火电厂源侧综合能源系统集成及性能评估研究

本文建立了以火电厂为核心,消纳可再生能源并提供冷热电汽综合能源服务的一套能源系统,通过对整体系统及关键子系统热力性能分析,验证了提出模型和方法的有效性。并研究了一些关键运行参数对系统综合性能的影响,验证了提出模型和方法的有效性和优越性。结果表明:通过改变火电厂的源侧参数,可以提高综合能源系统荷侧的输出量;且生物质转化气对汽轮机发电功率的影响最大。热泵系统的负荷随着进入系统中的给水流量的增大而增大,利用汽轮机中的部分抽汽来驱动热泵系统,虽然发电功率下降了10.88%,但是却为用户提供了16.8MW的热负荷和16.2MW的冷负荷以及27.78t/h的蒸汽量。

热泵引射对烟草烘丝机系统的影响规律研究

通过在烟草烘丝机蒸汽系统中并入热泵引射系统,并以热泵引射系统为基础负荷,原有系统作为调节负荷,对比并入前后各参数的变化规律。结果表明,并入热泵引射系统后,烘丝系统获得了整体性优化。烘丝机滚筒壁温有一定提升,温度均匀性也有改善,筒体内疏水不畅的问题彻底解决,烟丝出口含水率的均匀性得到提高,根据运行疏水压力可知蒸汽引射在该系统上的理论节能率可达0.3%~3.35%,但实际节能效果还需运行参数的匹配调节才能实现。

太阳能PV/T+相变能与直蒸式水源热泵供热(冷)系统特性分析

为解决河北农村建筑清洁供暖问题和太阳能利用具有不稳定性问题,设计了太阳能PV/T+相变能与直蒸式水源热泵供热(冷)系统进行实验研究。实验结果表明,冬季典型日系统发电量为4.453kWh,制热系数COP平均值3.41;夏季典型日系统发电量为5.945kWh,制冷系数EER平均值3.2;将发电量用于系统运行,制热系数COP为4.22,制冷系数EER为4.19,分别提高了23.75%和30.12%;夏季单纯PV/T太阳能电池发电量5.537kWh,本系统的发电量提高了7.37%。该系统经济效益高,运行稳定,是一种实现河北农村清洁供暖有效途径。

大马士革玫瑰不同工艺提取物的品质研究

用不同的提取工艺制备了大马士革玫瑰提取物,分析了不同提取物的DPPH清除率、酪氨酸酶抑制率、制备精油得率及精油品质。采用水上蒸馏提取工艺制备了精品纯露;蒸馏精品纯露得到馥郁纯露;热泵烘干提取工艺制备了花苞水。检测不同工艺提取物的DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率。将不同玫瑰提取物通过蒸馏的方式制备收集玫瑰精油,通过GC检测了不同提取物的精油含量和品质。结果表明,花苞水对DPPH清除率(49%)、酪氨酸酶抑制率(69%)和精油得率(0.09‰)最高;精品纯露分别为42%、64%、0.07‰,馥郁纯露分别为41%、52%和0.052‰。综上,热泵烘干技术工艺制得的大马士革玫瑰提取物功效最佳。

焦化企业循环氨水余热利用的工程实践

针对迁安中化采用蒸汽作为采暖热源存在的暖气组温度高、风险大,蒸汽浪费等问题,进行了循环氨水余热利用项目改造,通过设计循环氨水采暖换热器,采用采暖水闭式循环,增加自动监测及补水系统等措施,用循环氨水替代原有蒸汽供部分区域采暖,提高了采暖的安全性,实现了节能减排,每年节约蒸汽费用129.6万元。

溴化锂机组产汽量下降原因分析及整改措施

某工厂升温型吸收式溴化锂热泵利用脱烷烃塔顶循环烷烃的冷回流作为热源,生产0.35 MPa的蒸汽。2022年6月初,溴化锂机组出现多种运行异常情况,产汽量逐渐下降。介绍了溴化锂机组工艺流程及工作原理,分析了机组出现异常情况及引起产汽量下降的原因,并根据产汽量下降的原因对机组进行检修,检修后机组产汽量恢复正常。

