某油田联合站污水余热利用研究

原油集输系统中的热化学沉降脱水,需要将原油温度升高,这一过程将消耗大量能源,其燃料主要为天然气,加热产生大量的CO_(2)。文中通过对某油田联合站生产流程研究分析,同时结合站内用热情况,确定采用压缩式热泵替代现有燃气加热炉技术路线,用于冬季采暖和一段原油加热。项目实施后,每年可节能源8932×10^(4) MJ,折合标煤减少3481.8 t,减少CO_(2)排放2024.5 t,每年可节省能源消耗费用651.8万元,节能减排效果显著,该研究对油田联合站清洁能源替代,减少CO_(2)排放具有重要意义。

换热站并联水泵分布式优化控制

针对现有换热站并联水泵优化算法在集中式架构下控制适应性不足的问题,本文提出了一种改进的分布式并联水泵优化算法.首先,建立了并联水泵的分布式控制系统,并对该优化问题的数学模型进行描述,在目标函数中引入自适应非线性因子;然后,设计了改进的分布式果蝇优化算法,在该算法中每台水泵的控制器仅通过与邻居控制器交互信息即可完成并联水泵的优化;并且,在嗅觉搜索阶段,使用正弦余弦策略替代赋予个体距离与方向的随机策略;最后,以两个实际换热站中不同并联水泵系统为例对算法进行仿真验证,并基于仿真结果进行性能分析.结果表明,相较于传统算法,改进的分布式果蝇优化算法能得到更优的控制策略,有着收敛速度快、稳定性好和鲁棒性强的特点;并且该算法适用于不同系统的并联水泵优化问题,具有可扩展性.在实际工程验证中相较于集中式算法,该算法在总功率和计算时间上分别平均降低了5.47%和29.90%,因此,能够满足实际换热站中对并联水泵热负荷优化分配的需求.

城市换热站热泵补热系统优化运行研究

为推动清洁能源供暖,提高北方城市供暖的质量和效率,提出了一种城市换热站热泵补热系统的优化运行策略。首先,对城市换热站热泵补热系统设备进行建模;然后,构建热泵补热系统与电网的互动场景,包括响应峰谷平电价和参与调峰辅助服务市场;接着,建立系统运行成本最低、热网稳定性最优的双目标优化模型,并将其转为单目标优化问题,采用粒子群优化算法进行求解;最后,通过算例进行4种供热方案的对比分析,验证所提模型的经济性和低碳性,为城市供暖的低碳化转型提供了新思路。

液氢加氢站用液氢泵静态漏热研究

往复式液氢泵是液氢加氢站的重要部件,是实现绿色交通的重要一环。液氢泵内充注着低温液氢,而外壳暴露在环境中,其换热损失不可忽略。以一款国产液氢加氢站用液氢泵为研究对象,通过理论分析的方法分析了液氢泵静态时由于辐射换热和导热导致的漏热量为34.96 W,约为0.3 kg/h的液氢蒸发量。建立了三维液氢泵导热模型,验证了导热计算的准确性。提出在结构允许的条件下,增大活塞和气缸的长度、改变泵池支撑的结构能有效降低液氢泵静态漏热。

建筑给排水节能节水技术探讨

为了解决建筑给排水节能节水问题,以某小区为例,结合其实际用水量,在给排水系统中应用中水回用系统、雨水收集及再利用系统、太阳能热水系统、变频节能泵站技术等措施,有效降低了小区整体能耗。采用变频节能泵站技术后,小区电能节能率达55%以上;采用太阳能热水系统后,月电耗量从原来的2040 kW·h降至778 kW·h,确保了供水稳定性,实现了水资源及电能资源的循环利用。

基于火电站转型储能电站的超高温热泵及熔盐储换热系统工程应用设计

基于300MW等级亚临界参数燃煤电站向储能电站转型的应用场景,搭建了超高温热泵及熔盐储换热系统,并系统性研究了循环压力区间和低温热源温度对超高温热泵制热COP的影响。本系统在550℃制热温度下获得了1.2623的制热效率,通过规划电站运行模式设计,最终实现可再生能源冗余发电的“电-热-电”系统循环转化效率可达到57.162%。

