板式气冷器中超临界CO_(2)侧表面换热系数研究

为了探究板式气冷器中主导超临界CO_(2)侧表面换热系数h最值出现的因素及最值点的中移对平均换热系数大小的影响,采用基于MATLAB的换热器分布参数分析方法,研究了超临界CO_(2)侧表面换热系数h沿气冷器板片上的分布规律,并针对h最值出现的主导因素、改变板片尺寸和流量使最值点移动对平均换热系数的影响进行研究。结果表明,伪临界温度对板式气冷器中h最值的出现更具有决定性;一定压力下的C_(p)最大值会随着压力的增加不断增大,但伪临界温度逐渐降低;减小板片尺寸或者增大质量流量,可以使得平均换热系数增加,对应的换热量也会增大,而且由质量流量增加所带来的换热量增加幅度在3种工况下分别为12.72%,12.79%,11.75%,同时压降也会增加;当h最大值保持在6170 W/(m^(2)·K)或5120 W/(m^(2)·K)附近时,最值点中移不会使平均换热系数增加明显,而且对应的换热量也会减小。

机载宽温域CO_(2)激光器温控方法

机载激光雷达是实现远距离大气精准监测的重要手段,CO_(2)激光器工作谱段与部分大气污染物和化学物质吸收谱一致,是大气监测激光雷达的重要光源。面向机载要求,在控制体积重量的条件下实现-40℃~55℃宽温域工作是机载CO_(2)激光器温控系统的设计难点。因此,本文提出一种以激光器性能和环境温度为设计输入,半导体热电制冷与强制风冷相结合的闭环温控方法。根据激光器、半导体热电制冷和强制风冷等的结构与传热特性,建立温控方法的有限元模型,基于此模型对激光器温控性能进行研究。对于55℃高温环境,温控系统工作25 min后,激光器温度控制在40℃;对于-40℃低温环境,温控系统在工作20 min后,激光器温度控制在25℃,满足激光器正常工作要求。根据激光器及建立的温控方法,开展高低温环境下激光器工作能力实验研究,采集实验过程中的激光器温度数据,测量高低温条件下激光输出能力。实验结果表明:实测激光器温度与有限元仿真温度数据基本吻合,两者误差小于10%;采用所提出的温控方法,激光器在高低温条件下可以正常工作,输出功率与室温条件下一致。

跨临界CO_(2)并行压缩制冷系统热力循环计算与分析

以应用于某冷库项目的跨临界CO_(2)并行压缩制冷系统为例,结合流程图和压-焓图,对并行压缩系统及制冷压缩系统的热力循环过程、各状态点参数值、制冷剂循环量、系统制冷量,以及压缩机和部分设备的选型进行计算与分析,并对系统状态及计算过程中一些需要注意的细节进行说明,以供相关研究人员参考。

HMn58-2铜制冷却器开裂失效分析

某HMn58-2铜制冷却器在库房存放4a后开裂,采用光学显微镜、力学性能试验机和布氏硬度计对开裂冷却器进行了检验和分析。结果表明:由于焊接工艺或者焊接操作不当造成的热影响区晶粒粗大和α-Cu相自β相晶界大量析出形成魏氏组织形态,降低了材料的韧性、塑性和强度;此外,冷却器铜板冷卷后没有及时进行退火处理,使得材料内部存在较大的内应力;两方面共同作用导致冷却器在存放过程中于焊缝处萌生裂纹并不断扩展最终造成开裂失效。

CO_(2)热泵系统气冷器的热力学性能分析

针对CO_(2)热泵系统螺旋套管式气冷器,基于MATLAB建立了仿真模型,采用单因素分析方法,研究进水温度、CO_(2)压力和质量流量对气冷器换热量、耗散、损失、效率以及出水温度的影响。经实验验证,在进水温度为24.5~35.0℃、CO_(2)压力为8.4~10.7 MPa、CO_(2)质量流量为0.0326~0.0476 kg/s工况下,气冷器模型制热量与实验数据相比总体误差在±10%以内。模拟结果表明:相比进水温度和CO_(2)质量流量,CO_(2)压力对气冷器性能的影响更为显著,且存在最优压力。在进水温度为20℃、CO_(2)进口温度为90℃工况下,当CO_(2)压力为10 MPa时气冷器效率最高,当CO_(2)压力为11 MPa时气冷器换热量最大;当进水温度低于20℃时,CO_(2)压力为10.5 MPa时出水温度最高。

FY-2C星辐射致冷器太阳屏研制

在风云二号(FY-2)01批气象卫星的基础上,为提高辐射致冷器(以下简称辐冷器)的性能,对C星辐冷器太阳屏进行了改进。根据太阳屏保护膜厚度和翻边白漆等表面特性对辐冷器性能的影响,通过控制保护膜厚度和改用耐紫外光的KS-Z无机漆等以改善C星太阳屏表面特性。地面试验和在轨测试结果表明,C星辐冷器温度和制冷量均在理论计算范围内,太阳屏技术改进有效。

