Ventilation Structure Optimization and Performance Analyses of Permanent Magnet Wind Generators

为了提高永磁风力发电机的通风冷却效果,以一台2.5 MW永磁风力发电机为例,基于计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）以及传热传质学基本理论,根据流–热协同机理,建立了包括外部通风系统的三维流体流动与传热的求解模型。应用有限体积元法,对电机通风冷却性能进行了数值研究,并与实验数据进行对比分析,实验结果验证了计算结果的准确性以及求解方法的合理性。通过改变电机内径向通风沟结构尺寸,提出4种优化方案,通过对不同结构方案条件下通风冷却性能进行对比研究,给出了发电机最佳的结构方案。所得结论可以为永磁风力发电机通风结构的设计提供参考。

集装箱型柴油发电机组水温过高故障仿真分析及优化

针对某集装箱型柴油发电机组冷却水水温过高而导致的停机故障问题,对机组进行结构优化,并采用SolidWorks Flow Simulation软件对机组内部流场进行仿真验证。结果表明:将原集装箱右侧检修门改为百叶检修门,同时将排气消声器排烟方向进行调整后,机组结构可以满足该款柴油机冷却水水温不超过102℃的要求,解决了集装箱内风道不畅导致的机组冷却水水温过高的故障问题,提高了集装箱型柴油发电机组的运行稳定性。

高温超高压发电四机组系统设计优化与改进

随着清洁型热回收焦炉的推广应用,焦炉装机规模持续变大,烟气余热资源愈加丰富且回收迫切,针对余热锅炉单体容量小、数量多、参数低、发电效率不高等问题,设计并实施国内首台清洁型热回收焦炉的高温超高压母管制四机组发电项目,论述全系统总图优化布置、工艺系统方案确定、四大管道及循环冷却水系统优化设计、安装调试和吹管方案的制定及实施,阐述调试及实施过程的问题。实践证明,该类型的高温超高压发电四机组系统属于高效、节能发电技术,值得广泛推广应用。

光伏驱动辐射制热低碳建筑供暖系统的仿真与分析

建筑低碳供暖是支撑国家“双碳”的重要场景,基于此提出一种光伏发电驱动的半导体低温辐射制热低碳建筑供暖系统及其运行策略.通过对房屋围护结构传热和辐射换热的简化与等效,建立了半导体低温辐射供暖的物理模型,并考虑光伏发电与供热需求的不确定性,构建光伏供能系统,提出了供暖与供能运行策略,实现系统的Simulink模拟仿真,论证了该系统快速升温、低温运行的采暖特征.研究结果表明,以武汉市冬季采暖为例,与传统电网供电采暖系统相比,该系统可降低采暖季碳排放43.01%、节约供暖成本47.85%.若计入光电上网产生的收益及减排效果,可降低采暖季碳排放达73.9%、节约供暖成本达76.48%.

基于混合ICS-PSO算法的温差发电系统MPPT设计

针对温差发电系统非均匀温度场条件下,功率电压曲线呈现多峰特性,传统粒子群算法易陷入到局部最优,布谷鸟算法收敛时间慢等问题,提出了改进布谷鸟算法与粒子群算法相混合的最大功率点跟踪控制算法。引入自适应发现概率,扩大种群搜索范围,以最小收敛时间为约束函数,通过参数寻优确定最佳功率区间划分临界点参数,将寻优过程划分为粒子群快速粗寻优与改进布谷鸟稳态精寻优两个阶段,以提升算法的收敛速度和发电效率。仿真结果表明,本算法在均匀温度场条件下,收敛时间0.24 s,发电效率99.89%,在非均匀温度场条件下,收敛时间0.13 s,发电效率99.92%,均优于其他算法,该算法收敛迅速,跟踪精度高,并通过了基准测试函数测试,验证了该算法的有效性和通用性。

基于改进模糊逻辑的VAV系统GPC控制策略研究

为了提高多输入多输出变风量(VAV)空调广义预测控制(GPC)系统控制性能,提出一种新型GPC控制策略。该方法通过考虑系统的输出绝对误差和基于误差变化率获得输出初次达到设定值的时间等指标,建立了一个新型二型模糊逻辑模型来在线整定GPC控制器中的加权系数。同时,采用天牛群算法(BSO)来明确二型模糊逻辑输出区间范围,使其可以更贴切地反应系统当前时刻的输出状态。此外,在前述BSO的基础上,提出通过线性以及事件触发地衰减种群规模的方法,缩短BSO的收敛周期,以进一步提升GPC控制策略的性能。实验结果表明:基于二型模糊逻辑整定的GPC控制器性能显著优于已有GPC控制器。

