Economic feasibility and efficiency enhancement approaches for in situ upgrading of low-maturity organic-rich shale from an energy consumption ratio perspective

The technical feasibility of in situ upgrading technology to develop the enormous oil and gas resource potential in low-maturity shale is widely acknowledged.However,because of the large quantities of energy required to heat shale,its economic feasibility is still a matter of debate and has yet to be convincingly demonstrated quantitatively.Based on the energy conservation law,the energy acquisition of oil and gas generation and the energy consumption of organic matter cracking,shale heat-absorption,and surrounding rock heat dissipation during in situ heating were evaluated in this study.The energy consumption ratios for different conditions were determined,and the factors that influence them were analyzed.The results show that the energy consumption ratio increases rapidly with increasing total organic carbon(TOC)content.For oil-prone shales,the TOC content corresponding to an energy consumption ratio of 3 is approximately 4.2%.This indicates that shale with a high TOC content can be expected to reduce the project cost through large-scale operation,making the energy consumption ratio after consideration of the project cost greater than 1.In situ heating and upgrading technology can achieve economic benefits.The main methods for improving the economic feasibility by analyzing factors that influence the energy consumption ratio include the following:(1)exploring technologies that efficiently heat shale but reduce the heat dissipation of surrounding rocks,(2)exploring technologies for efficient transformation of organic matter into oil and gas,i.e.,exploring technologies with catalytic effects,or the capability to reduce in situ heating time,and(3)establishing a horizontal well deployment technology that comprehensively considers the energy consumption ratio,time cost,and engineering cost.

Reducing energy consumption optimization selection of path transmission routing algorithm in opportunistic networks

Opportunistic networks are random networks and do not communicate with each other among respective communication areas.This situation leads to great difficulty in message transfer.This paper proposes a reducing energy consumption optimal selection of path transmission(OSPT) routing algorithm in opportunistic networks.This algorithm designs a dynamic random network topology,creates a dynamic link,and realizes an optimized selected path.This algorithm solves a problem that nodes are unable to deliver messages for a long time in opportunistic networks.According to the simulation experiment,OSPT improves deliver ratio,and reduces energy consumption,cache time and transmission delay compared with the Epidemic Algorithm and Spray and Wait Algorithm in opportunistic networks.

MIMO Spectral Efficiency over Energy Consumption Requirements: Application to WSNs

This paper presents the evaluation of the “capacity to the total energy consumption per bit ratio” of multiple antennas systems with distributed fashion. We propose an adequate geometric channel modeling for the wireless communication system which operates in indoor propagation environment with scatterers. The channel model is derived in function of both the line of sight (LOS) and the non line of sight (NLOS) components. The aim of this paper is to study the limits in the gain concerning the capacity to the total energy consumption ratio when additional antennas are implemented in the communication system. To do so, we have evaluated by simulations both the capacity and the total energy consumption per bit. Then, we have determined the capacity to the total energy consumption ratio. Finally, the computational capacity to the total energy ratio is obtained for different system configurations. We have shown that the gain in capacity increases with the number of antennas but it stills be limited by the total energy consumption. The limits for increasing the number of transmit antennas are determined in function of the separation distances between the transmitter and the receiver sides of the communication system. Optimal power allocation strategy via water-filling algorithm has been carried out for evaluating the capacity to energy ratio. We find by simulation that optimal power allocation brings a gain in the addressed metric reaching a level of about 1.7 at transmit signal to noise ratio of 8 dB if comparing to the case when transmit energy is equally split among transmit antennas.

Elasticity Ratio of Resource Consumption and the Resource Consumption

Today the resources are becoming scarcer, which should not be regarded as unexhausted any more. Correspondingly, the production would be constrained by the scarcity of resources clearly. Then the economic researchers would pay much more attention to reducing the consumption of natural resources in the future. Therefore this paper brings foreword the conception of elasticity ratio of resource consumption based on the concept of elasticity and analyzes the relationship between the parameters. For the certain relationships between the elasticity ratio of resource consumption and resource consumption, this paper will try to reveal, to keep economy growing while resource consumption reducing, what conditions should be met as to the relationships among resource productivity, its growth rate, energy saving efficiency, economic growth rate and elasticity ratio of resource consumption. This paper proves the relationship between the China＇s energy consumption and economy growth using statistic data from 1978 to 2003.