宝钢烧结余热回收利用实践

烧结作为铁前最主要的工序之一,余热资源丰富,能耗水平提升空间大。在总结了超高料层烧结技术、热风烧结技术、烟气循环技术等烧结主要节能技术的基础上,针对烧结机运行现状和存在问题,实施超高料层改造,增设热风烧结,将液密封环冷机改造为转臂式环冷机,将落地式余热锅炉改造为直联炉罩式余热锅炉,对主排风机进行变频改造。改造后大幅提升了能源利用效率,使工序能耗达到国内先进水平。

JCTZ-2防腐蚀涂料在炼厂冷换设备的应用

为了提高冷换设备的耐蚀性能,研制了一种JCTZ-2有机耐腐蚀涂料,并制定出了冷换设备耐腐蚀涂料的涂装工艺方法。涂敷后,冷换设备的使用寿命延长了2年以上。该涂料适合在复杂的腐蚀环境中推广使用。

浅谈CO_2水冷器余热采暖热源的利用

通过增设余热采暖装置前后ＣＯ２ 水冷器对数平均温差的变化对比，阐述了现有两台ＣＯ２水冷器在余热采暖运行后不能够充分发挥作用的事实，提出了扩大ＣＯ２ 水冷器换热面积的建议。

基于CO_(2)制冷剂的空气源热泵热水器的理论分析及开发

以CO_(2)作为制冷剂的热泵热水器的国标GB/T 38734—2020要求空气源热泵实测能效不低于4.6,而市场上大多产品能效4.4左右,能效升级势在必行。结合实际情况分析,得出中间不冷却的双级压缩、带回热器的CO_(2)跨临界循环是热泵热水器的首选方案,并对最优高压压力的公式进行分析,得出控制气冷器制冷剂出口温度和入口水温的温差作为系统控制方式。根据CO_(2)特性,各部件设计选型,然后系统组建并测试,系统能效4.8,满足国标要求,同时也验证了系统控制方式的正确性。

600MW煤基超临界二氧化碳循环PCHE预冷器设计及传热特性研究

为对超临界二氧化碳循环预冷器进行概念设计并探究其传热特性,构建了印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)预冷器的变结构分段设计模型,对600MW煤基超临界二氧化碳循环PCHE预冷器开展设计计算和传热特性研究,在定换热量条件下分析冷热侧质量流量与预冷器设计参数的变化关系,探讨其内部传热特性,并给出预冷器设计方案。结果表明:预冷器内S-CO_(2)拟临界工况使温度呈非线性变化,热侧工质物性变化对预冷器整体传热性能的影响更加明显;热侧单通道入口质量流量增加3倍能使平均传热系数提高54.21%,但最小温差值降低53.38%,冷侧单通道入口质量流量的增加仅能强化冷侧传热;设计时可优先选取体积为优化目标以确定截面通道数及热侧入口参数,冷侧水量选取应权衡尺寸及压降关系;最终,该方案选取预冷器内冷热侧单通道入口质量流量分别为2.2和0.75g/s,与已有结果相比该预冷器体积可减小10.50%,夹点温差提高1℃。

冷却器热量回收在S-CO_(2)燃煤发电系统中的优化方案研究

S-CO_(2)循环的冷却过程为变温放热,因此,通过空气回热实现冷却器的热量回收(CHR)是提高S-CO_(2)燃煤发电系统效率的有效方法.炉膛尾部烟道烟气余热吸收是冷却器热量回收应用于S-CO_(2)燃煤发电面临的关键难题.针对这一问题,本文首先围绕具备再热与间冷的再压缩循环(RC+RH+IC)应用了双烟道冷却器热回收方案,使空气预热器内的空气能在更宽的温区吸收烟气热量,显著提高炉膛烟气余热吸收能力,解决了进行冷却器热回收时排烟温度升高的问题.当循环主汽参数为620℃/30 MPa时,相比单烟道冷却器热量回收方案,循环效率由51.95%(RC+RH+IC+CHR)提升至52.36%(RC+RH+IC+DCHR).为进一步优化冷却器热回收与烟气余热吸收的耦合关系,本文提出冷却器减流方案(CFR),并应用循环拆分法对新系统进行分析.结果表明,该方案提高了系统的回热程度,增加了循环中效率等效为1的子循环工质质量流量份额,最终使循环效率由51.95%(RC+RH+IC+CHR)提升至52.50%(RC+RH+IC+DCHR+CFR).

