余热余压空气梯级利用的双涡流管有机朗肯循环综合性能分析与优化

为充分利用工业生产中的余热余压空气能量,同时降低ORC系统冷凝热损失,该文提出一种双涡流管ORC系统(ORC coupled with double vortex tubes,DVT-ORC)。利用热源涡流管将放热后的余热余压空气分离成冷、热空气,冷空气用于工质冷却,热空气作为二级蒸发器的热源且换热后其余压用于驱动气动增压泵;利用工质涡流管将透平乏气分离成冷、热气流,热气流经气动增压泵升压再循环,冷气流进入空气冷却器冷却。以150℃、0.6 MPa的空气为初始热源,R245fa为工质,建立热力与经济的多目标优化模型,分析双涡流管冷流比和透平排气压力对系统综合性能的影响;采用遗传算法进行优化,确定系统最优工况。结果表明:当热源涡流管冷流比大于0.3时,DVT-ORC输出功大于基本ORC输出功,工质涡流管与空气冷却器的㶲损失之和较基本ORC系统冷凝器的㶲损失最大可减小1240.32 kW,单位电力生产成本较低,DVT-ORC系统热力性与经济性提升。系统最佳运行工况在透平排气压力为0.3007 MPa、工质涡流管冷流比为0.8738、热源涡流管冷流比为0.8942时,对应的净输出功为173.94 kW、热效率为13.57%、单位电力生产成本为0.415元/(kW·h)。

天然气余压发电透平发电机组控制特性研究

本文研究了透平发电机组的物理模型,重点详细介绍了透平膨胀机调速系统、同步发电机、励磁系统的工作原理。并据此利用MATLAB/Simulink建立起透平发电机组数学模型,主要包括透平膨胀机及其调速系统、同步发电机及励磁系统、电力负载模型等。然后根据建立的仿真模型对透平发电机组运行工况进行了常规PID仿真研究,在此基础上,对系统的控制方法进行优化,采用模糊PID控制进行了空载启动和投切负载的仿真研究,根据仿真结果对比了常规PID和模糊PID的控制性能,仿真结果显示模糊PID控制器比常规PID控制器的启动时间更短、超调量更小,使得发电机组的响应过程更加快速、稳定。

阀门开度对余压发电水轮机水力性能的影响研究

为了研究阀门开度对余压发电水轮机水力性能的影响规律,以肖家河污水处理厂的余压发电水轮机为研究对象,选取3种不同开度的阀门进行对比,采用Ansys CFX软件的standard k-ε湍流模型进行全流道数值模拟,得到阀门开度与余压发电水轮机水力性能之间的关系。结果表明:阀门开度对余压发电水轮机外特性的影响呈非线性关系。阀门开度小于50°时,开度的变化会明显影响水头,但随着开度增加,其影响逐渐降低;流量的增加会导致不同开度下外特性之间的差距扩大。高湍动能区域主要分布在泄水锥与阀门附近,随着流量的增加,余压发电水轮机内阀门附近的高湍动能区域增加,而泄水锥附近的高湍动能区域减少。在相同工况条件下,阀门开度越大,流道内的高湍动能区域越少,而流量增大会增加由阀门开度引起的湍动能特性之间的差异。

天然气余压发电设备设计参数和发电量计算方法研究

为保障天然气余压发电设备的安全、平稳、高效运行,有必要针对天然气流量波动较大的工况特点,对天然气余压发电设备进出口压力及流量等设计参数和发电量的计算方法进行系统研究。通过分析天然气输气工况的历史数据,计算天然气流量波动工况下不同设计参数的天然气余压发电设备年累计发电量,按照年累计发电量最高、经济效益最优的原则优选天然气余压发电设备的设计参数并确定设备选型规格,提高天然气余压发电设备设计参数和发电量计算的科学性、合理性。采用基于天然气流量波动工况下计算天然气余压发电设备发电量的方法对某输气站的天然气余压发电设备设计参数和发电量进行计算,计算结果与设备实际运行情况相符。因此,基于天然气流量波动工况,计算天然气余压发电设备设计参数和发电量符合天然气余压发电设备的实际运行工况,可有效提高设计方案质量和项目可行性研究结论的准确性。

余压发电技术在天然气J-T阀脱水工艺中的应用

天然气处理脱水工艺中利用焦耳—汤姆逊节流膨胀阀(以下简称J-T阀)降低天然气温度,以达到脱水工艺要求。脱水工艺过程中J-T阀前后有大量的压力能未被利用。由于J-T阀脱水工艺中天然气高压、含液,余压发电技术一直未能在J-T阀脱水工艺中应用。通过对某脱水脱烃装置现有工艺进行余压发电利用改造,提出相关优化措施,实现压力能的充分利用,达到节能、减排目的。余压发电技术对绿色能源利用的开拓具有参考意义。

