适用于热电联产改造的汽机热泵联合循环系统

针对凝汽机组热电联产减温减压器中高品位能量浪费和大量循环冷却水余热无法利用的问题,提出汽机热泵联合(Combined Turbine and Heat Pump,简称CTHP)循环系统,建立了系统热力参数计算模型.与原减温减压器系统的经济性比较结果表明CTHP循环系统可减少汽轮机蒸汽抽气量,虽初投资略高于减温减压器系统,但其它经济性指标均优于减温减压器系统,本文的研究成果可为凝气电厂热电联产改造的实际应用提供理论指导。

汽机热泵系统热力学分析与运行优化

建立了汽机热泵系统的内可逆数学模型,并基于有限时间热力学对系统性能进行了分析研究.汽机热泵系统由内可逆汽机循环和内可逆压缩式热泵循环组成.在动力部分保持一定的输出功率和热泵部分保持一定的制热率的前提下,以损失最小为优化目标函数进行优化研究,得到了系统运行参数、汽机效率、热泵cop和系统性能系数随无因次输出功率和无因次制热率的变化关系.算例研究显示动力运行参数随输出功率趋于线性变化,热泵cop的变化明显,系统性能系数随输出功率和热泵制热率的增大均增加.优化结果可为汽机热泵系统运行提供指导.

不可逆汽机热泵有限时间热力学优化

本文建立了汽机热泵系统的模型并基于有限时间热力学考虑汽机热泵系统内部不可逆和外部不可逆性对系统性能进行了分析研究。汽机热泵系统由不可逆汽机循环和不可逆压缩式热泵循环组成。分别对汽机侧和热泵的蒸发器与冷凝器进行了优化面积分配和优化时间分配研究,得到了系统热负荷与系统性能系数的数学关系。研究中引入两个不可逆参数RΔS、RΔS'。算例研究显示内不可逆参数对汽机热泵系统的性能比外部不可逆因素有更大的影响。研究还发现热泵侧不可逆因素对系统的影响大于汽机侧不可逆因素对系统的影响。

不可逆汽机热泵性能优化研究

建立一个广义不可逆汽机热泵循环模型,并考虑到热阻、热漏和工质内部耗散不可逆性。假设热源和工质之间的传热服从线性(牛顿)传热规律,整体传热表面积被假定为常数。得到供热负荷,系统性能系数与蒸发器换热温差的基本优化关系,通过数值例子研究了循环参数的影响,结论适用于符合牛顿传热规律的所有汽轮机热泵系统,并为汽机热泵系统性能改进与优化提供一些理论指导。

汽机热泵联合系统的提出及经济性初探

通过减温减压器的热力学分析,得出蒸汽中约20%的高品质能量经过减温减压器后被浪费。基于能量梯级利用原理,提出了汽机热泵联合(combined turbine and heat pump,简称CTHP)循环系统,并从供热量、能源利用率与电厂收益三方面证明了系统的优越性。

基于有限时间热力学的不可逆汽机热泵性能优化研究

本文提出一种以供热抽汽驱动小汽轮机带动压缩式热泵工作的新型汽机热泵供热系统。新系统用小汽轮机代替凝气电厂的减温减压器,回收减温减压器浪费的能量,同时小汽轮机驱动热泵回收电厂循环冷却水的余热。引入汽机侧与热泵侧不可逆性能参数,对汽机侧和热泵侧进行了优化面积分配,得到了优化分配后的汽机效率和热泵性能系数关于设计参数的表达式,以供热率最大为优化目标,确定系统性能系数与制热率随设计参数与不可逆参数变化关系,并求出最大制热率下的性能系数表达式。通过某电厂改造参数对汽机热泵性能进行了数值分析,研究显示内不可逆参数对汽机热泵系统的性能比外部不可逆因素有更大的影响,研究还发现热泵侧不可逆因素对系统的影响大于汽机侧不可逆因素对系统的影响。

基于多级蒸汽机械再压缩热泵的稀N,N-二甲基甲酰胺水溶液蒸馏浓缩工艺

分析了蒸汽机械再压缩(MVR)热泵蒸馏浓缩工艺的特点和适用工况,以稀N,N-二甲基甲酰胺水溶液的浓缩过程为研究对象,提出了三级MVR热泵蒸馏浓缩工艺。采用Aspen Plus化工流程模拟软件中的严格精馏模块和压缩机模块,以能耗最低为目标函数,对三级MVR热泵蒸馏浓缩工艺和三效蒸馏浓缩工艺分别进行了模拟与优化,得到了合适的工艺操作参数。模拟结果表明,与三效蒸馏浓缩工艺相比,三级MVR热泵蒸馏浓缩工艺节能约83.2%,其平均能效比(压缩机制热量与压缩机输入功率的比)为0.834;多级MVR热泵蒸馏浓缩工艺具有较大的经济优势。

电厂汽机热泵联合循环系统供热模拟与优化研究

当前随着社会经济的不断发展,对于能源资源的应用逐渐增大.对于电厂的集中供热可以有效节约资源,减少环境的污染,已经受到广泛的应用,电厂汽机热泵联合循环供应系统在改造之后,如何被有效利用,实现系统的优化运行,需要通过对相关部件的设计优化,建立动态化的模拟系统,能够获得较好的经济和社会效益.本文将从电厂汽机热泵联合循环系统的运行方面进行模拟,要不断优化各个系统部件的运行,同时提出相应的措施.

直接蒸发式热泵蒸汽系统的技术经济性分析

在全球碳中和背景下,热泵蒸汽(SGHP)技术得到广泛关注和快速发展。对SGHP系统的两种热力循环分别开展?效率和热力性能分析,研究其在工业蒸汽供应方面替代燃气锅炉(Gas-B)、燃煤锅炉(Coal-B)的节能减碳效果。结果表明:直接蒸发式热泵蒸汽系统(DE-SGHP)具有更好的热力性能,其系统性能系数(COP)相比闪蒸循环式热泵蒸汽系统(CF-SGHP)提高了8.8%;采用SGHP系统供应蒸汽的节能性及热泵系统COP与城市气电比、煤电比密切相关,气电比、煤电比越大,SGHP系统供汽节能效果越好,在中国大部分地区采用SGHP供汽相比Gas-B均具有显著的节能效果,但是相比Coal-B系统只有在华南和华东地区具有一定的节能性;在减少CO_(2)排放方面,采用SGHP系统供汽比锅炉系统具有更好的效果。

太阳能联合热泵型煤干燥系统设计

为了减少污染降低成本,设计了一套太阳能空气集热器、空气源热泵和热泵蒸汽机组联合干燥系统。通过实验测试和热量衡算后,拟采用400 m^2的空气集热器、8台空气源热泵和3台蒸汽热泵机组即可满足型煤干燥需求。预计改造费用约236万元,投资回收期2.7年;成本由35元/t降低为21.6元/t;年节约标煤2 660 t以上,减排CO_2约6 916 t,减排SO_2约63.84 t,减排NO_x约18.62 t,改造后具有较好的经济效益和环境效益。