溴化锂吸收式余热回收机组的设计

针对核电站低温余热回收利用的问题,将海水淡化技术与基于吸收式热交换的热电联产集中供应技术相结合,设计了一个溴化锂吸收式余热回收机组。该机组主要由蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、溶液热交换器、节流装置、溶液泵、冷剂泵等组成。验证分析表明:该机组可有效回收高温海水的余热,并用于淡化海水,在所需制热量为28784 kW的前提下,按年利用7200 h计算,全年海水的余热回收量约280000 GJ,全年淡水产量约2160000 t,减少了对生态环境的影响,大大提高了经济效益。因此该机组可为溴化锂吸收式热泵机组的优化设计提供良好参考。

配置吸收式热泵的热电联产机组厂级智能运行优化

为提高配置吸收式热泵的热电联产机组的全厂运行经济性,基于案例电厂的运行历史数据,使用滑动窗口法进行数据预处理并提取稳态工况,建立配置吸收式热泵的热电联产机组煤耗预测数学模型。以全厂热电联产机组总煤耗最小为适应度函数,利用粒子群优化算法求解得出配置吸收式热泵的热电机组最佳背压和各台热电机组最佳抽汽量。基于以上研究设计了供热系统智能优化软件,实现供热系统在线监测与优化调节,对各供热单元分别提出优化指导,使机组运行经济性最佳,进而降低整体煤耗。计算结果表明:实行供热系统智能优化策略可为案例电厂供热系统平均每小时节省标准煤约1.81 t,节能效果显著。

“双碳”背景下热轧厂能源管理体系构建与实施

现阶段,中国能源体系和发展模式进入崭新阶段。热轧是钢铁企业的关键工序,热轧厂绿色、低碳、高效能源体系建设尤为重要。在“双碳”背景下,通过建立健全能源管理制度、构建“1+14”能源管理模式、建设多终端能源管理平台、产能提升助力高效节能、推行节能技术革新、建立精细化多重预警机制、强化体制机制保障等多措并举,成功构建实施了绿色、低碳、高效热轧厂能源管理体系,创新了管理理念,优化了管理架构,创新了管控模式,热轧厂综合工序能耗降幅明显,取得了显著的经济效益。

热电发电技术回收工业余热分析

工业余热资源形式多样且总量巨大,节能潜力可观。利用热电发电技术将工业余热资源转化为电能,既能提升能源利用率又可以降低热污染,是实现双碳目标的重要技术途径。介绍了工业中不同类型余热的分布占比情况和热电发电的基本原理,重点对热电发电技术在工业领域中的应用研究进展进行了综述,并针对热电发电技术以及该技术在工业应用中存在的一些问题进行了分析、总结和展望。

钢铁工业余热锅炉专利技术分析

采用专利检索分析的方法,对主要的钢铁工业余热锅炉技术进行了技术分解和研究,重点分析了专利申请量趋势、区域分布、重要申请人和主要技术路线等,同时结合余热利用领域的专利技术现状,对其未来发展方向进行了预测和建议。

煤电升级改造背景下烟气余热利用节能效益对比评估

对火电企业进行节能减排改造,能够降低火电供电煤耗,进而有效减少二氧化碳排放量的增长,对实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。以某630 MW机组为例,对比4种余热利用方案(低温省煤器方案、二级低温省煤器方案、旁路烟道方案和机炉耦合方案)的系统机组,进行了关键技术参数与节电效果比较分析,结果表明:排烟温度降为90℃,供电煤耗率低温省煤器方案降低1.88 g/(kW·h),二级低温省煤器方案降低2.16 g/(kW·h),旁路烟道方案降低2.29 g/(kW·h),而机炉耦合方案降低2.66 g/(kW·h),节能效果最为显著。

工质R245fa、R1233zd(E)对有机朗肯循环系统热力学性能的影响

为了研究传统工质R245fa和低全球变暖潜能值工质R1233zd(E)在回热式有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统中的热力学性能,使用工程方程求解器(engineering equation solver,EES)软件建立采用2种工质的系统热力学模型,分析不同运行参数下系统热效率和[火用]效率。结果表明:与采用R245fa为工质相比,采用R1233zd(E)的系统热效率提高了12.85%,[火用]效率提高了27.42%;通过调整蒸发器的过热度和冷凝器的过冷度,可以进一步提高系统的热力学性能。

超高温热泵混合工质性能研究

性能良好的工质是超高温热泵技术开发的关键之一。针对供热温度大于140℃的超高温热泵,根据优势互补的原则,提出了四种性非共沸混合工质MB1、MB2、MB3、MB4,并在蒸发温度50℃、70℃与90℃,冷凝温度140℃-160℃工况下对这四种混合工质的循环性能及最佳配比进行了研究。结果表明,苯,环戊烷,甲苯,丙酮及R13336mzz(Z)可作为该供热温度下热泵的混合工质的组分;四种混合工质性能良好,其中,MB2的循环性能在所提出的混合工质中最优,在蒸发温度50℃,冷凝温度160℃工况下,COP达2.4,[火用]效率达58.9%;在蒸发温度90℃,冷凝温度160℃工况下,COP达4,[火用]效率达62.6%。其它混合工质较主要成分苯的循环性能均有提升,MB4较苯可燃性降低。