中国石油西南油气田公司天然气余压发电首套装置投产

2024年1月9日,中国石油工程建设有限公司西南分公司(以下简称CPECC西南分公司)设计的中国石油西南油气田公司天然气余压发电示范工程首台套装置在安岳天然气净化有限公司顺利并网发出“第一度绿电”,标志着CPECC西南分公司继秋林16集气总站余压发电装置投产后在新能源领域又一重大成果。

关于余压控制系统的实际应用和探讨

机械加压送风系统在消防系统中起着重要的作用,通过余压控制系统保证防烟区的余压值相对稳定是其中之关键。本文通过分析余压控制系统采用旁通泄压阀加余压控制器的控制方式在工程中出现的防烟区域压力过大和管道布置困难问题,提出几种在实际应用中的优化控制方式作为参考。

化工生产企业循环水系统回水富余压力的应用浅析

循环水系统是化工企业最为重要的公用工程系统,冷却塔顶部设置风机,加速降温,保证循环水上水温度,其采用电机驱动,电机能耗较大,风机电机和减速机维护费用也较高。基于此,从循环水系统电驱风机能耗大、回水压力未利用方向开展研究分析,引入水轮机,通过数据计算制定改造方案,利用循环水14.4 m余压驱动水轮机来带动风机运转,减少电耗,实现循环水系统节能降耗。

高炉煤气余压透平发电装置检修分析

高炉煤气余压透平发电装置(Top Gas Pressure Recovery Turbine,简称TRT)是一种节能设备。它是利用高炉炉顶煤气的余压,把煤气导入透平膨胀机,使压力能转化为机械能、驱动发电机发电的一种能量回收装置。这种装置既回收了高炉减压阀组白白泄放的能量,减少管道振动,降低了噪音,且大大改善了高炉炉顶压力的调节品质;同时该装置运行过程中不产生任何污染和公害,发电成本低,回收能源效果显著。通过对高炉煤气余压透平发电装置(以下简称TRT)检修的不断探索、总结,形成了一套完整的TRT透平机检修方法。在节约停机时间、降低劳动强度和作业负荷、提高现场检修安全系数等方面效果显著,具有明显的经济效益和社会效益。本文针对TRT透平机检修中一些主控项目或重点项目进行重点研究攻关,改变了部分项目的施工工具或施工工艺,主要包括采用高效的对中调整方法和高效吊装方法,使每次TRT透平机检修都能提前完成所有项目的作业任务。

建筑防排烟系统中余压监控的设计与施工验收标准

本文结合相关规范标准,通过对建筑防排烟系统的工作原理的分析,说明在建筑防排烟系统内设计余压监控的必要性,然后介绍了余压监控系统的设计与施工验收标准。

二次加压泵站管网余压利用节能的试验研究

为了降低二次加压泵站的能耗 ,在目前二次加压泵站节能方式的基础上 ,针对加压泵站进水管网余压利用节能进行现场试验研究 ,结果表明 :管网余压利用可使二次加压泵站在变频泵运行方式的基础上节能 10 % ～ 4 0 % ,同时可以节省蓄水池容积 5 0 %左右 ,降低了泵站初期投资 ,并定性地总结出泵站利用管网余压节能的效率公式 。

快开门式压力容器余压开门爆炸危害研究

在数值分析研究压力、容积等对爆炸危害影响的基础上,搭建了快开门式压力容器爆炸危害测试平台,试验研究了两种容积的立式快开门容器带压开门时的爆炸后果。研究结果表明:容器内压力、容积对快开门的爆炸能量呈线性影响;容积和压力的乘积(P0V值)与爆炸能量无直接影响关系;快开门容器开门时所允许的最高余压与容器结构有关。

国外反渗透淡化系统余压回收技术研究概况

综述了目前世界上较先进的几种用于反渗透淡化系统的余压回收技术 ,包括HTC、HPB、WEER、PX、PES及正在研究中的VARI -RO和ClarkPump技术 ,介绍了其工作原理、技术特点和应用情况 。