龙一联合站余热回收利用

龙一联合站作为采油九厂北部油田的枢纽站,随着北部油田新区块的生产开发,该站处理量逐年增大,导致耗电、耗气等耗能量不断增加。而该站处理工艺中没有充分利用污水余热和燃气发电机组高温烟气的余热,造成能源浪费。针对这一问题,通过分析龙一联热负荷和余热现状,提出了压缩式热泵机组联合烟气余热回收装置的余热回收工艺,利用该工艺回收余热6.33 MW,可以完全替代采暖炉和脱水加热炉,部分替代掺水加热炉和外输加热炉。龙一联合站通过这种余热回收工艺回收低温余热和烟气余热,每年节省标准煤3579.4 t,最终达到降低生产运行成本、节约能耗的目的。

考虑能源地下车站负荷特征的地埋管换热量计算

为提高地下地铁车站的负荷计算精度,解决能源地下车站的地埋管换热量设计问题,以大连地铁4号线地下地铁车站为研究对象,采用3种负荷计算(DeST模拟、规范算法、逐时算法)方法计算地下车站全年负荷,并分析讨论地下车站设备管理用房区的全年负荷特征,进一步确定能源地下车站地埋管换热量。结果表明:地铁车站能源需求具有明显的逐时波动性和环境参数相关性,通过逐时负荷计算方法获得的全年总负荷较规范算法和DeST模拟结果的精确度可提高约1倍;不同功能用房负荷差异较大,办公用房的供热需求大于制冷需求,设备用房和变电所用房全年无需供热,且变电所用房的冷负荷远大于设备用房;逐时算法得到的换热量可准确反映全年换热需求,其地埋管换热量的不均衡率高达7.14。

某地源热泵能源站能效提升改造实践

聊城高级财经职业学校的餐旅综合楼采用地源热泵作为中央空调系统的冷热源。自2016年9月投入运行至今,该能源站能较好地满足供冷和供暖需求,但由于使用不当和维护不善,实际能效较低。对该能源站进行现场调研和数据检测,并对能耗偏高的原因进行分析诊断,结合建筑功能改变造成的空调负荷变化提出了能效提升的整改方案。2022年3月,完成节能提升改造,增设了能耗监控装置。改造后经初期调适,优化控制策略,有效提升了冷热源系统的运行能效,通过监控数据比对,初步测算节能率可达50%左右。本地源热泵系统能效的提升改造,可为类似项目的改造提供一定的参考。

考虑综合需求响应的含光热电站的综合能源系统低碳优化调度

综合能源系统是一种可以实现多能耦合的能源管理系统,也是实现“双碳”目标的有效途径之一。为解决传统热电联产综合能源系统运行中热-电耦合不灵活造成的经济性与环保性差的问题,文中提出一种考虑综合需求响应和奖惩阶梯型碳交易的含光热电站的综合能源系统优化运行模型。首先,为打破传统热电联产机组的“以热定电”刚性约束,在供能侧构造光热电站、地源热泵和热电联产机组协同运行模型;其次,为进一步降低系统碳排放,在传统碳交易机制基础上引入对碳排放约束能力更强的奖惩阶梯型碳排放机制;然后,结合需求侧柔性电、热负荷的可转移、可削减特性,在能源价格引导下建立相应的综合需求响应机制,构建以运行成本、弃能惩罚成本、碳交易成本和需求响应补偿成本总和最低的优化目标函数;最后,设置不同场景,通过算例分析验证所提模型和策略对解决热电联供矛盾和实现系统低碳运行的可行性。

水环热泵系统在地铁车站中的应用及分析

水环热泵系统将地铁车站设备用房余热回收用于人员房间的供热,介绍了系统在地铁中应用的工作原理,并结合工程实例,通过对实际运行情况的测试,得出了余热回收系统可使供热房间室内温度达到Ⅱ级热舒适度,分析了该系统在地铁车站的应用中的节能价值。

热力站水泵自动调速系统设计及经济效益分析

通过建立自动调速系统对热力站的水泵的转速进行精准化控制,并利用MATLAB/SIMULINK对自动调速系统进行仿真模拟,判断系统的优势。之后将系统应用于某地区17号供热站中,对水泵自动调速系统的应用效果和经济效益进行分析。

