小区液化石油气管道供应在北方地区的应用研究

城市燃气化格局从以人工煤气为主、液化石油气和天然气为辅,向优先采用天然气、积极发展液化石油气、逐步限制人工煤气发展的转化是国际上城市燃气化发展的趋势。

多孔陶瓷板式辐射器作为家用燃气灶问题的探讨

作者论述了几年来红外线燃气灶的发展情况,并对红外线燃气灶和大气式燃气灶的性能做了对比试验,从中得出了红外线燃气灶值得推广的结论。

特征线法在燃气管道动态模拟中的应用

对燃气管道不稳定流进行了研究,推导出了计算管内燃气流动的特征线法和公式。特征线法从基于流体力学基本原理推导出来的连续性方程、动量方程和能量方程出发,将难以求解的偏微分方程组转换为便于工程数值计算的等价差分方程组,从而解决了燃气管道中快瞬交流的计算问题。特征线法物理概念明确,数学分析严谨,计算精度高。

输气管道静态模拟及管道末段储气量计算

在对稳定流动理论分析的基础上,建立了较真买反映管内气体稳定流动的基本数学模型,该模型包括连续性方程、动量方程、能量方程和状态方程。采用四阶龙格-库塔法编制了该模型的通用数值计算程序,以陕甘宁至北京长输管道为例进行验证,并在此基础上,对稳定流动工况输气管道末段储气量进行了详细研究和计算。

SOFC分布式热电联供系统的性能研究

对固体氧化物燃料电池(SOFC)热电联供系统(CHP)进行了研究,建立了各个组件的数学模型,并应用Matlab软件实现了系统的计算机模拟。以发电规模为20 kW的系统为研究对象,对其设计工况和运行工况进行了性能模拟,模拟结果表明,在设计点工况,系统的联供效率可达89%,系统中空气侧压缩机的功率消耗最大;在运行工况下,减小燃料利用率或增加过量空气比率均使系统的热、电效率下降,两参数对系统热效率的影响程度相当且较为显著,而燃料利用对发电效率的影响更为敏感,若需获得较高的发电效率,建议系统采取高燃料利用率的操作策略,若需获得较高的热效率,建议采取高燃料利用率或者在电堆允许的温差应力下降低过量空气比率的操作策略。整个研究工作为固体氧化物燃料电池热电联供系统的设计和操作提供了指导。

燃气长输管道动态模拟及未段储气研究

输气管道的发展方向是大管径、高压力、长距离和调峰要求高,迫切需要对输气管道不稳定流动进行研究。基于流体力学基本原理推导的连续性方程、动量方程、能量方程以及SHB-WR真实气体状态方程,建立了燃气长输管道不稳定流动数学模型,采用隐式中心有限差分法编制了该模型的通用数值计算程序,结合哈—依燃气管道工程,将计算结果进行了整理、分析和验证,并在此基础上,对燃气长输管道末段储气量进行了研究。

燃料电池分布式冷热电联供技术的研究及应用

燃料电池分布式多联供技术(冷热电联供)具有高效、超低废气排放量、低噪声等优点,应用前景广阔。综述了燃料电池分布式冷热电联供技术的研究和应用现状,从技术角度将两种处于优势地位的燃料电池(PEMFC和SOFC)在建筑物中的应用进行了对比分析,并指出了燃料电池分布式多联供技术的研究方向。

天然气长输管道可靠性故障树模糊分析

提出了对天然气长输管道进行故障树模糊分析的必要性和重要性 ,介绍了故障树模糊分析采用的模糊算子计算方法。在天然气长输管道可靠性故障树分析中 ,在考虑实际工程模糊信息的前提下 ,进行了可靠性故障树模糊分析 ,计算出了管道系统的模糊失效概率 ,计算结果更符合工程实际。

西安市天然气工程储气方案优化研究

针对以高压天然气为主要气源的城市 ,为解决天然气日、时供需矛盾 ,其可行的储气方式通常是建设高压储罐或采用高压管道储气。储气方案优化研究就是对各方法进行技术经济分析 ,从而遴选出最优方案。此项工作的前提就是要较精确地计算出城市高压燃气管道的储气能力 ,而储气能力的计算精确度又与城市高压燃气管道动态模拟的准确性密切相关。为此 ,基于气体管流基本方程组、实际气体SHBWR状态方程、焓方程及城市高压燃气管道的初始和边界条件建立了静、动态数学模型 ,先后采用四阶龙格—库塔法及隐式有限差分法对静、动态数学模型进行了数值求解 ,并采用C ++builder编制城市高压燃气管道模拟软件。针对西安市天然气所属的输配系统 ,研究确认 ,利用高压管道储气在技术上是可行的 ,在经济上是合理的。随着“西气东输”等工程的进展 ,在城市内利用高压管道代替高压储罐储气 ,将会节约巨大的投资和运行费用 ,并具有广阔的应用前景。

燃料电池冷热电联供系统的技术评价指标研究

首先介绍了建筑物多联供系统传统技术评价指标,针对燃料电池联供系统的部分负荷优势,指出了传统的技术评价指标不能体现系统的年运行工况、运行时间的不足,提出了动态评价指标这一概念,将传统的静态技术评价指标改进为动态第一定律效率和动态第二定律效率两类指标,并在此基础上提出了年一次能耗因子和年二次能耗因子两个新指标,进而对FC-CCHP系统的地区适用性进行了分析,结果表明:运用新的技术评价指标可以更合理、准确地评价系统的性能,且所提出的技术评价指标亦具有一定的外延性,可以运用到以其他发电设备为原动机的建筑冷热电联供系统中,为建筑联供系统的合理科学评价提供了理论指导。

改进遗传算法在燃气管网布局优化中的应用

燃气管网布局优化对整个系统经济性起着重要作用.以树状燃气管网为研究对象,以管线总长度最短为优化目标建立数学模型,设计了基于遗传思想的燃气管网优化布局的搜索过程.并对基本遗传算法进行改进,设计了单亲交叉算子、倒位算子以及相应的适应度函数.应用改进的遗传算法进行树状管网布局优化能够得到一组最优或次优的布局形式.计算表明,与传统方法相比,遗传算法具有很大的优越性和实用价值.

