燃气电厂烟气余热回收吸收塔设计优化与实验研究

为减少碳排放、有效提高能源利用效率,对某燃气热电厂烟气系统进行了余热回收改进设计。采用填料喷淋技术对原有的余热喷淋塔进行结构优化设计,将吸收换热塔优化为填料塔,有效强化换热性能。结果表明,优化后烟气余热回收吸收塔不仅消除了原系统水泵气蚀、振动和噪声的问题,还解决了换热塔“失水”的问题。在输入燃气量不变、输出电力不变的前提下,输出热量有效提高10%以上,脱硝效率稳定达到70%以上,NO_(x)最低浓度可稳定维持<10 mg/m^(3)。与常规供热方案相比,本余热回收方案年回收烟气热量2.789万GJ,并带来了可观的经济与环境效益,每个采暖季减少天然气使用量约86.70万标方,减少CO_(2)排量约1610 t/年。

基于绿色节能理念的建筑暖通设计优化研究

随着全球能源危机和环境保护意识的不断增强,绿色节能建筑设计已经成为建筑行业的重要发展趋势。在这一背景下,建筑暖通设计作为建筑系统的重要组成部分,其优化和升级对于实现节能减排目标具有至关重要的作用。科学合理的暖通设计能够有效降低能源消耗,提高系统运行效率,从而在节能减排的同时提升居住和工作环境的舒适度。文中探讨基于绿色节能理念的建筑暖通设计优化路径,重点分析如何通过合理选择热源、优化供暖系统和通风系统、应用热回收装置等措施,实现建筑暖通系统的高效能和低能耗。

基于配电网自动化技术的电力运行系统优化设计

配电网自动化技术在电力系统中的应用日益广泛,能够提高配电网的运行效率和可靠性。文章针对配电网自动化技术在电力运行系统中的优化设计进行了研究与探讨。首先,分析配电网自动化技术的基本原理和应用现状。其次,设计电力运行系统中的智能故障检测与恢复技术,并优化能源管理技术。最后,通过案例分析验证所提方法的有效性和可行性,为进一步推动配电网自动化技术在电力系统中的应用提供参考和借鉴。

液化天然气中轻烃分离工艺的优化设计

根据液化天然气(LNG)冷量的特性,按照冷量梯级利用的原则,设计了一种新的LNG轻烃分离流程,其特征在于轻烃分离过程不需要使用压缩机,能耗较低,而且可利用LNG的冷量将一部分分离完轻烃的甲烷再液化过冷并低压液相储存,使轻烃分离流程具有供气调峰功能,同时使分离获得的轻烃产品保持低压液相,方便产品的储运和销售.文中还以深圳项目进口的3.7×106t/a澳大利亚LNG为例,利用此流程进行轻烃分离的模拟计算.结果表明:相对现有工艺,新流程功耗降低47.3%,脱甲烷塔的热负荷降低27.3%,且能够将20%左右的甲烷低压储存用于供气调峰,经济效益明显;如将获得的C2+轻烃替代石脑油用于裂解制乙烯,可以降低乙烯装置的投资、生产能耗及成本.

纯低温余热发电系统热工参数的设计优化

通过建立低温余热发电系统的热力学模型,定量分析和对比了不同热工参数对低温余热发电系统设计性能的影响。研究表明:进口烟气温度、蒸汽压力以及节点温差是影响纯低温余热发电系统设计性能的主要热工参数,其它热工参数对系统性能的影响很小;提高进口烟气温度、降低蒸汽压力或减小节点温差,均可显著降低设计出口烟气温度,从而增大蒸发量,提高热效率;但是当系统对最低排烟温度有要求时,蒸汽压力和节点温差存在下限值。

稀油井区螺杆泵采油工艺技术研究

通过对螺杆泵结构及原理的研究,结合油井生产条件,选择适合螺杆泵采油工艺的油井,利用专业优化软件进行螺杆泵采油工艺设计。根据油井流入动态分析和实际生产情况,确定油井的实际供排关系,以选择螺杆泵的排量范围和型号,进行抽油杆、驱动装置和井下举升系统的配套优化设计,经过现场实测螺杆泵采油工艺与抽油机采油工艺的能耗数据对比,油井供排关系和举升系统都能正常运行。阐述了螺杆泵采油技术节能降耗效果,为深井中质油开发提供了一种可行途径,对油田开发生产有着重要的现实意义。

