Evaluation of Performance of Thermal and Electrical Hybrid Adsorption Chiller Cycles with Mechanical Booster Pumps

Large amounts of waste heat below 100oC from the industrial sector are re-leased into the atmosphere. It has been suggested that energy system efficiency can be increased with adsorption chillers. However, the cooling power and coefficient of performance (COP) of conventional adsorption chillers significantly decrease with the desorption temperature. In this paper, we proposed a mechanical booster pump (MBP)-assisted adsorption chiller cycle, and evaluated its performances. In the cycle, a MBP was incorporated into a zeolite-water-type adsorption chiller for facilitating water vapor transportation between an adsorber and an evaporator/condenser. We have experimentally studied the effect of the input electrical power of MBP on the performances of adsorption chiller cycle. It has been demonstrated that the heat input achieved by using MBP at the desorption temperature of 50oC was 1.6 times higher than that of without MBP at the desorption temperature of 60oC. And the increase of pump power was found to be effective in increasing the heat input. Therefore, it was confirmed that the operation range of desorption temperature, which can be generated by using the waste heat, was extended and the cooling power was increased directly by using MBP.

一种用于微能量收集的升压电荷泵设计

开关电容直流-直流(Direct Current-Direct Current,DC-DC)变换器是电源管理系统中极其重要的一部分,升压电荷泵是其中的一个分支。在微能量收集的应用场景中,升压电荷泵的研究热点是实现低的泄漏电流和低的阈值电压损耗。多数升压电荷泵设计为了减少阈值电压损耗和电荷共享等非理想效应,使泄漏电流增大,或结构变得复杂,导致面积增大,不适用于微能量收集场景。Dickson电荷泵是早期的电荷泵结构,其结构简单实用,但较大的阈值电压损耗是其最大的缺点。为此,本文基于Dickson电荷泵进行分析,采用TSMC 250 nm工艺,使用中等阈值电压(Medium Threshold Voltage,MVT)型金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOS)代替二极管,降低阈值电压损耗,再利用体源二极管偏置技术,进一步降低阈值电压损耗。本文利用Positive MOS(PMOS)管与Negative MOS(NMOS)管级联的形式,减少泄漏电流,且NMOS管采用深N阱工艺,避免加入辅助电路。仿真结果表明,本文的升压电荷泵结构设计具有较好的性能表现,达到了设计要求。

基于地面大口径钻孔抽排的老空水害防治技术

为了安全高效治理矿井老空水害,在井下不具备疏放老空水的条件下,采用了地面大口径钻孔和接力抽排水的方案对老空水害进行治理。选取位于老空积水区最低点的水仓作为地面钻孔的终孔位置,施工三级变径的大口径钻孔。下设的一级套管对钻孔在松散层中进行了固井,二级套管对老空区及采动破坏范围上覆含水层进行了隔离,采用无线随钻测斜和定向钻进技术,保障了大口径钻孔的准确透巷。钻孔中下设潜水泵将老空水抽至地面,然后采用管道增压泵将老空水接力排至矿井水处理厂,实现了老空水抽排过程中不落地。通过对抽排水量和老空水位的观测,验证了基于地面大口径钻孔和接力抽排老空水的效果。结果表明:采用地面大口径钻孔和井下潜水泵联合地面增压泵接力抽排关闭矿井老空水效果较好,具有安全性和可靠性高、排水和水处理费用低等特点。

沉井与基坑支护结合法在某增压泵站中的应用

与常规泵站不同,增压泵站具有单体较多、开挖深度不一及平面形状不规则等特点,采用沉井法或基坑支护法单独实施时,会产生施工方式不合理、工程成本较高或工期较长等问题。本文结合某增压泵站工程案例,从安全、经济、便捷等角度对沉井法、基坑支护法及沉井+基坑支护法等方案进行对比分析,提出了一种沉井与基坑支护相结合的结构形式。该结构形式不仅具有沉井结构工程成本低、施工便捷的优势,还具有基坑支护结构形式灵活、便于保护周边环境的优点;同时也为类似工程项目的结构选型提供了一种新的思路。