发展工业蒸汽热泵 打造新质生产力

在推进“双碳”战略背景下,终端用能电气化是大势所趋。高温蒸汽在工业领域需求量大,如何利用电能以高效节能的方式获取高温工业蒸汽仍是难点热点问题。本文阐述了高温工业蒸汽热泵行业发展的重要意义及国内有关进展,指出高温工业蒸汽热泵将成为未来解决工业生产用热需求的重要新型技术路线,而且能够带动相关产业技术变革,催生新质生产力。建议强化高温工业蒸汽热泵产业的战略定位、加大科技投入、推动典型示范、加强政策支持,推动产业加快发展。

凝汽器抽真空装置的节能改造技术

文章在阐述水环真空泵和罗茨泵工作原理、结构特点的基础上,将罗茨泵与真空泵组合在一起形成一种新的节能装置:罗茨真空节能机组,探讨其最佳匹配关系,从而达到节能改造的目的。

工业高温热泵发展现状与展望

当前中国能源结构仍以煤炭为主,替代难度大,非化石能源发展面临多重制约,产业的高耗能、高排放、低能效问题并存,绿色低碳技术亟需加强。工业过程供热占据能源消耗的50%,因此实现工业过程供热的低碳化是实现碳中和的重要部分。为达到工业过程供热所需的体量和温度,高温/蒸汽热泵需要深入研究和广泛推广。本文从国内外工业热泵技术现状,分析目前工业热泵通常采用的系统循环型式、制冷剂压缩技术、水蒸气压缩技术;结合第四代低全球变暖潜值制冷剂发展现状,给出环保工业热泵的适用制冷剂;提出工业热泵技术发展展望,最后结合双碳目标的实现和工业锅炉替代市场分析,展开了工业热泵应用场景的拓展分析。

计及含蒸汽热泵工业园区能量品位转换的综合能源优化调度

沿海工业园区具有大量蒸汽需求,且存在能源利用率低及风电浪费严重的问题。为此,以位于中国江苏省靠近海上风电并网点的某沿海工业园区为研究对象,提出一种考虑高温蒸汽热泵能量品位转换的综合能源系统优化调度方法。首先,构建高温蒸汽热泵能量品位转换模型,以实现电热耦合及能源梯级利用;然后,提出含高温蒸汽热泵的风电消纳策略,以促进系统风电消纳;最后,考虑风电出力预测误差,建立以总运行成本最小为目标函数的综合能源系统随机优化调度模型。仿真结果表明,所提调度方法有效促进了海上风电消纳,可在解耦冷热电联产(CCHP)机组“以热定电”运行约束的同时满足工业园区的蒸汽负荷需求。同时,提升了能源利用效率,具有良好的社会经济效益,可有效保障系统运行的可靠性。

中间补气高温热泵蒸汽系统热力学分析

为有效回收利用工业过程中产生的中低温余热,以中间补气高温热泵蒸汽系统为对象,建立热力学模型,选出了R123、R245fa与R1234ze(Z)三种典型高温热泵工质作为研究工质,考查了蒸发温度、冷凝温度、补气率与等熵效率等参数对系统性能的影响。研究结果表明,在采用不同循环工质的高温热泵蒸汽系统中,中间补气可以提高系统的COP,并降低压缩机的排气温度。对于目前主流的高温热泵工质R245fa,在蒸发温度为55℃、冷凝温度为125℃、补气率为0.5时,系统COP为3.4,较无补气时提升19.3%,排气温度降低1.2℃。

芳烃联合装置蒸汽热泵回收低温热方案对比

综述了芳烃联合装置低温热利用技术,包括直接利用即与装置内工艺物料换热,以及采用热载体换热后外送、发电、热泵回收等间接利用的方案。结合甲、乙两个芳烃联合装置各自的背景特点,采用发生低品位蒸汽以回收蒸馏塔顶冷凝热,并使用蒸汽热泵将低品位蒸汽压缩至目标压力的方案,匹配了装置内、外的蒸汽需求,使得装置低温热得到高效回收。甲、乙装置的能耗分别降低了108.0,89.6 kgEo/t对二甲苯。该方案由于使用蒸汽作为主要工质和产物,对各石化企业芳烃联合装置均具有较好的适用性。