转盘式能量回收装置中滑阀的间隙液膜力学特性及结构优化

转盘式能量回收装置(RERD)采用转盘旋转与滑阀协调响应的工作模式实现反渗透海水淡化中浓盐水压力能的连续回收.其中滑阀控制流体流动的方向和流量,它主要的性能要求是切换过程的可靠性.但滑阀中阀杆在偏心和倾斜时与阀套形成的配合间隙不均匀变化会产生不平衡液压力,进而产生液压卡紧并影响滑阀切换的响应性能.针对这一问题,构建了阀杆与阀套的间隙液膜仿真模型,采用CFD方法模拟探究了间隙液膜的力学特性,并引入均压槽和通腔浅槽改善液压卡紧现象.结果表明:阀杆偏心时,间隙液膜形成的每个压力差区段的最大压力差位于高压液体侧,其形成的液压力使阀杆有自动对中的倾向;阀杆倾斜时,间隙液膜中压力差区段的最大压力差在各区段的中间位置,其液压力产生的倾覆力矩会加剧阀杆的倾斜.滑阀间隙液膜的液压力和倾覆力矩随高压流体压力、偏斜率的增大而增大.在阀杆上引入均压槽和通腔浅槽能减小间隙不均匀引起的压力差和液压力的范围,在操作压力6.0 MPa、配合间隙0.015 mm和倾斜率1/3的条件下,滑阀所受液压力和倾覆力矩分别较原结构降低73.4%和70.8%以上.上述结果对装置中滑阀结构优化和提高滑阀响应可靠性具有指导作用.

夹点技术及其在蒸馏装置换热网络中的应用

换热网络的优化设计一直是化工系统工程最活跃的研究领域。本文阐述了夹点技术工程设计的基本原理、工程要求与热力学分析方法，并对某炼油厂蒸馏车间换热网络进行优化设计，对该优化设计的理论经济评价结果表明换热网络的热回收率得到显著提高，达到较好的节能效果。

液压挖掘机回转能量回收系统研究

为提高液压挖掘机的能量利用率,提出一种以液压蓄能器为储能元件的回转能量回收系统;对回收系统的主要元件进行数学建模,并在此基础上搭建回收系统仿真模型;对回收能量的再利用方案合理性、蓄能器参数对系统能量回收与再利用的影响以及增加能量回收系统后整机的操控性进行仿真评价。仿真结果表明:该能量回收系统在单回转工况下能够实现整机41.99%的能量回收与再利用,且能保证整机的良好操控性能。最后,通过实验验证能量回收与再利用方案的可行性以及仿真模型的正确性。

换热网络优化的进展

在工艺设计过程中,换热的目的不仅是为了达到物流温度以满足工艺要求,而且也是为了回收过程余热,以减少公用工程消耗。在换热网络设计的过程中,往往会遇到能量回收"瓶颈"问题,限制了能量的进一步回收,因此,必须对换热网络进行优化。文章在大量文献基础上,对夹点设计法、数学规划法、人工智能法以及换热网络控制与工艺一体化设计法进行了详细分析和阐述,着重介绍了夹点设计法的设计过程,并得出多种优化方法的集成设计将成为今后换热网络优化设计的发展方向的结论。

基于最优夹点温差的换热网络优化设计

介绍了夹点技术基本原理及其在换热网络优化设计中的原则。利用ASPEN Pinch软件设计了一个有三股热股流、两股冷股流的换热网络,求得最优夹点温差是23.7℃,设计时取值23℃。夹点温差分别取10、23、30℃进行换热网络初步优化设计,在相同换热器情况下,三者的总费用分别是44279、41931、42156美元/a。这证明采用最优夹点温差的换热网络经济性最好。

基于RBF神经网络和NSGA-Ⅱ算法的海水淡化高压泵多工况优化设计

为提高透平式能量回收一体机的水力性能,采用RBF神经网络、NSGA-Ⅱ遗传算法和数值模拟集成的设计方法,对高压泵进行多工况优化设计.以高压泵三工况点的加权平均效率为优化目标,设计工况点下的扬程为约束条件,结合Plackett-Burman筛选试验,将进口安放角、出口安放角、叶片出口宽度及叶片包角作为优化变量,采用最优拉丁超立方设计试验空间,基于Isight多学科优化平台,通过编写批处理命令集成CFturbo,ICEM,CFX,搭建智能水力优化平台,实现高压泵的CFD自动预报.基于数值模拟结果,利用RBF神经网络建立目标函数与几何参数之间的非线性关系,并运用NSGA-Ⅱ算法对该模型寻优.研究结果表明:RBF神经网络模型能够准确预测高压泵效率以及扬程与设计变量之间的关系;优化后高压泵与初始方案相比,3个工况点加权平均效率提高了3.38%,在0.8 Q_(d),1.0 Q_(d)和1.2 Q_(d)工况下效率分别提高了2.21%,3.59%和4.23%;优化后叶轮在设计工况点附近轴功率略有减小;对比优化前后叶轮的流场分布,优化后的叶轮进口低速区减小,内部速度梯度分布更加均匀,流场得到明显改善,能量耗散减小.研究结果可为高压泵多工况水力优化设计提供一定理论依据.

