富氧燃烧深冷空分系统多级空压机运行能耗与经济性影响因素分析

基于R-K状态方程,采用偏离函数法对空压机内绝热稳流压缩过程中的空气理论压缩功和出口空气温度进行计算,建立了多级空压机空气压缩过程的运行能耗计算模型和级间冷却过程的排气放热量计算模型。基于■分析方法,建立了用于定量分析空气压缩过程物理■损失、排气冷却过程热量■损失和多级空压机■效率的计算模型。在此基础上,分析计算了制氧体积分数和级间冷却器出口空气温度变化对制氧过程中多级空压机运行能耗和经济性的影响。结果表明:适当降低制氧体积分数、选择较低的级间冷却器出口空气温度可降低深冷空分系统的制氧能耗,并提高其经济性。     

多级回热式跨临界压缩二氧化碳储能系统热力性能分析

为解决压缩空气储能系统储能密度和效率低的问题,建立了基于地下储气室的多级回热式跨临界压缩二氧化碳储能系统(Compress Carbon Dioxide Energy storage,TC-CCES)热力学模型及■分析模型,采用二氧化碳代替空气作为存储介质,对系统进行热力学性能分析和敏感性分析。结果表明:TC-CCES的储能密度达到57.29 kW·h/m~3,是先进绝热压缩空气储能系统(Advanced adiabatic CAES,AA-CAES)的2～25倍,储能效率和■效率分别为58.41%和67.89%,均高于AA-CAES;在TC-CCES中,储能过程的压缩机级间冷却器、释能过程的膨胀再热器以及回热系统中热泵■损失较大,通过提高系统储能压力、释能压力以及降低系统低压储气室入口压力,可以提高系统的储能效率和■效率。     

大型空气压缩机变工况性能试验研究

压缩空气储能系统压缩机受系统自身特性影响,长期处于变工况运行状态。对某多级压缩空气储能系统大型空气压缩机变工况条件下级间性能开展试验研究,即利用压缩机管网特性试验平台,开展排气压力6.5～9.5MPa范围试验测试,对压缩机各级吸气和排气压力、吸气和排气温度、压缩机排气量、电机电流、电压等参数进行实时采集。通过对压缩机实时变工况下各项参数分析,具体研究压缩机的容积效率、循环指示功率、等温效率、各级压比分配和各级压损随出口负荷变化而变化的规律。研究结果表明:压缩机的容积效率基本不随工况的变化而变化,平均为0.96;循环指示功率随出口负荷的增加而增加;压缩机的多变效率从74.02%上升到78.14%,多变效率随着排气压力的增加而增加;低压级压比增大速度较快,易达到额定状态,高压级压比达到额定状态较缓;一～四级的相对压力损失基本保持不变,五级出口排气到集气汇管的相对压力损失随着出口负荷的增大而减小。     

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℃。     

空气压缩机吸气端除湿系统研究

为了降低空气压缩机吸气温湿度,以有效降低空气压缩机系统能耗,充分利用空压机余热,将膜分离技术、液体除湿技术和热泵技术相结合,采用中空纤维膜液体除湿装置进行空压机进气端除湿。结果表明:空压机系统的热负荷与湿负荷分开处理,避免了干燥系统的过渡冷却和再热的能量损失,采用空气压缩机吸气端除湿系统,不仅优化了空压机的进气参数,在降低空压机能耗的同时,为空压机创造了良好的运行环境,降低了空压机的日常运行、维护成本。     

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。     

结霜工况下变片距空气冷却器性能仿真与试验

以结霜工况下的变片距空气冷却器为研究对象,对空气冷却器建立分布参数计算模型,采用分子扩散理论建立霜层的生长模型。在计算过程中,采用空气冷却器迎风面的霜层厚度平均值作为变量迭代求解空气冷却器的风量。研究了变翅片间距结构对空气冷却器结霜工况下性能的影响,并进行了实验验证。实验结果表明:空气冷却器的风量、换热量变化趋势的实验值和计算值基本一致,偏差在5%左右。与定翅片间距空气冷却器相比,变翅片间距空气冷却器在结霜工况下具有较长的除霜周期和更好的传热性能。     

