非共沸工质换热匹配特性影响热泵性能的高级(火用)分析

针对非共沸工质非线性复杂相变传热过程,基于高级(火用)分析方法,推导出表征热泵系统性能的评估指标模型——温度匹配度(TMD),探讨了非共沸工质与换热流体之间的换热匹配特性,实验验证了模型的准确性与适用性。选用了三组不同温度滑移程度的非共沸工质(M1、M2、M3)为对象,探究了TMD与换热夹点、系统COP、(火用)效率η以及换热器实际(火用)损占比ε之间的关系。结果表明:TMD越小,换热流体间的温度匹配越好,系统COP、(火用)效率越大,换热器实际(火用)损占比越小,反之亦然;且当TMD最小时换热器内夹点总是出现在饱和气态点处。

双塔天然气氦气回收工艺设计及(火用)分析

油田采用的深冷-膜分离联合法提氦工艺存在氦气回收率低、综合能耗高等缺点。提出了一种创新的天然气氦气回收方法,采用双塔提氦,将低温精馏与提氦工艺相结合,特点在于氦气提浓塔和氦气回收塔均采用具有温度梯度的多股进料方式。通过传统(火用)分析发现,该流程冷箱LNG-100(火用)损最大,占总(火用)损的47.48%。通过高级(火用)分析发现,该流程内源(火用)损远大于外源(火用)损,大多数设备的可避免内源(火用)损占比较高,这表明工艺改进应侧重于设备本身的性能改造,而不是工艺结构。改进冷箱LNG-100结构形式,提高压缩机效率,改进空冷器AC-302内部结构以及改善其他设备的工作状况能够有效降低设备(火用)损。塔设备的不可避免内源性(火用)损较大,改造这些设备受到一定的限制,并且塔内会发生精馏反应,使得提高有效能利用变得困难。

燃气-蒸汽联合循环发电系统高级(火用)经济性分析

【目的】基于(火用)经济发展而来的高级(火用)经济分析方法,能够细化拆分系统组件的经济成本,深入探究经济成本形成的内在原因。【方法】在结合高级(火用)分析的基础上,采用高级(火用)经济分析法将燃气-蒸汽联合循环发电系统中各组件的成本拆解为内源性成本、外源性成本、可避免成本和不可避免成本,并对此进行计算。【结果】在设计工况下,联合循环发电系统中燃烧室的可避免(火用)损最大,为28.41 MW,占燃烧室(火用)损的26.55%。基于计算结果,对透平提出了不同的改进措施,降低了系统内源性和外源性(火用)损。系统中(火用)耗散成本占比最大的是内源性可避免部分,底循环改进优先级最高的是高压缸,其次是低压缸。联合循环发电系统中年度化成本外源性占比为80.59%,其中外源性可避免部分占比40.04%。【结论】研究成果可为系统提供多方面能效评价角度和优化成本的改进方向。