基于塞贝克效应的沥青路面温差发电片间距

沥青路面在太阳照射下积聚大量的热能,为达到节能减排的目的,实现热能向电能的转换,根据塞贝克效应开展路面温差发电的研究。采用COMSOL有限元仿真方法,建立沥青路面温差发电模型,分析温差发电片对沥青路面温度场的影响,得到热端温度与路表温度正相关。通过分析不同温差下发电片的温度影响范围,构建温度影响半径模型,以此为基础分析相邻发电片温度影响范围相交、相切、相离3种不同工况,确定了最大热能利用的温差发电片间距。结果表明:温差发电片的温度影响范围为以发电片中心点为圆心的圆,距离圆心越远,温度影响越小;温度影响半径与冷热端温差呈正比关系;最佳间距与路表温度、环境温度和温差发电片边长有关,在试验路段得出最佳间距为5.2 cm,最大功率为0.884 W。该文为沥青路面热能利用提供了一种研究思路。

某燃料型炼油厂低碳发展路径分析

分析了某燃料型炼油厂近3 a来的用能结构、二氧化碳排放量和碳排放强度,提出了“双碳”行动方案。通过对低温热综合利用技术、碳捕集利用技术、光伏发电技术、加热炉优化、绿色氢能建设及二氧化碳的利用和转换技术的应用前景分析,力争十四五末期,该炼油厂碳排放总量控制在800 kt以内,二氧化碳排放强度控制在0.16 t/t以内,终端电气化率提高至15%左右,为燃料型炼油厂的能源结构调整探索节能减排路径,为炼化企业的低碳发展转型提供发展思路,最终实现燃料型炼油厂向“油气热电氢”综合能源公司转型。

锅炉烟气再循环调节再热汽温特性方法研究

为了提高电站发电效率,在炉烟气再循环条件下实现再热汽温特性方法的创新,从而为发电能源的节约提供现实依据。根据锅炉烟气再循环技术的现状,分析当下普遍运用的再热汽温的控制方式,提出使用再热汽温过程中的烟气挡板控制技术,结合再热汽温特性控制的理论基础,提出再热汽温的数学模型,并结合粒子群优化算法,以X电厂一期工程建设2台发电机组的相应数据为基础,进行仿真实验。结果表明,在50%、60%和80%三个稳定工况下,再热汽温烟气挡板控制的模型输出与实际输出数据的差距很小。系统在稳定工况条件下,模型可以进行快速跟踪,3条响应曲线的波动较小,在可控制范围内。而在变工条件下模型具有较强的鲁棒性,控制效果较好,验证了再热汽温控制系统有效性较高。

均生函数—最优子集回归在高温极值预测中的应用

根据南京等城市 1961年以来历年气温极值资料序列 ,采用均生函数—最优子集回归法设计的短期气候预测模型不但能较好地拟合历史实况 ,而且对未来 1～

多背压凝汽器的优化

本文从传热学和热力学的基本原理出发，利用严格的数学分析，导出了多背压凝汽器平均冷凝温度和多背压凝汽器熵产生数，以级数、传热单元数等参数表达的关系式。提出了多背压凝汽器平均冷凝温度和多背压凝汽器熵产生数达到极小值所应满足的条件。得出了多背压凝汽器设计应遵循的原则。

纯低温余热发电系统的优化分析

通过建立纯低温余热发电系统的热力学模型,计算分析了过热蒸汽压力、进口烟气温度和节点温差等因素对纯低温余热发电系统发电性能的影响.结果表明:在设计纯低温余热发电系统时,存在一优化过热蒸汽压力,使得纯低温余热发电系统的单位烟气发电功率最大;随着进口烟气温度的升高,系统单位烟气发电功率增大,对应的优化过热蒸汽压力升高;而随着节点温差的增大,系统单位烟气发电功率减小,对应的优化过热蒸汽压力降低.

自生热压裂生热剂用量优化方法

对于高凝、稠油油井的压裂 ,为避免注入流体对储层造成冷伤害 ,可采用自生热压裂液进行施工。自生热压裂液是在常规水基压裂液的基础上 ,添加一定量的亚硝酸钠、氯化铵和盐酸 ,当它们混合发生化学反应时 ,会释放出大量的热量。根据热平衡方程 ,建立自生热压裂过程中井筒温度场的数学模型 ,并编制出计算施工期间井底压裂液温度变化的软件 ,针对 1口实际施工井 ,采用正交设计方法研究分析了影响生热剂用量的各种因素 ,提出了生热剂用量的优化确定方法。

广义预测控制在过热蒸汽温度控制中的应用

针对火电机组过热蒸汽温度具有大惯性、纯迟延、多扰动等特点,将广义预测控制引入串级温度控制系统中,通过滚动优化机制优化目标函数,在每一个采样时刻在线估计被控对象模型并修正,采用递推算法降低在线计算量,减小计算时间,从而提高了算法的实时性。仿真结果表明,该算法在过热蒸汽温度控制中效果良好,具有较好的参数漂移稳定性和经济性。