恒热源工况应急冷却方案设计与技术经济分析

针对某个恒定热源的待冷却工况,设计了4种散热的车载冷却方案,以应对原有冷却系统因紧急灾害失效致热量积聚从而使冷却水池沸腾产生极端事故的情况,并对各个方案运行过程中动态的空间散热比、造价散热比、风量散热比和水耗散热比进行综合分析,得出各个方案的劣势因子。结果表明:空冷器与蒸发冷却器串联方案稳定运行时段比降温运行时段劣势因子增加了7.43%;两级蒸发冷却器串联但前级蒸发冷却器先期不喷淋方案随着水池温度的稳定,劣势因子下降10.53%;回水预冷后全部蒸发冷却器方案的劣势因子总体最小,故此方案为允许一定水耗条件下技术经济性最好的方案;在无补充水条件下,全空冷方案虽然空间散热比、造价散热比和风量散热比均最高,但水耗散热比为零,此方案具有不可替代性。     

超超临界机组配置优化经济性分析

分析当前主流的节流配汽机组宽负荷运行经济性低的原因,参考高压缸分列布置的新型配置方法对机组进行改造,并建立了APROS仿真模型,研究优化后机组适应宽负荷运行的策略。与改造前机组相比,在68.8%THA(切缸工况)热耗率降低151k J/(k W·h),节能效果显著。分别采用热量分析法和■分析法两种方法对优化后系统进行经济性分析,通过调阀开度与综合阀门节流效率的关系以及主汽压力和循环效率的关系,建立了机组对应工况下热耗率的计算模型。对优化后机组进行■分析,整体■损失比原机组减小35MW,■效率提升的部位主要在锅炉、加热器和凝汽器。     

炼油装置加热炉节能途径与制约因素

加热炉是炼油装置的能耗大户,其节能水平对于提高炼油装置的节能水平具有重要意义。介绍了加热炉主要的节能途径：优化换热流程,降低加热炉热负荷;加热炉与其他设备联合回收余热;降低排烟温度、降低过剩空气系数、减少不完全燃烧损失、减少散热损失以提高加热炉热效率。探讨了上述节能途径的主要技术措施及应注意的问题。阐述了进一步提高加热炉节能水平的制约因素：降低排烟温度,要考虑经济性和露点腐蚀;过分降低炉外壁温度,会导致费用过高;预热空气温度过高对环保不利。提出了进一步提高加热炉节能水平的建议;认真净化燃料,降低露点温度;开发新的余热回收工艺;开发并应用“蓄热式高温空气预热贫氧燃烧技术”等新的燃烧技术;加强运行管理。     

燃气轮机进气采用喷雾蒸发冷却方式的温度分析

燃气轮机进气喷雾蒸发冷却系统对其进口空气进行加湿冷却,降低进口空气温度。文中基于加湿过程的基本理论,采用MATLAB编程进行计算分析。通过计算分析,发现空气温度和相对湿度对冷却效果有显著的影响,空气温度越高,相对湿度越小,起降温效果越好。并预估西北某地机组采用喷雾蒸发冷却系统后的经济性,充分显示了我国西北地区燃气轮机机组采用该冷却系统的优越性。     

BP神经网络与改进热力计算结合确定锅炉参数基准值

提出了采用BP神经网络模型与改进热力计算相结合的方法确定锅炉运行参数基准值。计算中采用BP神经网络模型预测飞灰含碳量的基准值,并根据锅炉运行负荷选取炉膛出口烟气温度计算公式,采用登山原理确定过量空气系数的方法确定关键运行参数基准值。最后,以一台HG1025/18.2-M锅炉为例,计算70%、50%负荷下该锅炉运行参数的基准值,得到随着锅炉负荷的降低炉膛出口过量空气系数明显增加,飞灰含碳量和机械未完全燃烧热损失显著降低。证明该方法能够很好地反映锅炉负荷、煤质特性参数改变对运行参数基准值的影响。     

电站锅炉烟气余热利用与空气预热器综合优化

针对常规电站锅炉余热利用系统中低温省煤器入口烟气温度的限制,对锅炉尾部受热面进行综合优化,将空气预热器分两级布置,在两级空气预热器之间布置低温省煤器;并通过改变Ⅱ级空气预热器出口空气温度,优化低温省煤器所处的烟气温度范围,从而得到热力学最优工况;最后结合技术经济性分析,得出符合工程实际的综合优化结果.结果表明:通过空气预热器分级设计和合理设定关键运行参数,在热力学最佳方案下机组供电煤耗降低约6.7g/(kW·h),结合技术经济性分析,在年平均运行5 500h工况下,每年净收益可达2 100余万元,经济效益显著.     

