基于遗传算法的热媒炉余热回收系统性能优化

常规的热媒炉余热回收系统多数采用蚁狮算法原理设计,在热媒炉余热量较大的情况下,回收系统运行效率有限,无法搜索到回收系统性能最优解,降低了系统的节能效果。针对这一问题,引入遗传算法,设计了基于遗传算法的聚酯厂热媒炉余热回收系统性能优化方法。由实验分析可知,该方法可以在余热总量逐渐增加的情况下,使余热回收系统的节能量不断上升,系统节能优势显著。

船舶柴油机余热回收试验台测控系统设计及试验研究

为提高船舶柴油机余热回收试验台的自动化程度,开发了基于STM32和LabVIEW的船舶柴油机余热回收试验台测控系统。系统能够同步测量换热器进出口冷却水的温度和流量,通过改进PI算法自动控制换热器出口的冷却水温度,并在上位机界面上动态显示测量数据和控制效果,具备数据采集、远程控制、数据保存和故障报警等模块化功能。测试结果表明,数据采样周期小于500ms,冷却水流量的调节精度达0.1m^(3)/h,在换热器出口冷却水温度设定值为18.8℃时超调量为0.5%。

工业余热回收系统优化策略原理

介绍有机朗肯循环发电系统在工业余热回收上的应用,选取某燃煤电厂为例,介绍其回收装置及节能分析,并在此基础上进行余热回收的优化策略分析。首先通过引入湿硫酸工艺,将烟气中的二氧化硫催化氧化为三氧化硫并在特殊换热器中冷凝并回收为硫酸副产品,以此打破烟气低品位余热深度利用的酸露点限制。然后通过有机朗肯循环和吸收式制冷集成的余热回收系统对烟气余热进行深度利用。通过数值模拟的方法对余热回收系统进行研究,通过模型验证确保数值模拟的可信度和准确性。

余热回收型空气源热泵烘干系统设计与能效实验

采用电能空气源热泵替代传统的木柴燃烧进行经济农作物烘干具有节能环保、降本增效等优点。针对空气源热泵烘干过程中热量随高温空气流失而降低了能源利用率的问题,设计了一款余热回收再利用的空气源热泵烘干系统,首先通过调节新风阀与回风阀开度使热风在烘干机内持续循环;然后通过热回收器与热泵将排出的高温空气余热回收,可显著提升热能的利用效率。为量化空气源热泵的电热转换与烘干加热过程能源利用率,研究了两级能效指标。一级能效指标可衡量电热转换与回收的利用效率;二级指标可直接衡量电能对产量的产出效率。研制了余热回收型空气源热泵烘干样机系统,并设计了一套远程监控系统,可在云端和手持终端实时在线监控作业过程和状态,控制烘干作业的工艺流程,并计算两级能效指标。食用菌烘干实验结果表明:该余热回收型空气源热泵烘干系统样机的一级能效指标为84.69%、二级指标为4.37 kg/(kW·h),具有能效利用率高、安全可靠等优点。

基于热泵技术的余热回收供热系统

传统热电厂的循环冷却水中含有大量的低品位余热,利用热泵技术对其进行回收,能够显著提升供热系统的能源利用效率,有利于实现节能减排和“碳中和”目标。设计基于单、双吸收式热泵机组的余热回收供热系统,旨在有效利用循环冷却水中的余热,增加供热能力并分析系统性能。结果表明,与传统供热系统相比,两种余热回收供热系统均可显著回收循环冷却水的热量,提高系统供热量并大幅减少能源消耗,带来可观的经济收益;双吸收式热泵机组系统展现出更优异的热力性能,具备显著的节能减排优势。分析循环冷却水入口温度和一次网回水温度对双吸收式热泵机组性能的影响,发现循环冷却水温度对系统性能影响较大,随着循环冷却水温度的升高,系统的供热量增加比例、节约标煤量和新增供热面积均增加,而一次网回水温度对系统性能的影响较小,随一次网回水温度的升高,系统的供热量增加比例、节约标准煤量和新增供热面积几乎不变。

工业余热回收系统优化策略应用(上)

对于有机朗肯循环,首先进行工质筛选,从几种纯工质中筛选出最适合热源条件的两种作为非共沸工质的组分,并通过对比和优化选出了最佳工质混合比与蒸发压力。基于案例分析,整合工业余热回收系统设计及运行优化策略研究。使用VIKOR评价方法对使用不同工质的有机朗肯循环发电系统进行综合评估,证明优化方案能更好地综合权衡各项指标,取得满意的整体效果。在有机朗肯循环发电系统的基础上对烟气余热进一步优化回收,后接一个余热制冷系统组成余热梯级回收利用系统。对余热梯级回收利用系统进行了经济性分析,结果表明该系统具有良好的经济潜力。通过测算,可以看出采用余热梯级回收利用系统可以产生7698kW的电能以及24077kW的制冷量,系统投资可在4.89年内得以回收。

工业余热回收系统优化策略应用(下)

