件下,分析了高压压力、气体冷却器出口温度、蒸发温度和高、低压压缩机吸气过热度对循环性能的影响,并与CO2跨临界单级压缩/喷射制冷循环和双级压缩制冷循环进行了比较.结果表明:在给定条件下,双级压缩/喷射循环的性能系数明显优于其他两种循环;随着气体冷却器出口温度的升高和蒸发温度的降低,循环的性能系数分别降低了54.9%和43.2%,并且其下降速度大于双级循环的性能系数下降速度;高、低压压缩机吸气过热度升高均导致双级压缩/喷射循环性能系数降低.     

电动汽车CO2热泵空调系统优化及制冷性能分析

为提升电动汽车CO₂热泵空调系统的制冷性能,文章构建了中间补气+回热器的跨临界CO₂系统,通过仿真研究了气体冷却器出口温度(Tgo)、气体冷却器压力(Pg)、中间补气压力(Pm)、相对补气量(β)、回热器过热度(ΔT)对系统制冷系数(EER)、制冷量(Qe)和压缩机排气温度(Tco)的影响及中间补气对回热器优化能力的提升。研究表明：存在最佳气体冷却器压力和最佳中间补气压力使得EER达到最大值,并得到两者与气体冷却器出口温度的关系式;气体冷却器出口温度上升会使系统性能下降,中间补气量和回热器过热度的增加能提升系统性能,EER提升了15.64%和6.07%,制冷量提升了27.88%和4.78%;回热器过热度的增加会导致压缩机排气温度上升,中间补气可降低压缩机排气温度,当限定压缩机排气温度时,中间补气可使回热器对EER和制冷量的优化能力分别提升了203%和173.87%;相对于基础跨临界CO₂系统,文章构建的优化系统在所研究工况内可使系统EER和制冷量分别提升18.38%和35.03%。     

基于正交设计的压缩空气储能系统效率分析

根据压缩空气储能系统的结构特性,采用正交设计和数值模拟方法对压缩空气储能系统的压缩机绝热效率、级间冷却温度、储气室最低工作压力、回热度、膨胀透平绝热效率和燃烧室效率等6个参数进行实验设计和数值模拟,并对模拟结果进行效率分析.通过对实验结果的方差进行分析,得到设计参数对系统效率的影响程度.结果表明:在压缩空气储能系统中,压缩机绝热效率、级间冷却温度、回热度、压缩机绝热效率与级间冷却温度的交互作用、级间冷却温度与回热度的交互作用以及压缩机绝热效率与膨胀透平绝热效率之间的交互作用为影响压缩空气储能系统总过程效率的显著因素;在现有技术水平下,降低压缩机级间冷却温度和提高回热度是提高压缩空气储能系统效率的最佳选择.     

促进节能机电产品发展研究(三)

§2-3压缩机1.压缩机节能的途径(1)改善冷却器结构,强化冷却效果;(2)设计螺杆压缩机最佳吸、排气口,减少对压缩和欠压缩损失;(3)设计研制新型直流阀、舌簧阀、网状阀、活塞环、填料等;(4)降低气流通道各部分阻力损失;(5)提高密封的可靠性;(6)研究螺杆新齿形和形线;(7)运动部件和主机性能优化;(8)风冷压缩机设置导风罩,优化冷却系     

柴油机EGR冷却器综合性能分析及改进

利用ANSYS软件对某款EGR冷却器的流场、温度场及热负荷进行数值模拟,并通过试验验证其合理性与准确性。通过对柴油机工作过程进行一维建模,得到EGR冷却器的冷却效率的提高对柴油机工作过程具有重要意义的结果。最后通过改变冷却管的结构,并用数值模拟的方法对其分析;结果表明,结构改进使冷却器的冷却效率提升了5.36%,这对以后EGR冷却器开发研制提供了一定的参考。     