降低功耗的高频磁刺激仪电路参数优化设计及仿真

针对重复经颅磁刺激仪功率消耗高的问题,我们通过建立电路模型,利用MATLAB平台进行仿真计算,研究了一种对放电的剩余能量进行有效回收的方法,并对磁刺激仪充放电及电能回收电路进行了设计,同时利用MCU实现了对电路充放电的智能控制。通过NI的Multisim平台对电能回收电路进行了仿真验证。仿真结果表明,本研究设计的电能回收电路,能使放电能量的回收率达到21%,从而降低了重复经颅磁刺激系统的功耗,提高了电能的利用效率。

基于自组织Petri Net的间歇过程换热网络优化设计

根据热级联分析法的基本思想,在优化设计连续过程换热网络的自组织PetriNet模型中,引入时间库所表示间歇过程时间,使其适合于优化设计间歇过程换热网络,拓展了PetriNet对时间的表示形式,有利于对系统可达性进行研究。另外,根据垂直匹配原则,对换热网络夹点匹配的分流问题进行了研究,建立了综合考虑夹点规则的数学公式,有利于快速准确地进行夹点处流股的分流匹配。通过实例计算说明了提出方法的可行性和有效性。

常减压装置换热网络的优化设计

在夹点技术的基础上,结合工艺流程模拟软件(HYSYS)和换热网络计算软件(HEX-TRAN)对原有常减压装置换热网络进行优化,并得出了近于最优的换热网络。优化后的换热网络经实际生产运行取得了良好的效果和可观的经济效益。

基于回归正交试验设计的RSV乙烷回收工艺能耗优化

为提高天然气的附加经济价值,降低乙烷回收工艺的能耗,实现经济效益的提升,以某气田区块为例,利用Hysys软件对部分干气再循环工艺(RSV)进行建模,在敏感性分析的基础上,通过二次回归正交试验设计建立精度高、统计性好的回归方程,实现乙烷收率和工艺总能耗的多目标优化调整。结果表明,最佳工艺参数为干气回流比8.047%,膨胀机出口压力2.235MPa,气相分流比15.464%;与优化前相比,工艺总能耗降低幅度10.06%,节能效果显著,乙烷产量增幅6.54%,天然气产品的附加值进一步提升。研究结果可为RSV工艺的参数控制和能耗优化提供实际参考。

容积式能量回收系统优化设计研究

能量回收一直是科学领域研究的重点课题之一。在当前能源消费不断增加、存量能源面临"枯竭"的背景下,如何实现能量回收、提升能量利用效率就显得尤为重要。基于现有研究成果,重点探讨、分析容积式能量回收系统的功能、应用以及优化问题,旨在达到扩大容积式能量回收系统的应用范围、提升容积式能量回收系统的能量"回收"效率。

天然气马蹄焰水玻璃窑的节能优化设计及应用

介绍了蓄热燃烧和烟气余热回收技术在天然气马蹄焰水玻璃窑中的应用,通过实际项目的建设及运行分析,总结了天然气马蹄焰窑的一些设计经验和运行数据。

煤矿空压机余热综合利用系统优化设计研究

合理回收利用空压机余热是煤矿节能减排的有效方式,发展空压机余热回收利用技术对煤矿节能减排具有重大意义。建立空压机工作过程能量转化—传递模型并提议1种安全、高效、经济的余热回收方式,以此为基础综合考虑煤矿整体用热需求,提出了1种空压机余热综合利用系统,可用于解决洗浴水制取、建筑采暖、吊篮衣物烘干等多个用热需求。随后,利用基于模型的数学规划方法,构建了系统优化配置和运行模型,可实现对系统主要设备种类、容量、台数及运行规律的同步优化。最后,选取山西省晋城市某煤矿为案例开展应用研究,结果验证了计算模型和方法的可行性和有效性,同时表明与传统燃煤锅炉技术相比,空压机余热综合利用系统在经济、节能、减排等方面具有显著的优势,适合在煤矿推广应用。

空调冷源系统及其热回收系统的优化设计探讨

本文结合实际工程特点,对空调冷源系统进行了优化设计,同时对冷水机组热回收系统进行了优化设计及探讨。该工程的冷源具有大小主机搭配、可与风冷热泵机组互为备用的特点,较为经济节能。水泵与主机一对一连接,控制简单可靠。空调水系统设计为分区两管制系统,更加符合实际运行需求。冷水机组热回收系统采取热水罐串级连接,依靠热水罐的水温分层作用有效地实现了热水的梯级利用及顺序利用,同时综合考虑了热水管网的回水加热循环,充分地利用了冷水机组的冷凝热,更加节能,而且优化后的热水系统供水温度稳定,安全可靠。