面向可再生能源集成的综合能源系统熵态计算模型

综合能源系统(IES)熵态机理与分析方法为面向可再生能源集成的IES能量品质分析提供了一种新的理论基础。针对不同的能源系统规模和场景,如何系统性求解大规模能源系统熵态分布是后续系统规划、运行和能量管控等亟须解决的基础问题之一。在IES熵态理论的基础上,进一步梳理了系统熵态分布的计算体系与思路;根据熵增流求解的需要,定义了一些关键计算矩阵与计算列向量;结合IES㶲流模型和熵态网络的定义,考虑能量枢纽(能源站)熵增流转化与分配机制,建立了基于顺序求解和联立求解的IES熵态计算模型,通过算例验证了两种计算模型的正确性与有效性,并讨论了两种计算方法的异同与适用性。

电力潮流和㶲流联合驱动的热电联产综合能源系统优化运行方法

为实现电力系统和热力系统的联合优化,提高能源的利用效率和经济效益,提出电力潮流和㶲流联合驱动的热电联产综合能源系统(CHP-IES)优化运行方法。利用极坐标形式下的牛顿-拉夫逊法进行潮流计算,经迭代后得到电力网络各节点电气量及功率、热力网络各节点温度及流量等重要参数;探究电力网络、热力网络、热电联产机组等耦合元件的㶲流计算机理,以4节点电-6节点热构成的CHP-IES为对象,分析㶲流分布和各个环节的㶲损情况,实现电力系统和热力系统的联合优化。算例证明系统满足局部和整体㶲平衡关系,其中热力系统㶲效率为97%左右。

面向能源转型的高?综合能源系统理论与应用

构建量质协同发展的综合能源系统是推动能源转型的重要举措之一。传统能流和能效研究只关注能量的“数量”,而忽视不同能量的“质”的差异,无法完全体现能量的价值,应用中存在局限性。提出高?综合能源系统的概念,重点关注综合能源系统中有效能的输送能力提升问题。基于综合能源系统?流机理模型以及系统能源品质核心参数,探讨了电力、天然气、热力系统、能源站和可再生能源的?流模型,随后深入剖析了高?综合能源系统在规划、运行优化和能量调度、?交易和市场化机制等方面的核心理论框架,并建立典型数学模型示例,同时对未来高?综合能源系统的相关研究方向做出展望。

湍流传递方程及其应用

导出了湍流火用传递方程组 ,依此研究了壁面常热流对流换热管的火用传递 ,计算了由于粘性耗散、径向和轴向导热引起的火用损率分布。通过对单位体积总火用损率的计算表明 ,单位体积总火用损率是换热管几何参数和边界条件的多元函数 ,对于给定的几何参数 ,存在使单位体积总火用损率最小的边界条件 ,反之亦然。该结论对优化设计换热器及对给定边界条件的换热器优化选取具有一定的指导意义。

流程参数对丙烷预冷混合制冷剂循环损失的影响

在丙烷预冷的混合制冷剂循环液化流程热力分析的基础上,对流程进行分析,并分析了流程中天然气压力、丙烷预冷后天然气的温度、制冷剂进入压缩机时的温度和压力及制冷剂压缩机排气压力对流程各设备损失的影响.分析表明,压缩机的损失占整个流程损失的一半.提高天然气的压力、混合制冷剂压缩机进气温度、混合制冷剂压缩机进排气压力,降低预冷后天然气温度,均可降低整个流程的损失.

流过管束的流动换热与结构的综合性能评价

对于流过管束的流动换热过程以给定换热结构使换热量最大为条件导出经济结构尺寸与换热参数间的关系式 ,并借助于换热准则关系得出其与流动参数间的关系式 ;进而以过程中相对火用损失率最小为条件导出该流动换热过程最佳流动参数的表达式 .联立上述两个关系式就可得出使过程的结构尺寸、流动特征与换热性能间综合优化的最佳管排与给定热流和管径间的关系式 ,以此作为性能分析与评估的判据 .