高速运行齿轮泵的吸油空化与抑制

为揭示齿轮泵高转速运行时的空化发展规律,对装载机用大功率双联齿轮泵的吸油特性展开研究。通过全流域仿真模拟及试验,分析了转速、吸油压力对双联齿轮泵空化现象及输出流量特性的影响。结果表明,双联齿轮泵发生明显吸油空化的临界转速为2400 r/min,当转速大于2400 r/min后,泵内的气体含量骤增,严重影响输出流量的连续性和稳定性;双联齿轮泵的临界吸油压力为0.19 MPa,继续增大吸油口压力会增大泵出口的流量脉动,与入口为0.1 MPa相比,吸油压力为0.19 MPa时齿轮副1和齿轮副2的气体体积分数分别降低0.059和0.067,有效流量分别增大7.96%和9.24%。通过增压装置增加泵的入口压力,对齿轮泵空化的抑制以及有效流量的提升有明显的改善作用,具有工程实际意义。

实时三维超声对LVNC患者左心房功能的评估价值

目的探讨实时三维超声对左心室心肌致密化不全(LVNC)患者左心房管道功能、助力泵功能、储存功能的诊断价值。方法选取180例有LVNC超声表现的患者(实验组),另外再选取180例年龄相符的健康者(对照组)。采用Philips iE33彩色多普勒超声诊断仪采集二维左心房测量值和三维左心尖四腔心切面full-volume图像,并应用Qlab9.1工作站的3DQAdvanced工具进行脱机处理。结果对照组和实验组的Ve/Va、左心室射血分数、LVEDD、室壁厚度、年龄均差异无统计学意义(P>0.05)。实验组的LAFV/BSA、左心房扩张指数、LAEF均显著大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组和对照组LAPASV/BSA、LACV/BSA、LAPEI均差异无统计学意义(P>0.05)。实验组和对照组LAASV/BSA分别为(8.73±3.92)ml/m^(2)和(5.53±3.92)ml/m^(2),LAAEI分别为(51.27±9.86)和(36.28±12.49),均差异无统计学意义(P>0.05)。实验组LAASV/BSA、LAAEI显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组和对照组左心房最大充盈容积/BSA分别为(22.58±8.64)ml/m^(2)和(18.06±4.76)ml/m^(2),实验组的左心房最大充盈容积相较对照组更高。Bland-Altman分析图显示LAVmax/max测量的检查者内和检查者间的一致性符合要求。结论实时三维超声能有效评估LVNC患者的左心房管道功能、助力泵功能、储存功能。

野外单井注水增压泵失效分析及改进

野外单井增压泵是解决注水井注入压力和注入水量未达到要求的一种有效方式。增压泵经常存在因盘根刺导致的增压泵漏失现象,通过现场维修并分析认为增压泵失效的原因是柱塞表面电镀铬涂层剥落,碎屑随柱塞高速运转、划伤盘根,使盘根不具备密封性,导致增压泵漏失。对增压泵的柱塞涂层进行改进,采用激光熔覆技术在柱塞表面涂敷一层哈氏合金C22涂层,经过3个月的观察,新涂层表现出很好的耐蚀性能,涂层表面没有出现剥落痕迹,盘根的密封性得以保证,柱塞的使用期限延长3倍以上,同时为野外单井增压泵带来一定性能上的增益。

VIM真空感应炉真空度修复分析

以太钢技术中心基础研究所的德国ALD真空感应炉作为研究对象,其连续服役十余年,大量的冶炼试验对真空炉的抽真空系统造成了严重的影响,工作真空度不断降低,导致钢锭质量下降。通过分析真空炉抽真空泵级系统原理,提出将真空泵级系统进行拆解维护修复方案。经过实践证明,该修复方案切实可行,能够大幅度提高真空感应炉的工作真空度。

LPG运输船升级改造LPG双燃料船方案的研究

为应对IMO船舶温室气体减排的要求,航运业寻求对现服役船低碳燃料改装,LPG运输船升级改装为LPG双燃料船是目前改装的热点。本文对LPG运输船升级改装的重点设备及系统进行了研究和阐述,分析了设备的特点,选型的影响因素,关键的参数等。

