生物质能与冷热电气联产耦合系统研究进展

当前冷热电联产系统广泛与生物质气化、生物质厌氧发酵、生物质直燃等生物质能利用技术相耦合。合理耦合后不仅能发挥生物质资源储量大、分布广、可再生、低污染、利用方式多样等优点,更因生物质资源相较太阳能、风能等独有的可运输、可储存特点,可轻松实现冷热电的高效稳定输出,克服当前太阳能、风能等可再生能源利用时,由于可再生能源自身固有的时间不稳定性、空间不稳定性所带来的系统稳定性差的问题。凭借高能源利用率、低污染、运行稳定等优点,将生物质能利用技术与冷热电联产系统耦合越来越受到研究人员的青睐。该文综述了耦合生物质资源能源化利用的冷热电气联产系统的发展基础、系统集成、系统运行模式、系统多维评价及系统优化,结合当前研究现状,从多方面预测了相关系统的发展方向,为相关系统的推广与发展提供参考。

冷热冲击下纳米粒子改性硅橡胶/环氧树脂绝缘修复涂料耐电特性

为解决现有绝缘修复材料在大范围温度波动时出现绝缘件剥落、二次开裂、电气失效等问题,研制了多种纳米粒子填充的硅橡胶/环氧树脂复合修复涂料,对比分析了冷热冲击循环前后修复涂料的粘合强度、电气性能和微观结构。结果表明:冷热冲击会造成修复涂料分子主链断裂,产生低分子产物和氧化游离基团,导致涂料相对介电常数和介质损耗增大,击穿场强减小;而功能纳米母粒可提高界面结合能,阻碍聚合物分子的拉伸和扭转,使涂料具有相对稳定的化学结构,可防止冷热冲击下基体内局部劣化通道的延伸,从而有效抑制修复涂料耐电性能的下降;当玻璃纤维、纳米ZnO、SiO_(2)共混,填充量(质量分数)为16%时,涂料电气性能良好,且硅橡胶/环氧树脂复合修复涂料固化时间短,无溶胀现象发生,附着力良好,为设备绝缘快速修复提供可能。

基于全生命周期评价的冷热电联供系统优化研究

天然气与太阳能互补是提高能源利用率和实现节能减排的有效方法,该文构建一种光-气-储互补的冷热电联供(CCHP)系统。基于全生命周期理论,以一次能源节约率、总污染物减排率为目标函数,建立冷热电联供系统优化模型,应用遗传算法对系统变工况运行下的容量配置进行优化;将物质回收阶段纳入全生命周期评价,并在运输阶段考虑燃料运输。结果表明:经优化后,CCHP系统电跟随(FEL)策略可实现较好的节能减排效益。分供(SP)系统在物质回收阶段对环境的影响微乎其微,CCHP系统燃料运输能耗量远低于SP系统。

基于多变量相空间重构和径向基函数神经网络的综合能源系统电冷热超短期负荷预测

为解决能源危机问题,提高能源利用率,综合能源系统(integrated energy system,IES)成为发展创新型能源系统的重要方向。准确的多元负荷预测对IES的经济调度和优化运行有着重要的影响,而借助混沌理论能够进一步挖掘IES多元负荷潜在的耦合特性。提出了一种基于多变量相空间重构(multivariate phase space reconstruction,MPSR)和径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)相结合的IES超短期电冷热负荷预测模型。首先,分析了IES中能源子系统之间的耦合关系,运用Pearson相关性分析定量描述多元负荷和气象特征的相关性。然后,采用C-C法对时间序列进行MPSR以进一步挖掘电冷热负荷和气象特征在时间上的耦合特性。最后,利用RBFNN模型对电冷热负荷间耦合关系进行学习并预测。实验结果表明,所提方法有效挖掘并学习电冷热负荷在时间上的耦合特性,且在不同样本容量下具有良好且稳定的预测效果。

含分层储能的冷热电联供系统运行优化

为提高冷热电联供型微电网对可再生能源的消纳能力,解决源-荷的不确定性使得系统运行稳定性降低的问题,提出含分层储能的三级混合时间尺度滚动优化方法。日前优化目标为日运行成本最低;日内上层以燃料成本和蓄热罐功率变化惩罚成本最低为目标对冷热能进行优化,下层以电网交互成本和蓄电池功率变化惩罚成本最低为优化目标对电能进行优化;实时电系统反馈以电系统削峰填谷作用量和功率波动量最低为优化目标;得出最优的系统中各设备的出力计划。结果表明:该优化方法和分层储能能够有效达到削峰填谷的作用,各设备功率波动率均处于较低水平;冬季典型日的日运行成本比日前成本有所降低。