SOFC热电联供系统的设计方法研究

介绍了固体氧化物燃料电池建筑热电联供系统的各种结构流程,提出SOFC系统的设计路线,通过对SOFC系统的建模和模拟,开发出一种用于BCHP中燃料电池系统的设计方法,并利用该方法进行实例设计,结果表明:该方法可以针对用户的能源需求计算所需的燃料电池电堆的容量及系统辅助设备的容量,为电堆规模的确定、系统配套辅助设备的选型提供重要的参考依据,为SOFC在BCHP中的应用提供一个有力的系统设计工具。

基于Hopfield神经网络的输气管网布线优化

在天然气工程中,勘察设计获得输气线路的基本数据资料后,将面临如何连接各节点使整个管网布局最合理的问题。当穿越城市较多,地形起伏复杂,可供选择的线路方案就有若干个,而所需要的最优化路线方案却只有一个。为此,提出应用Hopfield神经网络优化方法来求解天然气输气管网规划问题。通过分析输气管网最优化布局问题,确定了模型的目标函数和约束条件,建立了Hopfield神经网络的能量函数模型,得出网络收敛的动态方程,求解使能量函数达到极小点时的状态点,即输气管网的最优化布局方案。研究表明,应用 Hopfield神经网络方法可以得到输气管网布局优化问题的有效解。

基于析因试验的固体氧化物燃料电池热电联供系统设计参数研究

对固体氧化物燃料电池热电联供(solid oxide fuel cell combined heat and power,SOFC–CHP)系统的设计参数进行了研究,该系统由重整器、燃料电池电堆、燃烧室、2个热交换器及其它辅助设备组成。建立了系统的数学模型,以发电规模为70kWe的系统为研究对象,运用析因试验的设计方法进行了计算机模拟试验,对系统的部分设计参数进行了析因分析。分析结果表明:影响系统发电功率的主要设计参数是燃料利用率和过量空气比率;影响系统热回收和电热比的主要设计变量是燃料利用率和水蒸汽与碳的比率,且这2个参数的交互作用较过量空气比率对系统影响显著;阴极排气再循环比率对系统热、电功率的影响甚微,不是系统的主要设计参数。整个研究工作为SOFC–CHP系统的合理设计提供了指导。

风冷燃气机驱动压缩式热泵冷热水机组运行特性试验研究

对采用国产制冷机及部件设计研制的热泵冷热水机组进行了调试、试运行及运行特性测试 ,结果表明 ,机组设计合理、性能可靠 ,提高供水温度的措施是可行的。在不计燃气机缸体冷却热的条件下 ,一次能源利用系数仅供热时达 0 .97,同时供热供冷时可达 1 .74。

燃气直燃机的使用对季节调峰的作用

分析了月用气量的组成 ,引入了 5个参数描述燃气管网的运行状态。研究了当城市的天然气消耗结构变化时直燃机的使用对季节调峰的影响。计算了直燃机的使用带来的经济效益。

应用高发射率涂层改善燃气红外辐射器性能的研究

分析了提高燃气红外辐射器表面辐射性能的途径,提出在燃气红外辐射器多孔陶瓷板表面应用高发射率涂层改善辐射器性能。选择涂料并制作了涂层。对比实验获得的数据,采用高发射率涂层的陶瓷板板面温度下降10～60℃,可增大灶具调节范围,烟气中CO含量大大降低,NOx含量减少4.9×10-6,改善了燃气灶具的燃烧性能,所选带氧化铁涂层燃气热效率为63.6%～65.4%,较原燃气灶提高2%。测试数据表明应用高发射率涂层可以提高燃气红外辐射器的热效率,改善燃气红外辐射器的燃烧性能。

燃气年度负荷预测的偏最小二乘回归分析法

城市燃气的年度负荷受到多种因素的影响,如能源政策、人口和国内生产总值等,各因素之间相互制约和影响,存在着严重的多重相关性,若采用普通的回归分析会使结果产生较大的偏差,而偏最小二乘回归方法能很好地解决这一问题.采用偏最小二乘回归分析法对燃气年度负荷进行拟合和预测,实例表明,该方法具有建模简单、计算结果可靠的特点,所得到的回归方程能综合分析各因素对于负荷的影响权重,具有较强的实用性.

直接内部重整固体氧化物燃料电池的性能模拟

为了研究固体氧化物燃料电池系统的输出性能,建立了直接内部重整固体氧化物燃料电池(DIR-SOFC)的集总参数模型,应用Matlab软件求解模型,并对燃料电池的各相关性能参数进行分析.模拟结果表明:在常燃料利用率条件下,燃料电池的输出电压和电流密度呈线性关系,输出功率和电流密度呈抛物形关系;在常燃料、空气输入条件下,随着燃料利用率的增大,燃料电池的电流密度逐渐增加、电压逐渐下降,且电池的效率和功率存在极值点.

中餐燃气炒菜灶采用红外线无焰燃烧的可行性研究

现有采用大气式燃气燃烧器的中餐燃气炒菜灶存在热效率低、燃烧不完全、燃烧噪声大等缺点。按照中餐燃气炒菜灶的自身特点及辐射传热理论，若采用红外线无焰燃烧可以大幅度提高其热效率，减少有害物质的排放。实验数据证明了中餐燃气炒菜灶采用红外线无焰燃烧是可行的。