水源热泵联合市政集中供热的系统设计方案及供热模式分析

针对济南市某住宅小区集中供热负荷不足的情况,提出水源热泵联合市政集中供热的系统设计方案及供热模式,并结合实际项目进行了研究。结果显示:经济性运行方案下,建议平电、谷电时段采用热泵供热,峰电时段采用市政集中供热系统供热模式;统筹经济性稳定性运行方案下,建议采用市政集中供热系统负担50%热负荷+水源热泵系统负担50%热负荷的供热模式,该供热模式下单位面积热指标为38 W/m2,水源热泵能效比为3.73,运行效率较高。为多种热源联合供热运行模式分析提供了参考思路。

海底隧道渗水余热利用

以胶州湾海底隧道渗水利用为目标,根据隧道周围现场情况,确定使用隧道渗水余热对隧道周围某酒店部分房间进行供冷供热,对隧道附近新建体育馆的泳池水和生活热水加热。进行设备选型,安装建设海水源热泵机组,使用海水源直膨机组对室外机改造来完成供能需求。通过现场走访确定站址条件和路由配电。从投资费用、运行费用、安全可靠性、节能环保效果等角度考虑,最终确定供能方案。

“零碳”食品工厂能源闭式循环技术研究

食品工厂能源使用呈现分散多点,大区间温度范围要求、用能不连续且不稳定的特性,对能源的回收使用提出了挑战。本文通过对工厂用能特点的分析,结合集中式的能源站将分散的低品味能源回收集中进行储能,并利用热泵实现高效的电变热,最终达到即时、稳定、按需的能源动力供应系统。在这系统中,首先提出能源闭式回收利用系统。然后根据能源动态传递的需求量确立储能站的规模,并运用双工况覆叠热泵技术,实现冷热双向能量转移升级供能,最终实现工厂“闭式”、“零碳”的能源循环使用。

某大型儿童医院的综合能源站电气自控设计探讨

结合某大型儿童医院的综合能源站利用大型污水处理厂的中水源,实现“碳达峰、碳中和”的战略目标,严格控制化石能源消费,积极发展非化石能源,大力推进市政基础设施节能改造,提升建筑节能低碳水平,探讨医院综合能源站的智慧供配电和智慧自控设计。

污水源热泵中心能源站设计研究

作为区域能源中心,污水源热泵中心能源站的设计特点与小型污水源热泵系统设计不同,设计过程中要从安全性、经济性和节能性进行综合考虑。以一个实际污水源热泵站项目为例,探讨了大型污水源热泵站设计过程中,污水侧低温热源、外网布置、机组配置、用户侧末端设置等值得注意的相关问题,总结了污水源热泵站的设计特点。并将实际项目与传统的电制冷加锅炉供热方式进行比较,其经济性、节能环保效果十分显著。

利用凝汽器循环水废热的热泵站用能分析

为了研究热泵回收电站凝汽器冷却水废热的用能情况,采用能流图分析了不同驱动能源的热泵站回收循环水废热的一次能源利用系数.结果表明:电动热泵供能系统总效率虽然仅比汽轮机热泵站总效率低2%,与燃气轮机热泵站持平,但电动热泵站牺牲了45.79%的发电量,若发电效率或热泵机组制热性能系数降低,可能出现本电站发电不够用的情形.而汽轮机和燃气轮机热泵站通过从外部引入一次能作为驱动能,其一次能源利用系数较电动热泵站分别高14.77%和17.00%.因此从能量利用角度看,燃气轮机热泵站和汽轮机热泵站优于电动热泵站.

基于层次分析法的铁路客站地埋管地源热泵系统适宜性评价

从地埋管地源热泵系统实施的基础条件(土壤初始温度)和系统性条件(节能效益、经济效益、环境效益)出发,建立了基于层次分析法(AHP)的地埋管地源热泵系统适宜性综合评价模型。利用该评价模型和综合指数法对我国不同城市中型铁路客站应用地埋管地源热泵系统的适宜性进行了评价。

岩土地下换热器热泵系统长期运行状况预测分析

在岩土地下换热器G函数理论的基础上,建立地源热泵热力系统模拟计算模型,提出了基于模型的系统长期运行状况分析方法。以严寒地区为例研究了近三年冬季供暖过程运行状况,模拟分析了地下换热器进、出口流体温度变化规律、热泵机组能效比和系统能耗特性,并与实测结果进行了对比。结果证明了模型及分析方法可行,可为进一步开展更广泛的预测分析提供有效途径。