基于火-储联合循环的冷热电三联供系统多运行模式热力性能分析

综合考虑绝热压缩空气储能及火电机组的特点和不足,该文从能量转化及利用机理出发,提出将二者耦合集成的火-储联合循环概念以及一种基于该循环的新型冷热电多能联供系统,并对该系统进行性能评估和特性分析。基于构建的热力模型,分别研究纯电及热电、冷电联产3种典型场景下热能综合利用方式对重要参数及性能的影响规律。结果显示,在最优集成方案下,储能系统的循环效率可提高2.61%。在热电和冷电模式下,循环效率可进一步提升至77%及70.13%。火-储集成能够显著提高能源综合利用水平,在多能联产模式下性能提升更为明显。此外,通过敏感性分析得到典型运行模式下热能利用的合理方式。该文结果能够指导火-储耦合集成系统优化设计及运行,可为火电机组与压缩空气-储能高效发展提供一种新思路。

冷热联合消融技术治疗气道良性肿瘤效果及预后影响因素分析

目的:分析冷热联合消融技术治疗气道良性肿瘤的效果及预后影响因素,并构建列线图模型对其进行预测。方法:选取我院2016年1月-2022年5月收治的246例气道良性肿瘤患者,并接受消融技术治疗,根据预后不同分为狭窄组(n=36)与未狭窄组(n=210)。通过单因素、多因素分析气道良性肿瘤患者预后的影响因素;用R统计软件构建良性肿瘤预后的列线图预测模型,通过计算一致性指数(C-index)、构建校准图和受试者工作特征曲线(ROC)评价该模型的准确性及预测能力。结果:246例气道良性肿瘤患者接受消融技术治疗3个月内有36例(14.63%)出现气道狭窄,210例(85.37%)未出现气道狭窄;单因素分析显示,两组糖尿病史、高血压史、手术方式、感染、术后狭窄段气管直径比较,差异有统计学意义(P<0.05);Logistic回归分析显示,糖尿病史、高血压史、手术方式、感染、术后狭窄段气管直径均是气道良性肿瘤患者预后的危险因素(P<0.05);列线图预测气道良性肿瘤预后校准曲线与实际曲线基本吻合。结论:气道良性肿瘤患者预后的危险因素包括糖尿病史、高血压史、手术方式、感染、术后狭窄段气管直径,列线图模型对其预测具有较好的区分度和准确性。

云南省植被固碳能力与产水、土壤保持服务冷热点识别

本文以云南省作为研究区域,评估植被生态系统的固碳能力与典型生态系统服务,并通过空间冷热点分析识别出固碳能力与典型生态系统服务的综合空间冷热点区域,结果表明:(1)2000~2020年,云南西双版纳地区的固碳能力最大,最大值分别为590.02和591.15gC/m^(2);固碳能力变化方面,迪庆、昭通、怒江、德宏以及临沧的固碳能力增加,占云南省地级市总数的37.5%;其余地区固碳能力呈下降趋势.整体来看,云南省植被生态系统固碳能力整体呈下降趋势.(2)2000~2020年,云南省产水服务能力最大值为2215.84和2045.83mm,产水服务总量变化总体呈下降趋势;2000~2020年,云南省土壤保持服务能力总体呈增加趋势,仅有德宏土壤保持服务总量呈降低趋势,占云南省地级市总数的6.25%;昆明、迪庆、怒江等其他地区的土壤保持服务能力为增加趋势.(3)2000~2020年,云南省植被固碳能力-产水服务-土壤保持三项服务的综合空间热点布局变化较小,冷点布局变化较大.综合空间的热点区域(99%可信度、95%可信度、90%可信度)主要分布于西双版纳、普洱、临沧、德宏等地区,其中,极热点区域(99%可信度)在西双版纳分布最为明显.研究结果可为固碳能力与生态系统服务空间格局优化提供参考.

浅薄层特超稠油油藏冷热交替开采技术研究

针对浅薄层特超稠油油藏蒸汽吞吐开发初期面临的油层厚度薄、原油黏度高、蒸汽热损失大、吞吐有效期短等问题,提出了冷热交替大周期吞吐开发模式,有效改善开发效果。为此开展了浅薄层特超稠油油藏冷热交替开采三维物理模拟研究,结果表明:受顶底盖层热损失影响,蒸汽吞吐温度下降迅速,峰值产量较高,但单周期生产时间较短,约100 min;降黏吞吐可以降低吞吐井附近含油饱和度,提高产油速度,降低含水率,延长吞吐周期50 min以上;提高温度可以增强降黏剂的降黏效果,第二周期开始冷热交替改善效果优于第一周期,其生产时间延长60 min,含水率降低45%,周期采出程度提高1.7%。利用数值模拟方法优化了冷热交替的注入参数,建立了该技术的政策界限:最佳转冷热交替的时机为2~3周期,注入强度为0.02 t/m;适用的油层厚度小于8 m,原油黏度小于200000 mPa•s,含油饱和度大于0.6,渗透率大于1000 mD。