三洲榕南干渠应急引水加压泵站建设实践

随着全球气候变化的影响日益显著,各地的水资源状况也在不断发生变化,干旱是其中最为突出的问题之一。加压泵站的建设可以有效提高水资源利用效率,解决水资源在空间和时间上的分布不均,提高水资源的利用效率和保护效果在抗旱工作中发挥着至关重要的作用。以榕南干渠输水管线建设工程为背景,探讨在引水抗旱下,如何进行干渠输水管线的建设,结合工程背景进行了必要性分析,提出了泵站布置方案如泵站选址、型式设计,加压泵站建设控制要点等等,该工程项目的建设旨在优化水资源配置,保障城市发展,为周边地区的农业生产和生活用水提供稳定可靠的水源,为抗旱工作的顺利进行做出贡献。

自适应回路在压裂泵流体脉动抑制中的应用

针对液压驱动式压裂泵流体脉动问题,分析了其脉动机理,通过对基于蓄能器-增压缸组合的传统脉动抑制回路进行理论研究,提出了一种基于蓄能器-增压缸组合的自适应脉动抑制方法,并对自适应脉动抑制特性进行理论分析,研究了系统稳态压力等参数的变化对其脉动抑制效果的影响。利用MATLAB/Simulink软件建立脉动抑制回路数学模型,对两种抑制方法进行对比仿真研究,结果表明:相比较基于蓄能器-增压缸组合的脉动抑制方法,自适应方法具有更好优的抑制效果,其脉动压力幅值是传统方法的45%~86%左右,且具有一定的自适应性、良好的稳定性和灵活性。

水下增压泵在陆丰22-1油田的应用研究

为了高效开发边际油气田和深水油气田,水下增压已成为全球海上油气田开发的重要技术手段之一。陆丰22-1油田属于二次开发,具有含水率高、井口压力低等特点,为充分利用油田的剩余开采储量和提高油田的商业价值,采用全水下生产系统开发模式,利用水下增压泵将井口流体增压后输送至平台进行处理。应用多相流动态模拟OLGA软件建立了陆丰22-1油田从水下井口至平台的流体输送模型。首先针对单海管工况和双海管运行工况进行了模拟分析,结果表明陆丰22-1油田双海管运行时水下增压泵均在最佳运行区域内,且流体温度高于原油凝点;而单海管运行输量<300 m^(3)/h时,水下增压泵工作点处于最佳运行区域外;然后通过调节水下增压泵转速对双海管在线清管进行了动态模拟,结果表明在平台用200 m^(3)/h的生产水推动清管球对第一条海管清管时,需将水下井口的流量限产至420 m^(3)/h,待清管球通过第一条海管后在平台停止注入生产水,同时水下井口恢复至正常产量,双海管在线清管总时间约11.4 h。研究结果对深水油气田应用水下增压泵解决流动安全问题具有指导意义。

电控增压泵高速电磁阀电磁力与能耗特性分析

为深入研究电控增压泵电磁阀电磁力与能耗特性,采用有限元分析方法建立了电控增压泵高速电磁阀的三维静磁场仿真模型,并用试验数据验证了模型的准确性;通过数值仿真分析开展了驱动电流和结构参数(线圈匝数、磁极半径、工作气隙)对电控增压泵电磁阀电磁力与能耗的特性研究,得出各参数对电磁阀电磁力与能耗间的权重影响及量化分析。结果表明:主副磁极半径对电磁力影响占比最大,为38.15%;驱动电流次之,占比为31.08%;线圈匝数对电磁力影响占比为17.06%;工作气隙对电磁力影响占比为13.71%。从能耗角度分析了电控增压泵电磁阀驱动电流、线圈匝数、主副磁极半径和工作气隙的占比,其中线圈匝数能耗占比最大,为54.85%;驱动电流次之,为44.99%;主副磁极半径和工作气隙能耗占比最小,仅有0.16%。

台虎钳的集成夹紧系统研究

针对目前常用的丝杆加力台虎钳工作效率低、夹持力小和劳动强度大等问题,提出1种集丝杆加压、双速柱塞泵增压、液压缸驱动夹紧的多重增压方式及抱合支承于一体的新型集成夹紧系统。分析了台虎钳的研究进展概况,论述了集成夹紧系统的工作原理、结构特点、相关参数的计算方法,并通过设计计算,得到两种液压台虎钳夹紧系统的工作参数。结果表明:新型台虎钳夹紧系统结构紧凑,增压比大,采用较小的手动力和较少的手柄转动数圈,即可实现对工件的夹持,夹紧力大且稳定可靠;手工推动活动钳身部分进行快速移动,工作效率远高于丝杠传动,使用方便快捷,特别适合工件尺寸范围大、大小工件调换频繁的场合。