利用吸附余压预冷的煤层气氮膨胀液化流程

煤层气液化是对煤层气进行开发利用的一种有效方式。而由于受抽采技术的限制,煤层气中常含有较多的氮气。因此在预净化处理后,还须在液化前进行变压吸附或液化后进行低温精馏实现氮和甲烷的分离,从而提高甲烷浓度。为此,构建了一种新型的吸附—液化一体化的氮膨胀液化流程,将吸附后排出的带余压氮气直接膨胀对浓缩后的煤层气进行预冷。通过HYSYS模拟计算考察了不同含氮量和不同吸附余压下系统单位产品液化功的变化情况,并与不带预冷的普通氮膨胀液化流程及丙烷预冷氮膨胀液化流程进行比较。结果表明,高含氮量下,一体化的流程能够大大降低系统功耗。

基于余压控制的液压制动系统性能研究

为了提高液压制动系统的性能,分析了制动效能的影响因素和矿用自卸车液压制动系统的原理。建立了液压制动系统简化模型,并对其关键元件制动踏板阀进行了特性分析。应用AMESim建立了液压制动系统的仿真模型,研究了参数变化对系统性能的影响,提出了余压控制减小制动器作用时间的方法,试验结果验证了仿真分析的正确性和余压控制的可行性,减小了制动器作用时间,缩短了制动距离,使制动性能大大提高。

余压能量回收技术在船用反渗透海水淡化工艺中的应用研究

以容积式余压能量回收技术为研究基础,研发了一种适用于船舶反渗透海水淡化工艺的余压能量回收装置。该装置将传统的功交换式能量回收装置进行小型化和集成化设计,以适用于船舶空间狭小的特殊要求。通过搭建试验平台对装置进行试验,保证了装置在不同的流量和压力的条件下,其有效能量回收效率达到93%以上。通过试验测试,装置可有效解决反渗透海水淡化系统高能耗的问题,将每吨淡水能耗从原先的10 k W·h^20 k W·h降低至3.5 k W·h。该装置的研发,不论对军舰还是民船都有极大的应用前景。

利用吸附余压的煤层气半开式氮膨胀液化流程

煤层气（CBM）液化是对其开发利用的一种有效方式。我国煤层气中常常含有较多氮气，要作为能源加以利用，必须进行甲烷提浓。液化前通过变压吸附可以实现氮／甲烷的分离。构建了一种新型的吸附一液化一体化的氮膨胀液化流程，将吸附后排出的带余压氮气用于氮膨胀循环，为煤层气液化提供冷量。通过HYSYS软件模拟计算考察了不同含氮量和不同吸附余压下系统单位产品液化功的变化情况，并与普通氮膨胀液化流程进行比较。结果表明，高含氮量下，一体化的流程能够大大降低系统功耗。

天然气净化厂余压发电项目温室气体减排潜力研究

目的以西南油气田公司天然气净化总厂引进分厂的天然气余压发电项目为例,分析了天然气余压发电项目减少温室气体排放的潜力。方法利用温室气体国家核证自愿减排量(CCER)方法学CMS-025-V01废能(废气/废热/废压)回收利用,分析天然气余压发电不同工况下的温室气体排放量。结果利用天然气余压发电,预计最高每年发电量为418.73×10^(4)kW·h,最高每年温室气体减排量为2393 t。结论天然气净化厂余压发电项目既能对净化厂生产提供电力供应,又能减少能源消耗和温室气体排放。

标准Fenton试剂处理压裂余液的实验研究

油田开采过程中剩余压裂液COD值严重超标,给环境带来极大危害,而目前对此类压裂液处理的研究报道甚少。采用标准Fenton试剂处理压裂余液,通过正交实验,确定了Fenton氧化中主要影响因素(H2O2投加量、Fe2+投加量、pH值和反应时间)的实验条件,并考察了各因素对COD去除率的影响,确定出最佳反应条件。压裂余液的COD值由2 075.84 mg/L降至500.49 mg/L,去除率达到75.9%。实验结果表明:标准Fenton试剂对压裂余液具有良好的处理效果。

吸附余压预冷的煤层气混合制冷剂液化流程

煤层气(CBM)作为一种非常规的天然气,常常含有较多氮气,因此其液化方法也有所不同。文章提出了一种针对带压气源的新型吸附-液化一体化的煤层气混合制冷剂循环(MRC)液化流程。首先通过变压吸附实现氮/甲烷的分离,之后浓缩甲烷进入后续液化流程,而分离出的带余压氮气则直接膨胀对浓缩甲烷进行预冷。并根据浓缩甲烷预冷后不同的温度范围分别设计了3种MRC液化过程。通过HYSYS模拟优化得出了不同含氮摩尔分数及不同吸附余压下使MRC流程单位液化功最小的混合制冷剂配比,并比较了相应的一体化流程和不带预冷的普通MRC液化流程的系统单位产品液化功。结果表明,高含氮摩尔分数下,一体化流程能够大大地降低系统单位功耗。