含可再生能源的冷热电联供能源系统调度优化

针对含可再生能源的冷热电联供能源系统的调度优化问题,构建了燃气发电机、燃气锅炉、热回收系统、电制冷机、吸收制冷机等机组模型,考虑天然气费率结构和分时电价,基于夏、冬两季节典型日风光出力和电、热、冷负荷需求特性曲线,提出以购买天然气成本、向电网购售电成本及环保成本总和最低为目标函数的调度优化模型,并考虑了各设备的运行约束及负荷平衡约束,提出一种改进的粒子群算法求解模型。不同季节的仿真结果表明,改进的粒子群算法求解模型能够有效降低能源系统的总成本,为能源的综合利用提供了依据。

冷热油交替输送对管道结蜡层溶解规律的影响研究

为更好地管理冷热油交替输送管道,保障输送安全,利用Couette结蜡装置,通过改变溶解时间、温度、转速、蜡沉积性质等因素,探究了进口轻质冷油对国产含蜡热油在一定油温、壁温、转速、结蜡时间等实验条件下所形成蜡沉积层的溶解规律。研究结果表明,低碳数蜡比高碳数蜡更容易被溶解,而冷油温度是影响溶解效果的关键因素,冷油温度提高15℃可使溶蜡量增加17倍;流速提高更有利于高碳数蜡的扩散;溶蜡效果与蜡沉积层性质有关,并且溶蜡效果并不会随溶解时间的增长而持续改善,在溶蜡时长为1 h处存在明显转折点。

冷热应激对肉牛生理指标及基因表达影响的研究进展

冷热应激可导致肉牛的日增重、饲料转化率等重要指标降低,进而影响到整个产业的生产效率,基于此问题,本文就冷热应激下不同地区、不同品种的肉牛血液内分泌、免疫、抗氧化等生理生化指标变化情况进行了概述,对冷热应激的调控基因和分子机制做了挖掘,并在讨论部分展望了包括改变饲喂方式和基于GWAS的分子育种等增加肉牛冷热应激适应性的可行性方法。本文不但为更好地理解肉牛产业中冷热应激的机制提供了理论依据,还为我国提高冷热应激下肉牛的生产效率提供了育种参考,具有一定的理论和现实意义。

耦合储能电池的冷热电联供系统全工况性能分析

冷热电联供系统具有能源利用效率高、运行调节灵活的优点。设计了耦合储能电池的冷热电联供一体化系统,建立了关键部件的精细化数学模型,研究了压气机和透平的效率、环境温度对联供系统性能的影响。针对典型制冷和供热工况,研究了耦合电池储能的冷热电联供系统全工况热力性能、储能电池的充放电特性。结果表明:环境温度对冷热电联供系统性能具有较大的影响,其最大供热量随着环境温度的降低而下降,最大供冷量随着环境温度的升高而下降。制冷模式下,冷负荷、电负荷全天波动较大,全天平均冷、电负荷仅为额定功率的39.9%左右,全天平均能源利用系数为0.712。供热模式下,典型日全天燃机循环的发电效率、供热系数以及能源利用系数波动很小,且均高于制冷模式下相应的指标。

风冷热泵空调变工况冷却特性的研究

由于室内外温度、湿度和风速等参数随季节、时间段和天气条件发生变化,使得风冷热泵空调在不同工况下的耗能较大。为了实现建筑的环境效益和经济效益,研究风冷热泵空调变工况冷却特性。以国标系列压缩机参数数据库为基准,在变工况过程内对风冷热泵空调的系统工作简化处理,获取压缩机在制冷过程中的功率。按照建筑的应用特征,采用翅片管式的蒸发器分析换热量,根据制冷工质特质计算蒸发器换热量。选择分布参数法设定计算区间,简化制冷器的运行过程,构建平衡方程获取风冷冷凝器冷却流动特征,从而优化空调系统的运行策略,提高系统的能效比和降低能耗。仿真结果表明:进风量对风冷热泵空调的冷却性能有显著影响,进风量为350 m^(3)/h时制冷量为450~1200W,露点效率为0.52~0.89,进风量为550 m^(3)/h时出口干球温度满足舒适度需求(23~28℃),进风量为850 m^(3)/h时制冷量为520~1900W,露点效率为0.12~0.62。