CO_2汽车空调气体冷却器的仿真分析

以CO_2汽车空调气体冷却器为研究对象,使用ANSYS软件对CO_2气体冷却器的换热模型进行了数值模拟,显示了CO_2在气冷器内沿程的温度场和速度场的变化,分析了排气压力、CO_2的流量以及冷却水流量对CO_2流动和换热的影响。模拟结果表明:压力增高时,出水温度提高,气冷器的CO_2出口温度降低,适当提高排气压力是有利的;CO_2流量的增加使两侧流体的出口温度都相应提高,而CO_2的出口温度提高对系统是不利的,制冷剂流量不能太大;增大水流量能降低气冷器的出口温度,对系统循环有利,可适当增大冷却水的流量。     

脱硝尿素热解系统炉内烟气换热器运行分析及设计优化

脱硝尿素热解制氨系统一般通过电加热器提供所需的高温热解空气热量,采用锅炉烟道内布置烟气换热器,可以有效提供高温热解空气加热所需热量,降低电加热器运行功率从而节省高品质电能。通过对某350 MW机组实际运行数据分析,总结锅炉内置烟气换热器尿素热解系统的运行特点,提出烟气换热器优化设计方案,保证尿素热解制氨系统的运行经济性和可靠性。     

两级增压系统参数对泵气损失影响的热力学分析

建立了两级增压系统热力学模型,分别分析了压比分配、级间中冷、增压器效率和排气温度等参数对泵气损失的影响,并确定了不同参数下的最佳压比分配。研究结果表明:在高、低压级压气机入口温度和增压器效率均相同时,压比分配为1时可获得最低泵气损失;降低高压级压气机入口温度能明显降低泵气损失,最佳压比分配随高压级压气机入口温度的降低而增加;增压器总效率的提高能显著降低泵气损失,级间无中冷且增压器总效率一定的情况下,泵气损失随压气机效率的提高而减小;级间无中冷时,不同增压器效率对应的最佳压比分配存在突变,但此时泵气损失对压比分配变化不敏感;泵气损失随涡前温度的降低呈线性增加,这对新型燃烧方式的涡轮增压器设计和匹配提出更高的要求。     

一次泵变速变流量系统的最优化运行

以冷却泵、冷冻泵和冷水机组总能耗最小为最优化目标,取冷却水流量率、冷水出口温度和冷水流量率为优化参数,建立一次泵变速变流量系统总能耗优化模型,利用MATLAB编制了负荷率为80%的某实际制冷系统的优化程序。结果表明,负荷减少时合理控制运行参数可降低空调系统运行费用。     

燃气轮机喷雾冷却流动与换热数值研究

为了研究燃气轮机空气管道喷雾冷却过程中流场分布、雾滴运动轨迹及冷却效果,基于欧拉-拉格朗日粒子追踪模型开展了喷雾冷却的数值研究,探究了不同雾滴尺寸、喷水量条件下,进气管道内流场特性、温度分布以及压力损失。模型为实测L型进气管道,横截面尺寸为3 m■8 m,直管段长度为11.6 m,竖直段长度为6.9 m,在直管段的端部均匀布置3×8喷嘴阵列,雾化水温度为15℃,喷吹速度为60 m/s,管道空气流速为3 m/s。研究表明：喷嘴雾滴喷入量为零和100%时,出口平面的速度分布标准差分别为0.60和0.71,喷雾对流场分布未产生太大影响;雾滴直径越大在管道内的运动距离越远,汽化长度越长,雾滴直径为50μm时,完全汽化所需长度达14.05 m;喷雾冷却前后压损率分别为12.55%和8.59%,喷雾后总压损减小,流场改善;随喷水量增大,出口气体含湿量增大,出口温度降低,当喷水量为100%时,降温达12.43℃。     

重庆地区太阳能复合空气能热水系统关键因素分析

建立太阳能复合空气能热水系统运行计算模型,基于重庆地区实测气象数据,对系统运行效果和系统影响关键因素进行分析。研究表明:重庆地区太阳能复合空气能热水系统在该文中系统条件下热泵年平均制热性能系数为3.59;设计供热水温度和设计太阳能保证率是影响系统运行和系统经济性的两个关键因素;重庆地区太阳能供生活热水设计温度宜取50℃,随着热水温度取值的增大,热泵性能和系统经济性均降低,相比于60℃,供热水温度设置为50℃时热泵性能系数提升16.6%,动态年费降低25.8%;重庆地区太阳能复合空气能热水系统的设计保证率宜按国家标准30%取值,不宜过高,设计保证率每增加3%,系统动态年计算费用平均增大4.8%,系统经济性下降。