基于粒子群算法的矿山串级排水系统喂水泵调速技术研究

为解决矿山排水系统能耗高、效率低的问题,基于粒子群(PSO)算法开展了矿山串级排水系统优化设计。依据两台不同型号的离心泵串联运行理论,结合变频调速比例定律,推导主排水泵流量、扬程与喂水泵速度之间关系。以排水系统效率为优化目标,利用PSO算法对其进行极值寻优,以喂水泵额定转速对应的主排水泵和喂水泵电机电流、电压、功率因数以及喂水泵和主排水泵出口压力、流量为初始参量,通过限制迭代次数得到排水系统总效率理论极值,确定喂水泵最佳转速,并通过变频调速实验对其进行可行性验证。结果表明:所提出的喂水泵最佳转速确定方法具有较高的调速精度,可确保排水系统在高效工况区运行,进而达到节能降耗目的。

可用于氘氚气体输运的气体循环增压泵性能测试

针对ITER氚循环增压输运需求,自主研制了气体循环增压泵,包括主泵和后级泵。主泵采用斜盘式往复柱塞结构,3个往复柱塞完成五级压缩,达到粗真空和增压效果。后级泵采用摇摆柱塞式结构,以增加流量并降低极限真空,使入口压力达到50Pa的同时出口压力仍能达到0.4MPa。使用全金属双层波纹管完全隔离主轴系统和工作气腔,保持了输运气体的纯净度。使用金属C型密封圈作为气腔与外部环境的静密封,整机密封漏率低于1.0×10^(-7)Pa·m^(3)/s。测试结果表明,自研气体循环增压泵可以满足氚循环增压输运要求。

强流重离子加速器装置工艺循环冷水系统设计

介绍了该项目设计的背景及重离子加速器装置(HIAF)末端工艺设备的特性。针对HIAF末端工艺设备的冷却需求,确定了工艺循环水系统冷负荷,并对一次水系统、二次水系统及补水系统进行了设计,保证了HIAF长期、可靠、稳定地运行。分析了工艺循环水系统的设计要点及难点,为工艺制冷循环水系统的设计提供参考。

石油钻井绞车驻车盘刹系统的设计

针对现有盘刹控制系统结构复杂,体积大、成本高,与能耗制动刹车冲突等问题,设计了石油钻井绞车驻车盘刹系统。驻车盘刹控制系统设在司钻房盘刹控制台上,通过I/0模块将现场数据接入到盘刹控制系统的PLC可编程控制器,参与逻辑控制。驻车盘刹控制系统按电控气或气控气方式实现。现场数据控制气液增压泵,气液增压泵通过供油管路为安全钳液缸供液,实现石油钻井绞车刹车与释放。驻车盘刹控制系统同时与钻机各防碰系统联动,完成防碰刹车功能,也可实现钻机使用中断气、断电状态下的紧急刹车保护。

液压支架用单向阀自动成组测试技术及装置

液压支架用单向阀是液压支架系统的重要元件,其性能直接影响液压支架的支护性能,进而关乎综采工作面的工作效率和生产安全。目前,液压支架用单向阀特性试验测试技术较为落后,试验效率低、劳动强度高、设备故障频发,严重制约了单向阀产品的检验及技术发展。针对上述不足,依据相关标准中对液压支架用单向阀检测试验的方法要求,研究多个单向阀、多个检验项目同步进行的自动化测试技术,创新设计了一套液压支架用单向阀自动成组试验装置。该试验装置能够满足相关标准中对单向阀检验方法及实际工况模拟要求,具备测试精度高、自动化程度高,系统运行可靠性强等优点。

北方城市供水系统二次供水加压泵站优化改造研究

城市二次供水加压泵站优化改造是实施优质饮用水入户工程的重要环节。文章以北方城市A二次供水加压泵站改造为例,通过调查北方城市A二次供水加压泵站设施现状及当前存在的问题,提出北方城市A二次供水加压泵站优化改造方案,采取参照道路等级重新划分泵站、更换供水设备及加入末端检测和紫外消毒设备等措施,增强供水能力,保证泵站高效、稳定、安全地运行,为实施优质饮用水入户工程提供保障。