供热工程循环余热利用技术优化研究

为提高供热工程的热效率,以某供热工程为例,开展循环余热利用技术优化方法的设计研究。采用定义热泵变量和参数的方式,根据热力学第一定律,参照能量平衡方程,建立供热工程循环热泵数学模型。根据供热工程循环热泵数学模型中不同参数之间的关系,调整供热工程热网水压力。通过热泵驱动蒸汽与疏水器改造,实现供热工程循环余热利用技术的优化。实验结果表明,优化后的供热工程循环余热利用率高于优化前的供热工程循环余热利用率,说明设计的技术在实际应用中效果良好,按照规范优化供热工程,可以提高供热工程热效率,即提升工程循环余热利用率。

喷淋式烟气源热泵冷凝余热回收系统性能分析

受限于锅炉房的建造环境,采用喷淋塔回收烟气余热时,热网回水往往是唯一的冷源选择。但回水温度过高时无法回收烟气潜热,造成大量浪费。为实现高效的全热回收,本文提出了一种直接接触式换热器与压缩式热泵耦合的烟气冷凝余热回收系统,旨在通过热泵对低品位热能的提取能力制造人工冷源以满足回收烟气潜热的温度需求。实验研究了系统在变热泵冷凝端进口水流量、温度工况下的余热回收能力和供热能力。结果表明,以输入燃气的最低热值为基准,系统在全工况下的供热效率均超过100%,具备优秀的供热能力。在热泵冷凝端进口水温50℃、流量40L/min的工况下,系统的排烟温度可降至26.9℃,余热回收效率可达13.85%。此外烟气中的水蒸气冷凝量为6.5~7kg/h,证明系统可以在实现高效余热回收的同时具有优秀的余水回收能力。实测每年可节省约1966.42m3燃气,投资回收期约为3.33年,具备优秀的节能与经济效益。

ORC系统蒸发器夹点温差的数值分析和实验研究

有机朗肯循环(ORC)是一种高效回收余热的可靠手段。考虑蒸发器的换热面积和系统的热力性能,自定义了性能评价指标F(·),在热源温度为105~165℃、蒸发器夹点温差为3~30℃时,分别从工质流量和蒸发温度的角度,模拟分析了夹点温差对系统性能的影响。结果表明:系统的净输出功和热效率均随夹点温差的降低而增加,且分别在热源温度为165℃、夹点温差为3℃时达到最大值53.53 kW和12.21%;一定工质流量下,热源温度为165℃时,F(·)的值最小,此时最优夹点温差为15℃;一定蒸发温度下,F(·)的值随夹点温差的增大一直减小。在自主搭建的小型ORC低温余热发电试验平台上,分别研究了不同的热源流量、冷却水流量和工质流量下,蒸发器夹点温差对ORC系统性能的影响。结果发现:当热源流量为4 m^(3)/h,系统在较低的蒸发器夹点温差下有更好的表现,此时存在使系统性能最佳的工质流量和冷却水流量,分别为700 kg/h和3 m^(3)/h。

有机朗肯循环无油涡旋膨胀机热力学特性研究及试验验证

为详细研究无油涡旋膨胀机的热力学特性,基于热力学第一定律、能量和质量平衡方程建立了泄漏模型和热力学模型,并进一步改变不同的工况参数来研究涡旋膨胀机泄漏量的变化情况。在综合考虑传热与泄漏对热力学模型的影响下,采用欧拉法对建立的热力学模型进行求解,得到并分析了涡旋膨胀机在运行1个周期内工质的压力、温度、质量随主轴转角变化情况。最后,通过搭建试验平台,对所建立的涡旋膨胀机热力学模型进行试验验证,并为涡旋膨胀机的性能分析提供一定的借鉴作用。

基于NSGA-Ⅱ算法的变温度热源有机朗肯循环系统性能分析及工质选择

针对120~150℃烟气余热,建立亚临界有机朗肯循环系统的数学模型。首先以R245fa为例,在不同热源温度下对系统进行了热力性能和经济性能分析;其次选取6种纯工质,基于NSGA-Ⅱ算法对系统进行了多目标优化研究;最后通过TOPSIS法和灰色关联分析对不同热源温度下的系统进行了工质选择和性能分析。结果表明:在研究温度范围内,过热度和蒸发器夹点温差的升高均不利于提升系统性能;不同热源温度下的最佳工质不同,热源温度为120℃时,R601的热力性能最优,R245fa的经济性最优,R1233zd的综合性能最优;热源温度的升高有利于提升系统的经济性能,各工质的最佳蒸发温度随着热源温度的升高而升高。灰色关联分析表明,6种工质的综合性能均随着热源温度升高有所提升。