T型三通管道冷热流体混合作用下循环热疲劳评估方法

针对核电站中常见的用于冷热流体混合的T型三通管道,以往的研究多侧重混合流体的特性和温度分布预测,提出简化的热疲劳评估方法,分析了JSME导则的热疲劳评估方法的优缺点,并通过试验研究归纳流体混合特性。试验表明,随着动量比的增加,混合流体的温度波动强度同步增大,最大的无量纲方根温差为0.26;混合流体的温差大小对于温度波动强度的影响十分有限,仅为5%。试验同时表明,混合流体在0.05~2 Hz区间并没有典型的主导频率。基于以上结果,得到并提出了一种评估方法,将T型管道简化为轴对称管道模型,并将载荷简化为一系列正弦温度波动载荷,波动温差为名义温差的75%。经过对某核电站RHR系统检测中出现裂纹的T型管道开展分析,该部件在温差大于150℃冷热流体混合作用下的累计运行时间约为726 h,常见的压水堆核电站RHR系统运行规程规定的有效运行时间为450 h,其可以较好地管控疲劳风险;JSME方法分析预估疲劳寿命为1190 h,对本案例不是足够保守;使用本分析方法预估的疲劳寿命为587 h,可以更好地预测本案例的疲劳寿命,进而有效识别热疲劳风险和指导运行和维修。

计及风光储的冷热电联产综合能源系统低碳经济优化

为解决能源危机,中国大力发展综合能源系统,以期进行多能协同互济,实现节能降碳。主要研究计及风光储的冷热电联供系统多目标优化调度问题。首先,从经济和碳排放2个不同的角度出发,建立经济目标函数和环境目标函数,构造考虑风光储的冷热电联供系统多目标优化配置模型以及相应的约束条件;然后,提出增强的非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ),通过引入支配强度和方差因子,提高算法求解效率和求解精度;最后,以辽西某地正在运行的冷热电联供系统为例进行仿真分析,验证本文所提模型和方法的有效性。

人工神经元网络和径向基网络模型预测建筑冷热负荷的研究

采用人工神经元网络(ANN)和径向基网络(RBF)模型预测了建筑冷热负荷,判断了影响建筑能耗的显著因素。通过对ANN和RBF模型隐含层神经元数量进行优化,发现8-65-1和8-97-1结构的ANN模型预测建筑热、冷负荷与数据集中的结果比较吻合,相关系数(R^(2))分别为0.962、0.953;8-28-1和8-6-1结构的RBF模型预测的结果更加吻合,R^(2)达到了0.985、0.997。RBF模型的预测精度要优于ANN模型,RBF模型预测热、冷负荷与数据集结果的R^(2)分别为0.989、0.992,而ANN的R^(2)分别为0.972、0.967。采用敏感性分析发现,影响建筑冷热负荷的8个参数中表面积的影响最显著,其次是墙面积、屋顶面积和玻璃面积,而玻璃面积分布及相对密实度的影响最不显著。

冷热态对燃气轮机起动性能的影响

以燃气轮机整机起动试验数据为基础,定量分析燃气轮机冷热态对起动性能,包括整机点火成功转速、起动过程三个阶段时间、升转速率、压气机压比及动力涡轮出口温度的影响,初步探讨了影响机理。

变频螺杆式冷热水机组的节能研究与分析

变频螺杆式冷热水机组具有优良的制冷制热效果,并可满足广泛的部分负荷需求。本文研究了此类机组的系统原理、部件选型、控制策略、运行特性以及经济性,并给出了结论和建议。依据本研制机组,各部分负荷工况下,变频下的性能系数(COP)要大于定频下的COP,增大2%~15%,尤其是制冷工况下的COPc,变频调节使得机组在低负荷率下的性能更优;在定频和变频运行下的制冷工况制冷综合部分负荷性能系数(IPLVc)和制热工况制热综合部分负荷性能系数(IPLVh),变频IPLVc明显大于定频IPLVc,增长6.95%,变频IPLVh大于定频IPLVh,增长3.55%,变频调节使得机组综合能效系数更高;机组变频运行时,可每年减少电能消耗,节省运行费用,减少二氧化碳排放。

个性化膀胱安全容量指导下的有限冷热膀胱冲洗联合间歇性导尿对脊髓损伤后神经源性膀胱患者的膀胱功能康复的影响

目的探讨个性化膀胱安全容量指导下的有限冷热膀胱冲洗联合间歇性导尿对脊髓损伤后神经源性膀胱患者膀胱功能康复的影响。方法选取64例脊髓损伤后神经源性膀胱患者作为研究对象,随机将其分为研究组和对照组,每组32例。对照组行个性化膀胱安全容量指导下的间歇性导尿,研究组在此基础上行个性化膀胱安全容量指导下的有限冷热膀胱冲洗,两组均干预4周。比较两组尿路感染情况、膀胱安全容量、残余尿量、单次排尿量和尿失禁次数。结果干预4周后,研究组的尿路感染率、残余尿量、尿失禁次数均低于对照组;研究组的膀胱安全容量、单次排尿量均大于对照组(均P<0.05)。结论个性化膀胱安全容量指导下的有限冷热膀胱冲洗联合间歇性导尿可增大脊髓损伤后神经源性膀胱患者的膀胱安全容量,增加单次排尿量,减少尿路感染情况、残余尿量和尿失禁次数。