纯低温余热发电系统热工参数的设计优化

通过建立低温余热发电系统的热力学模型,定量分析和对比了不同热工参数对低温余热发电系统设计性能的影响。研究表明:进口烟气温度、蒸汽压力以及节点温差是影响纯低温余热发电系统设计性能的主要热工参数,其它热工参数对系统性能的影响很小;提高进口烟气温度、降低蒸汽压力或减小节点温差,均可显著降低设计出口烟气温度,从而增大蒸发量,提高热效率;但是当系统对最低排烟温度有要求时,蒸汽压力和节点温差存在下限值。

卡林纳循环在中低温余热利用中的应用研究

在工业生产过程中,大量中低温余热直接排放大气,造成巨大的能源浪费和环境污染。卡林纳循环采用氨水混合物作为工质,具有气化温度低和非等温吸热的特点,因此,在简要介绍其工作原理的基础上将其应用于中低温余热回收,采用遗传算法对卡林纳循环和常规朗肯循环的主要参数进行了优化,在相同的余热条件下,比较了卡林纳循环和常规朗肯循环的净输出功率。结果表明,针对不同的余热类型,卡林纳循环和朗肯循环在余热回收利用方面各有优劣。

热源侧水温水量对太阳能喷射制冷系统的影响分析

为了解太阳能集热热水波动特性对喷射制冷系统性能影响，本文选取HFCl34a作为制冷剂，建立太阳能喷射制冷系统性能仿真模型，并验证模型的可靠性，计算分析系统性能系数COP、制冷量、喷射系数等参数随发生器进口水温和进口水流量的变化情况。研究表明，在研究参数范围内，随着发生器进口水温和水流量的增加，系统COP和喷射系数呈现先增后减的趋势，发生热量呈现递增的趋势，发生器入口水温和水流量均存在最佳区域，在研究工况范围内，水温和流量的最佳区域分别为364．0～366．0K和0．23～0．27kg／s；在系统冷冻水温度为288．0K的情况下，当发生器进口水温rg,win为365．0K时，系统的COP、制冷量和喷射系数分别到达峰值0．26、4．30kW和0．34；当mg,w为0．25kg，s时，系统COP、制冷量和喷射系数分别到达峰值0．277、4．41kW和0．34。该研究可为太阳能喷射制冷系统的控制优化设计提供理论支撑，加速该类型制冷系统的推广应用。

超临界汽轮发电机定子股线堵塞对温度分布的影响

为分析水内冷发电机定子绕组堵塞故障下绕组的发热问题,采用数值方法计算空心和实心股线的涡流损耗,建立定子流体场与温度场共轭传热计算模型,得到发电机径向通风沟和空心绕组内流体复杂分布,将所得温度结果与实测值进行了对比,验证计算结果的准确性;分析发电机空心股线发生堵塞故障下定子线棒的温度分布,研究股线堵塞位置及堵塞根数对发电机绝缘性能的影响;提出一种有效降低堵塞故障下绕组最高温度的绕组新结构,绕组采用该结构能使发电机发生堵塞故障后最高温度降低47℃,为预防主绝缘老化及热应力对电机绝缘的损害提供理论依据,降低发电机股线堵塞故障下绝缘烧毁隐患的发生。

地热-太阳能联合有机朗肯循环发电技术研究

介于我国地热能和太阳能之间存在多种潜在协同关系,提出了一种地热-太阳能联合发电技术,该技术可以利用太阳能提高地热资源的焓值,实现一种既经济又能够发挥地热和太阳能潜在能量的方法。首先对预先加热方案、过热方案和太阳能-闪蒸-双工质方案进行了研究,并给出了各自的系统示意图;然后对地热-太阳能联合发电系统的性能进行了预测,并对联合发电系统的成本进行了分析,评估了该系统对环境的影响。

太阳能驱动溶液除湿空调系统在低纬度孤立岛礁应用的优化匹配研究

针对低纬度孤立岛礁高温、高湿、强辐射气候和常规能源供应困难的特殊条件,将太阳能发电与溶液除湿空调相结合,介绍了该组合系统的空气处理流程和原理,建立了太阳能集热子系统和光伏发电子系统的数学模型。将该系统与常规冷却除湿空调系统在不同新风负荷比例及湿负荷比例下的耗冷量进行了比较分析。结果表明:溶液除湿空调系统比常规冷却除湿空调系统节能60%以上;当建筑湿负荷占总负荷的30%时,每处理100kW冷负荷所需集热器面积约130m^2,光伏板面积约171m^2,且湿负荷比例越大,所需除湿机组规模和集热器面积越大,室内末端和独立光伏系统规模越小,总体节能效果越明显。