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。

高温热泵蒸汽系统的动态响应及扰动优化

为提升以R1233zd(E)为工质的高温热泵蒸汽系统在非设计工况下系统运行的稳定性,基于Modelica语言建立了系统的仿真模型,考察了是否带有回热器及热源温度、质量流量、工质质量流量这些内外扰动对系统性能的影响。结果表明,在添加回热器后系统的性能系数提升了16.1%,沿着工质的流动方向,越远离波动源工质性能参数越趋于稳定,且状态参数的灵敏性排序为:工质质量流量扰动>热源温度扰动>热源质量流量扰动。另外,为提高系统抗干扰性,通过PI控制器对节流阀开度进行调节,优化后内外部扰动下所有性能参数的稳定性都得以提升,尤其是工质质量流量扰动下从无法稳定输出蒸汽到以较稳定方式输出140℃蒸汽,且三扰动因素下其产汽量分别提升了20.8%、3.0%和1.9%。

基于余热回收的高温蒸汽热泵系统能效分析

对基于余热回收的高温蒸汽热泵系统在不同产汽量、不同低温热源温度的工况下进行热力计算、性能系数比较,并且进行系统经济性分析。计算结果表明:通过加装回热器和改变级间温度可以优化系统使其达到更高的性能系数。增加回热器后,在产汽量为1 t/h时,性能系数提高2.0%,在产汽量为5 t/h时,性能系数提高1.8%。采用两级复叠式设计的高温蒸汽热泵系统在级间温度变化时,其性能系数也随之变化,级间温度为64℃时,系统性能系数最高。与其他类型的蒸汽发生器相比,高温蒸汽热泵系统能源成本更低,但其目前造价较高,随着成本的降低,高温蒸汽热泵系统将具备广阔的应用前景。

闭式热泵技术辅助汽提精馏脱氨工艺优化与分析

汽提精馏脱氨工艺因具有效率高、稳定且处理后废水氨含量低等优点,是国家工信部推荐的高质量浓度氨氮废水处理技术。采用闭式热泵技术安全、稳定的回收利用塔顶含氨蒸汽热量,可有效降低过程的蒸汽消耗,解决常规汽提精馏脱氨工艺能耗高的缺点。文中依据已在锂离子电池三元前驱体生产中工业化实施的闭式热泵辅助汽提精馏脱氨工艺,模拟比较常规汽提精馏脱氨工艺和闭式热泵辅助工艺,并以年度总费用C_(TA)为目标函数进行了工艺优化。结果表明:闭式热泵辅助工艺相较于常规汽提精馏脱氨工艺,虽然设备投资成本明显增加,但年度运行成本却减少41.90%,因而,5 a回收期的C_(TA)可减少18.08%,二氧化碳排放量可减少42.16%,具有显著的经济和社会效益。

高温蒸汽热泵的多目标参数设计优化

为了进一步节能减排,并根据用户负荷需求,设计出合适的高温蒸汽热泵系统,提出了一种基于多目标优化的高温蒸汽热泵设计优化方法。首先根据选取的高温蒸汽热泵结构,说明系统各子系统的选型并研究高温蒸汽热泵的系统机理,建立系统的静态模型,提出了高温整齐热泵的㶲效率计算方法;然后确定了系统结构参数优化问题的优化参数,以㶲效率和总成本作为优化目标,基于多目标人工蜂群算法(multi-objective artificial bee colony algorithm, MOABC),建立高温蒸汽热泵的多目标优化模型;最后对不同工况下的系统㶲损失以及循环性能系数(coefficient of performance, COP)分别进行了MOABC的优化。结果表明,使用㶲效率作为能效指标可以提升高温蒸汽热泵系统的能源品质;而使用COP作为能效指标则降低了系统的能耗。

电厂热网循环水汽动泵改造经济性分析

为降低能源消耗,可采用工业汽轮机作为原动机拖动高耗能机械设备。分析热电厂现有热力系统,进行驱动汽轮机选型、参数确定,以中温中压蒸汽为动力源,拖动热网循环水泵,并将乏汽用于热网低压加热器。该热网改造方案,能够减少热网循环水泵耗电量,实现电厂能源梯级利用,节能效果显著。

三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统的计算

为研究和设计三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统,建立了数学模型,利用MATLAB软件的fsolve函数进行了求解,并以蒸发装置年费用为目标,对热泵蒸发系统进行了初步经济核算。算例表明,该方法简单方便,收敛性好,在满足蒸发器正常运行条件下,一效加热蒸汽温度T1越小,传热温差T1-T2越小,年费用越小。