地热源双级喷射有机闪蒸循环热力分析及优化

为有效利用有机闪蒸循环(OFC)闪蒸后的饱和液态工质,提高中低温热源的回收效率,构建地热水驱动的双级喷射有机闪蒸循环(DEOFC)系统,探究关键参数对系统的影响,并对系统进行多目标优化。结果表明:DEOFC闪蒸压力和高压膨胀机出口压力最优时,热源温度升高,系统净输出功、热效率、效率增大;当温度升至工质的特征温度时,趋势发生变化。多目标优化时,R601a表现出最佳性能。与单级喷射有机闪蒸循环(SEOFC)相比,DEOFC净输出功和效率均存在较大优势。

热泵型烟气余热回收及降氮系统性能

为解决燃气锅炉烟气冷凝余热回收效率低和氮氧化物(NO_(x))排放浓度高的问题,本文提出一种热泵型烟气冷凝余热回收与降氮协同处理系统。该系统利用换热器和压缩式热泵分级回收烟气高温显热和冷凝余热,以实现烟气余热深度回收;并利用吸收余热的热水对助燃空气进行加热加湿,实现烟气降氮效果。搭建了热泵型烟气余热回收及降氮系统试验台,研究了助燃空气含湿量、空气加湿塔液气比、热网回水温度及流量对系统余热回收和低氮排放性能的影响规律。结果表明:在热网回水温度为40℃、流量为1853L/h工况下,系统余热回收效率可达6.9%,排烟温度可降至24.5℃,NO_(x)排放浓度可降至39.7mg/m3,减排效率可达60.6%。此外,试验工况下的系统供热效率均大于未加湿时锅炉的热效率,余水回收量为20.2~31.2t/a,证明该系统能够协同处理好燃气锅炉的冷凝余热回收、降氮排放、余水回收和消白问题。该系统的最短投资回收期约为4年,具有良好的节能、环保与经济效益。

寺河矿三水沟风井空压机余热回收制备洗浴热水可行性研究

为解决寺河矿三水沟风井空压机余热浪费问题,提高空压机的综合能源利用率,采用SMEET煤矿专用高效空压机余热回收技术制备洗浴热水。经测算,该项目供热系统设备及配套工程投资总费用约185.9万元,系统运行成本为12.6万元,静态投资回收期为1.3年,经济效益显著。

喇360转油放水站余热利用技术研究

喇360转油放水站可利用的含油污水资源丰富,通过对喇360转油放水站与喇Ⅱ-1联合站热源现状、供热参数、含油污水可利用的热量等进行分析,根据用热负荷及供热参数,确定热泵站规模。采用热泵技术回收含油污水中的余热,使温位较低的水中蕴含的热能得以利用,可替代加热炉、锅炉供热,最终实现节能减排,达到社会效益、经济效益双赢的效果。

基于电机余热回收的电动汽车综合热管理系统分析

为了降低电动汽车能量消耗,提高乘员舱舒适性,该文提出一种集空调、电池预热和电机余热回收为一体的电动汽车热管理系统。进行了电动汽车热管理系统设计与理论分析,制定了整车温度控制策略。在AMESim环境下搭建了由驱动系统、电池温控系统和乘员舱等组成的整车热管理系统仿真模型,对其在不同环境温度、不同运行工况下的特性进行了仿真分析。结果表明:在冬季寒冷工况下采用正温度系数(PTC)电加热器及电机废热共同加热乘员舱的方法,降低了乘员舱PTC电加热器的使用时间,电池荷电状态(SoC)在车辆运行中的消耗降低0.20%~3.98%,整车温度控制策略有效可行。

集成蒸汽引射器热电联产余热供热系统全工况性能分析

为了提高工业余热的利用率,提出了增设蒸汽引射器的新型热电联产余热供热系统,通过抽汽引射部分低温乏汽以提质利用,并将其作为1级中间热源梯级加热热网水。基于蒸汽引射器能量匹配特性,以某350 MW余热供热机组为例,通过变工况计算确定蒸汽引射器的工作性能参数,完成梯级供热系统集成,在此基础上建立热力系统模型,并开展变工况热力学性能和适用性研究。结果表明:与案例系统相比,新型系统在设计供热工况下的乏汽利用率提升了12.15%,机组平均发电热效率提高了4.64%,平均供电煤耗率降低8.50 g/(kW·h),负荷调节灵活性提高,当供热负荷率为80%时,新型系统调峰容量比为27.26%,提高了5.78个百分点。

330 MW燃煤锅炉耦合ORC发电系统经济性分析

有机兰金循环(ORC)在锅炉烟气余热回收中具有一定的优势。针对某330 MW燃煤锅炉设计一套供厂用电的ORC烟气余热发电系统,计算厂用电率、供电热效率、供电煤耗率、供电碳排放强度及投资回收期,分析锅炉耦合ORC发电系统后机组的经济性。结果表明:采用锅炉耦合ORC发电系统后,厂用电率平均降低0.18个百分点,供电热效率平均增加0.07个百分点,供电煤耗率平均降低0.7 g/(kW·h),供电碳排放强度平均降低1.52 g/(kW·h),投资回收期为7.04 a。锅炉耦合ORC烟气余热发电系统具有一定经济性。