对于有机朗肯循环,首先进行工质筛选,从几种纯工质中筛选出最适合热源条件的两种作为非共沸工质的组分,并通过对比和优化选出了最佳工质混合比与蒸发压力。基于案例分析,整合工业余热回收系统设计及运行优化策略研究。使用VIKOR评价方法对使用不同工质的有机朗肯循环发电系统进行综合评估,证明优化方案能更好地综合权衡各项指标,取得满意的整体效果。在有机朗肯循环发电系统的基础上对烟气余热进一步优化回收,后接一个余热制冷系统组成余热梯级回收利用系统。对余热梯级回收利用系统进行了经济性分析,结果表明该系统具有良好的经济潜力。通过测算,可以看出采用余热梯级回收利用系统可以产生7698kW的电能以及24077kW的制冷量,系统投资可在4.89年内得以回收。

印染废水余热回收系统设计研究

以某大型印染企业为例,针对其废水温度较高、存在热污染的现状,在污水源热泵系统的基础上加上一套预热系统组成印染废水余热回收系统,并对该系统的工艺参数进行选型设计。理论分析计算结果表明,该系统能够取得较高的经济效益,具有潜在的应用价值。

300 kt/a煤制乙二醇装置精馏系统脱醇塔气相余热回收利用探讨

中盐安徽红四方股份有限公司300 kt/a煤制乙二醇装置精馏系统有2台脱醇塔(并联运行),单塔塔顶工艺气实流量约57 t/h、温度约134℃,此工艺气需经脱醇塔一冷和脱醇塔二冷用循环水冷却、再在脱醇塔深冷器用冷冻液冷却,不仅耗费循环水,而且造成工艺气低位余热浪费。经现状分析与调查研究,脱醇塔气相低位余热利用具备可行性,其工艺方案为,在脱醇塔一冷前增上2台高效废锅副产0.1 MPa低压蒸汽,一部分0.1 MPa低压蒸汽加压成0.5 MPa低压饱和蒸汽(30 t/h)后并入厂区低压蒸汽管网,另一部分0.1 MPa低压蒸汽利用ORC机组进行发电(小时发电量2225 kW·h)后并入厂区高压电网。目前本项目已完成可研等前期工作,计划2024年完成建设,预期可取得良好的节能减排效益。

燃煤电厂余热利用系统优化及烟气余热回收技术研究

燃煤电厂作为生产电能的主要场所,生产社会所需电能的同时会造成严重的环境污染。本文结合实际案例研究燃煤电厂面临的节能减排问题,明确现行余热利用系统运行状态,提出改进余热利用系统的措施,分析系统改进后的节能减排效果,使烟气余热回收技术合理被运用,为系统优化提供参考。

焦炉上升管余热资源回收系统实践应用与运行效果探析——以某焦化厂JN60-6型顶装焦炉为例

焦化技术通过对荒煤气施洒低压氨水展开降温处理,但实际上这种形式会浪费大量热能。因此,对此加以有效改进,且有效回收余热资源至关重要。文章介绍的上升管余热回收系统,能高效回收及利用荒煤气显热,在获得良好运行效果的同时提高资源利用率。

ORC系统构型对余热回收系统性能的影响试验研究

在回热型有机朗肯循环系统的基础上通过对换热器旁通阀进行多种系统构型试验测试,探索了不同ORC系统构型对余热回收系统性能的影响。结果表明回热器有助于降低冷却负荷,但不利于排气和缸套水热量回收,回热器完全参与下系统输出功和热效率最高;增加蒸发器换热面积可以提升排气换热量,减少缸套水换热量,合理选择可以实现热量最大回收;预热器入口工质分流,存在一个最佳分流比使得系统性能达到最优。

基于余热回收的燃气热泵性能及控制系统

燃气热泵(gas engine-driven heat pump,GHP)具有环境适应性强、能效高、耗电量少等优点,能够解决一次能源利用率低、资源浪费和环境污染等问题。当前研究重点是通过模拟和实验方法开展燃气热泵的运行特性研究,而忽略了控制系统。控制系统是燃气热泵的重要组成部分,对于保障机组高效、稳定运行至关重要。本文提出一种嵌入式控制系统,监控GHP冷热水机组(gas engine driven heat pump cold-hot water equipment,GHPW)。详细阐述了多输入输出控制模块、发动机控制模块、蒸发温度控制模块、人机交互模块等燃气热泵核心控制模块的设计原则和方法。通过实验验证了GHPW的运行性能,实验结果表明,控制系统能够准确、稳定地控制机组,实现快速制冷/制热。通过主控制器对发动机转速和蒸发温度的双闭环控制,实现对系统出水温度的稳定性和准确性控制。当环境温度较低时,由于回收发动机余热,GHPW系统的制热能力优于EHP(电热泵)系统。随着环境温度从-20℃上升到7℃,实验系统的制热量从52.94kW逐渐上升到105.87kW,系统一次能源利用率(primary energy ratio,PER)从0.819上升到1.489。发动机余热回收显著提高了系统制热能力和PER。