污氮气在煤气化装置的综合利用

以新项目设计阶段为基础,考虑空分污氮气的综合利用,提出了污氮气在煤气化装置TSA变温吸附、磨煤单元、粉煤及气化单元等方面利用的可行性。不仅降低磨煤系统CO_(2)排放,而且从氮气消耗、投资运行分析,优化后工艺能够提高液氮产量,增加全厂经济效益。

液氮洗原料气通道压差波动的原因分析及处理

总结液氮洗装置开车以来的运行情况,针对原料气通道压差上涨造成2号原料气冷却器换热不好,继而导致氮洗塔压差波动的问题分析,并提出解决办法和优化措施,保证装置的安全稳定运行。

余热采暖经济效益分析

通过盘锦化工有限责任公司余热采暖工程实例 ,阐述了将工厂的余热用于生活采暖给企业带来的经济效益。

基于循环拆分法的S-CO_(2)燃煤发电优化研究

对于S-CO_(2)燃煤发电系统,系统复杂难以横向比较,拆分法通过对循环流量分配,能够梳理循环回热过程并进行循环间的比较,应用循环拆分法有助于对复杂燃煤发电系统的性能进行分析。本文以再压缩循环(RC)为例,构建了集成冷却器热量回收(CHR)和烟气冷却器法(FGC)的S-CO_(2)燃煤发电系统(RC+LFGC+CHR),论证了拆分法在分析燃煤发电系统中的优势。当主气参数为620℃/28 MPa时,应用拆分法分析,RC+FGC+CHR可等效为在热效率49.21%的RC基础上,叠加热效率为57.49%的子循环(SSC+LFGC+CHR),故RC+FGC+CHR效率(49.80%)高于RC(49.21%)。

深冷装置分子筛再生系统硫磺产生机理与分析

为解决分子筛吸附塔压降增大和再生气冷却器固态物质堵塞的情况,以大庆油田深冷装置分子筛脱水装置再生系统产生的固态堵塞物的化验数据为依据,通过对硫化氢产生单质硫的条件和原因进行分析,对造成再生气空冷器堵塞的硫磺产生原因和机理进行研究。结果表明:深冷装置分子筛系统能够吸收天然气中含有的硫化氢、二氧化硫等组分,在高温潮湿并且有Fe^(3+)存在的情况下会发生氧化还原反应而生成单质硫。为此,提出更换分子筛、在原料气和再生气入口增加脱硫设备、再生气空冷器前增加脱硫设备的分子筛脱水装置改造方案,为后续含硫天然气处理装置分子筛再生系统的设计优化提供参考。

基于ANSYS的某空冷器管箱疲劳及棘轮分析

某空冷器在运行时,承受交变的压力载荷作用,同时在某特定工作压力条件下,出现交变的温度载荷变化,整个运行工况非常复杂。在这些复杂载荷共同作用下,该设备将面临疲劳和棘轮失效的危险。本文采用通用有限元分析软件ANSYS,对该空冷器的管箱进行建模,并针对其复杂的运行情况,分工况进行有限元分析,获得各载荷作用下的设备应力,并按照标准ASME Ⅷ-2相关要求进行了疲劳和棘轮评定,以确保设备满足设计要求。

两种烟气热量全温区吸收方式对三压缩sCO_(2)燃煤发电系统性能影响分析

超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),sCO_(2))三压缩循环(tri-compression,TC)与再压缩循环(recompression cycle,RC)相比有较大的效率提升,为进一步提升燃煤sCO_(2)发电系统效率,有必要构建TC燃煤发电系统.烟气热量全温区吸收是超临界二氧化碳循环应用于燃煤热源时会面临的关键问题之一,目前主要有两种解决方法,分别为基于能量复叠利用原理构建复合循环(overlap energy utilization,OEU)和尾部烟道添加烟气冷却器(flue gas cooler,FGC).本文以三压缩+再热(tri-compression plus reheating,TC+RH)为基本循环,耦合锅炉水动力模型,基于两种烟气热量全温区吸收方法,构建了OEU和FGC两个燃煤发电系统,针对烟气中低温区余热吸收性能进行对比分析.研究发现,由于FGC系统中温区工质吸热能力不足,并且受限于尾部受热面30°C夹点温差,锅炉排烟温度高达172.6°C,锅炉效率仅为90.64%.对于OEU系统,锅炉排烟温度可降低至126.0°C,对应的锅炉效率为92.85%,满足系统性能的要求.另外,FGC系统烟气中温区和低温区的传热?损均高于OEU系统,说明OEU系统锅炉中低温区的烟气与工质能级更加匹配.

胺液脱除CO_(2)系统空冷器腐蚀规律研究

采用热力学Kent-Eisenberg (KE)模型建立了贫胺液空冷器工艺仿真模型,通过Aspen plus工艺模拟软件,分析了空冷器降温(41.96~83.40℃)过程中热稳定盐、有机酸和CO_(2)等腐蚀性介质的变化规律。结果显示,空冷器前三排管束中气相摩尔分数较小,气相中热稳定盐和CO_(2)的摩尔分数分别占到55%和45%,为空冷器管束腐蚀的关键危害源。通过建立空冷管束流体动力学仿真模型,分析管束内部气相流动特性,得知空冷器第二排9~12、20、21、24、27~40号管束气相分率较大,属于腐蚀高风险区域,该结果与实际空冷器管束腐蚀位置相符合。