热泵辅助冷却电池热管理设计及其作用分析

针对电动汽车大容量电池成组和高负荷冷却需求,提出一套热泵辅助冷却电池的热管理系统,可实现常温环境散热器冷却和高温环境热泵辅助冷却。同时,在Matlab平台下利用理论表征和实验表征方法建立该系统的模型和模块,并对其热管理过程的冷却性能进行系统分析,计算结果表明大负荷工况下热泵具有良好的电池冷却辅助作用,能够保障电池处于20~40℃最佳工作温度范围内。其中,热泵电池冷却器制冷剂分流量和工作介质流量是温控过程中的主控因素,前者具有更显著和宽范的温控作用;随着流量的增加,冷却能力提高,电池组冷却速率提升。此外,可通过热泵压缩机进一步改变制冷剂总流量、工作温度和总制冷能力,兼顾空调需求冷量和电池组辅助冷却需要,实现热泵低能耗应用与调控优化。     

机车柴油机行驶风中冷器初探

探讨利用列车行驶风直接冷却增压空气的空-空冷却器——行驶风中冷器,其性能远优于水冷中冷器;提出应将出气温度作为评价中冷器性能的另一关键性指标。     

三维变形管换热器在压缩机中间冷却器中的应用研究

中间冷却器是提高压缩机效率的一种重要设备,在对三维变形管换热器的结构和传热特点进行介绍的基础上,对其在压缩机中间冷却器中的应用进行了可行性分析。采用三维变形管换热器对中石化某年产100万吨延迟焦化装置用富气压缩机中间冷却器进行了技术改造,并进行了实际运行测试和考核分析。结果表明:三维变形管换热器有效解决了管束的振动问题,在换热面积减少37. 4%、气体阻力降低36. 9%的情况下,气体出口温度达到生产工艺要求,起到了良好的节能节材效果。     

热回收式CO2制冷系统性能研究

对热回收式CO2制冷系统性能COP进行了计算和分析,结果表明:蒸发温度、气体冷却器出口CO2温度、热水加热器入口水温是影响其COP的主要因素;回热器出口过热度对COP的影响较小,对压缩机的排气温度影响较大;随着排气压力的升高,COP是否出现峰值,取决于气体冷却器入口制冷剂的特征温度;在相同工况下,蒸发温度、气体冷却器出口CO2温度、回热器出口过热度对最佳排气压力的影响较小,热水加热器入口水温是影响最佳排气压力的主要因素。     

转炉蒸发冷却器结垢前后数值模拟

针对转炉干法除尘系统蒸发冷却器内部结垢现象影响静电除尘器除尘效率的问题,采用FLUENT软件对蒸发冷却器内部结垢前后的速度场、压力场及温度场进行了数值模拟。研究结果表明:烟气进入蒸发冷却器后流速降低,压力逐渐增加;由于雾化水的蒸发冷却作用,烟气温度由800℃降低190℃;蒸发冷却器结垢后烟气压力场与温度场均有所改变,出口平均压力由-104 Pa降低到-229 Pa,平均温度由190℃提高到224℃;出口处烟气温度较结垢前提高了34℃,烟气温度升高导致静电除尘器入口处粉尘比电阻超出最佳电除尘器参数的范围,导致电除尘效率降低。     

利用电力变压器损耗为变电站房屋供暖探索

大型电力变压器损耗已达兆瓦级,但如何回收利用,长期以来鲜有人提及。针对低温热水辐射散热供暖所需热源温度较低的特点,提出了利用专用热交换器把原来通过变压器冷却器散失掉的部分热能加以回收以替代供暖锅炉的方法,实现利用变压器损耗为变电站房屋供暖。这种供暖方式不仅具有很好的节能效果,而且没有任何污染、不需要专人照料,具有一定的推广价值。     

太阳能电池冷却器的设计与研究

介绍了一种太阳能电池冷却的方法,对太阳能电池冷却器进行了设计。讨论了不同结构参数对于冷却器性能的影响。结果表明,当翅片高度为10-20mm,间距为20-40mm时,冷却效果最好。搭建了冷却器性能实验台,并对其冷却性能做了实验研究,发现经过冷却的电池板,其背板温度最高可以降低15℃,相对电效率平均提高约12％。     

压缩机中间冷却器采用不锈钢波纹管的试验研究

采用新型不锈钢波纹管代替壳管式换热器中的直管,对压缩机中间冷却器进行了改造,并进行了实际运行测试和比较分析。结果表明：波纹管换热器的天然气出口温度能够达到甚至低于压缩机的设计值,换热效率比例管换热器的高61％,压缩机的操作正常平衡,维护工作最大大降低,达到长周期运行的目的。