汽车尾气温差发电系统瞬态回收性能分析

为了预测温差发电(thermoelectric generator, TEG)系统的动态特性,基于COMSOL Multiphy-sics建立了用于求解温差发电系统温度场分布的瞬态计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模型和用于研究温差发电模块瞬态响应特性的分析模型,提出了混合瞬态CFD-分析模型,并经过瞬态试验验证.结果表明:由于热惯性的影响,TEG系统的转化效率会出现一个瞬时的较高值;相较于尾气温度和质量流量的瞬态波动,热电半导体的热端温度和冷端温度会存在时滞;在美国环保局的高速公路燃油经济性测试(highway fuel economy test, HWFET)模式循环工况下,瞬态模型求解得到整个温差发电系统的平均输出功率、平均转化效率分别为35.63 W和3.40%,瞬态模型的输出电压平均误差为6.41%;该模型能够以较高的精度及较短的计算时间预测温差发电系统在瞬态热源激励下的瞬态响应特性.

基于电机余热回收的电动汽车综合热管理系统分析

为了降低电动汽车能量消耗,提高乘员舱舒适性,该文提出一种集空调、电池预热和电机余热回收为一体的电动汽车热管理系统。进行了电动汽车热管理系统设计与理论分析,制定了整车温度控制策略。在AMESim环境下搭建了由驱动系统、电池温控系统和乘员舱等组成的整车热管理系统仿真模型,对其在不同环境温度、不同运行工况下的特性进行了仿真分析。结果表明:在冬季寒冷工况下采用正温度系数(PTC)电加热器及电机废热共同加热乘员舱的方法,降低了乘员舱PTC电加热器的使用时间,电池荷电状态(SoC)在车辆运行中的消耗降低0.20%~3.98%,整车温度控制策略有效可行。

提升转炉余热回收及烟气净化系统效能的实践

介绍了转炉余热回收、烟气收集与净化等关键部位工作原理。基于重锤文氏管与强制循环法相结合的转炉系统,在实际生产中的蒸汽回收量、煤气回收浓度有明显提升,并且生产中除尘颗粒物浓度指数大幅降低。

冶金企业低品位余热回收技术的创新与优化

在能源危机和环境保护日益受到关注的今天,冶金企业的低品位余热回收技术创新与优化十分重要。概述了冶金行业余热回收的现状,分析了技术创新的必要性和优化设计的潜力。探讨了现有低品位余热回收技术的局限性,并提出了一系列创新路径,包括高效换热器的研发、级联利用方案和节能材料的应用。同时,还对余热回收系统进行了优化分析,涵盖设计、操作参数调整以及能效评估方法。此外,对优化技术所带来的经济效益和环境效益进行了分析,并考虑了政策和市场因素对技术应用的影响,以期为冶金行业的节能减排提供理论指导和策略框架,推动低品位余热的高效利用。

电动汽车余热回收热泵空调系统设计

为了拓宽热泵空调系统的低温使用环境温度范围,进一步提升热泵空调系统的热效率,文章基于公司某款纯电动汽车,在当前已具备量产条件的普通热泵空调基础上,提出了一种具备余热回收功能的热泵空调系统,详细分析了工作原理,设计了以热泵空调压缩机、余热回收换热器、电磁阀和电子膨胀阀为主体的系统技术方案,重点说明了余热回收换热器单独回收电机余热、余热回收换热器同时回收电机和电池余热、余热回收换热器和车外换热器同时回收空气余热的三种重要工作模式,针对系统的核心部件电子膨胀阀,制定了基于排气目标温度的比例-积分-微分(PID)调节控制方法,实车验证了该系统节能效果,相比当前已量产的普通的无余热回收的热泵空调有40%以上的提升。

半导体发电在冰箱余热回收的实验探索研究

为了进一步研究制冷系统节能增效,调研了近年来冰箱制冷系统余热回收利用研究的进展,综合分析了冰箱余热回收利用的不同余热回收方式的经济性及可行性。具体研究了利用半导体温差发电技术进行余热发电的可行性,通过系统设计、理论计算及实验验证发现,利用半导体余热发电来进行余热回收。实验结果表明,可以在强制连续运行(PD)工况下实现目标最大发电量1.51 W;并可以降低冷凝器出口温度至45℃以内,PD模式下降低36℃~39℃,能耗模式下降低18℃~19℃,提升系统过冷度;但由于样机改造,增加了一定的热负荷,整机能效还是有所上升,PD模式下功率增加5.6%~17%,能耗模式下功率增加13%~19%。半导体温差发电技术作为一个具有较大潜力的余热回收技术,通过实验方式探索性研究了该技术耦合冰箱制冷系统的可行性,随着温差发电材料及相关技术的快速发展,需要持续研究系统设计匹配,换热器-发电模块传热优化,电量储存与转换等工作,对冰箱或其他制冷系统余热回收实现节能增效具有重要的参考意义。

某315MW机组余热系统改造技术应用探讨

本文介绍了火电厂烟气余热的利用方式,并结合上汽公司制造的315MW汽轮机相关参数,进行烟气余热利用方案的探讨,以实现烟气余热系统的应用。拟定相关参数,对应用到汽轮机系统的烟气余热利用系统给出一定的热力计算,论证该方案的经济性,同时就两种改造方案的不同方面给出一定的分析讨论。