常规木材干燥室不同供热状况的 损失分析

着重分析常规木材干燥室蒸汽管道不同供热状态的损失:当蒸汽管道供热温度一定时,干燥室温度越低,传热温差越大,损失越大;当干燥室温度及蒸汽管道外壁温度一定时,蒸汽管道供热温度越高,传热温差越大,损失越大。传热温差对损失的影响很大,当蒸汽管道供热温度110℃时,传热温差由40℃降到30、20、10℃,其损失分别减少46.08%、77.01%和94.48%,所以要根据干燥室需要的温度尽量减少供热温差,以减少损失。压差流动损失随压差增大而增加,而且压力较高时比压力较低时压降的损失大。蒸汽在管道内压差流动的损失数值比温差传热损失大许多,至少要大1～2个数量级。因此,由锅炉向干燥室供热,应该尽量减少降压节流的情况。

加热器流动阻力损耗对回热系统性能影响研究

以单耗分析理论为基础,由热力学第二定律考虑热力系统在线监测加热器(火用)分析中存在的流动阻力损耗问题,应用回热系统(火用)损矩阵计算某电厂300 MW机组回热系统各加热器在有无流动阻力损耗情况下的(火用)损率和(火用)损系数,从而得出流动阻力损耗对加热器(火用)经济指标的影响程度。完善了(火用)分析法,提高了热力系统在线监测经济性分析的准确性。

液化石油气船再液化装置的热力研究

对一典型的液化石油气（ＬＰＧ）船上的复叠式再液化装置进行热力分析，并引入和流图来分析、计算再液化装置中各设备能量损失的原因及大小，提出了减小损的途径。

面向综合能源系统的[火用]流机理与分析方法

综合能源系统涉及多种不同能源形式,[火用]可作为衡量能源品质的一种量度。基于“流”的思路,提出了综合能源系统网络[火用]流机理建模方法。首先,基于能流界定了[火用]流分析范围,分析了热力系统的[火用]流机理,定义了[火用]势、[火用]势差等概念,建立了热力系统[火用]流机理模型;然后,将相关规律拓展到其他能源网络,提出了电力、天然气系统的[火用]势概念以及[火用]流机理模型,将能源站等效为[火用]损节点,通过各环节[火用]平衡分析验证[火用]流机理模型的优越性;最后,通过算例直观展示了综合能源系统[火用]流分布,分析各个环节[火用]损情况,通过分析整体和局部的[火用]平衡关系,验证了[火用]流机理模型相比于传统黑箱模型更具优越性,并探讨了[火用]流理论在高品质能源系统中的应用优势。

基于流图理论的200MW机组热力系统火用损模型

采用流图理论对200MW机组进行热经济性分析,建立了有关加热器火用损与燃料火用值的数学模型。该模型能简单,直观的体现热力系统火用损与各种输入火用值之间的联系,利用这种联系,可以对热力系统进行微弱扰动情况下的热经济性分析。

考虑碳排放的换热网络经济学优化

换热网络是过程工业中能量回收的重要系统,其设计水平的高低直接决定了过程系统的能耗和经济性。为了准确计算换热网络的损失,笔者研究了换热网络优化设计中的流动损求解方法和碳排放量计算方法,将碳排放、流动损失和传热损失因素加入优化目标函数,以此确定换热网络最佳的最小传热温差值,提出了考虑碳排放的换热网络经济学优化方法。将文中方法获得的结果与传统夹点分析法结果进行比较,结果表明考虑碳排放的经济学优化方法是有效实用的,为低能耗、低碳排放的换热网络设计提供了参考。

蒸汽流量测量中的流量计能耗分析

本文通过用分析，提出了流量计运行能耗的保守算法和最大算法．从而可以使人们定量地计算流量计的运行费用，对如何正确合理地选用流量计具有指导意义．

R1270/CO_2复叠式制冷系统热力学分析

针对R1270/CO_2复叠式制冷系统,通过能量及分析的方法,分析了低温级冷凝温度、系统蒸发温度、系统冷凝温度以及冷凝蒸发器传热温差对系统COP、损I和质量流量的影响。分析结果表明,在其他变量一定的条件下,存在确定的低温级冷凝温度使系统COP最大,总损最小;适当的升高系统蒸发温度和降低系统冷凝温度,以及减小冷凝蒸发器传热温差,可以增大系统COP和降低损;R1270高温级部件和冷凝蒸发器的损占总损比例较大,需对其进行重点优化。降低低温级冷凝温度和系统冷凝温度,提高系统蒸发温度可以减少系统中R1270的充注量。