某酒店制冷机房运行策略优化

对华东地区某酒店制冷机房运行策略进行了优化,利用能耗模拟软件对多种运行方案进行了仿真分析。结果表明:原方案仅对冷水泵采用变频控制,制冷机房能效比为4.62;优化方案1采取传统变频方式,对冷水泵、冷却水泵、冷却塔风机采用变频控制,制冷机房能效比达到5.32,与原方案相比提升了15.1%;优化方案2通过对冷水机组、冷水泵、冷却水泵、冷却塔风机进行优化控制,制冷机房能效比为5.48,与原方案相比能效比提升了18.6%,且每年可减少约79 t碳排放量,节能效果显著。

三轴分级循环加卸载下爆破损伤顶板砂岩能量耗散试验研究

为探究不同围压环境爆破荷载损伤砂岩在循环加卸载作用下能量耗散演化规律,利用三轴试验加载装置系统对三种不同损伤度的砂岩试件开展不同围压下的分级循环加卸载试验,并结合电子数码显微镜获取不同损伤度试件细观结构,分析爆破荷载损伤、围压及加载级数对试件能量耗散及破裂破碎形态的影响规律。结果表明:(1)爆破荷载作用会对岩体造成损伤,单轴压缩荷载下振动损伤、爆破损伤试件峰值强度降幅分别为5.53%、18.87%,单轴分级循环加卸载作用对未损伤、振动损伤试件产生劣化,对爆破损伤试件产生强化作用;(2)爆源近端岩体损伤程度较高,在外荷载作用下率先发生破坏,围压的存在显著降低试件的破裂破碎程度,试件呈剪切、拉伸及压碎破坏多种模式共存;(3)循环加卸载过程中第1次循环加载试件所获取总能量及塑性变形能最大,循环次数的增加使试件塑性变形能及耗散能整体均呈现减小趋势,围压及循环加载级数的增大使试件在循环加载过程中各能量均随之增加;(4)分级循环加卸载过程中Ⅱ级循环加卸载试件耗能比要低于Ⅰ级与Ⅲ级,爆破损伤、振动损伤及未损伤试件在Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级循环加卸载过程中耗能比均值分别为15.73%、12.47%、13.95%,13.49%、12.44%、13.46%,12.07%、8.69%、11.56%,爆破荷载损伤改变岩体内部结构使得试件在循环加卸载作用下耗能占比更加显著。

强度比对类复合岩样冲击破碎特征的影响

为了保证复合地层中施工效率及工程安全,揭示动荷载作用下复合岩层的力学特征,通过分离式霍普金森压杆对三种不同强度比的类复合岩样进行动态巴西劈裂试验,基于破碎分形理论,探究强度比、应变率、入射角对类复合岩样的破碎程度及能耗特性的影响。试验结果表明:层理面倾角对类复合岩样破碎形态有较大影响,当应变率为146.36 s^(-1)时,沿层理面加载试样易发生劈裂拉伸破坏,且强度比越低试样破坏所需吸收的能量越少;当入射角为0°时,类复合岩样分形维数随着强度比的增大而增大,但当入射角为90°时强度比为1.5的复合岩样分形维数最大;类复合岩样吸收的能量主要用于裂纹扩展,单位体积内试样吸收的能量越大,试样越破碎,即类复合岩样分形维数与能耗密度呈正相关。

混合联肢部分外包组合剪力墙基于两阶段耗能的塑性设计方法研究

混合联肢部分外包组合剪力墙结构是一种典型的两阶段耗能结构体系。依据现行设计规范设计的混合联肢部分外包组合剪力墙结构对结构弹塑性阶段的整体性能缺乏考虑,在设防地震和罕遇地震作用下结构的屈服顺序难以控制。基于混合联肢部分外包组合剪力墙结构体系“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防性能目标,提出结构两阶段耗能的塑性设计方法。以目标位移和理想破坏模式作为预测结构弹塑性受力状态性能目标,针对不同地震水准下的性能目标,考虑耦连比对结构合理耗能机制的影响,将结构的能力曲线等效为三线型,改进了传统基于能量平衡的塑性设计方法,保证结构在设防地震及罕遇地震下实现理想屈服顺序,避免薄弱层产生。采用建议的设计方法设计了一个12层结构算例,并采用ABAQUS对算例进行推覆分析和弹塑性时程分析。结果表明,采用基于两阶段耗能的塑性设计方法预测的中震及大震下结构顶点位移角与数值分析结果误差分别为0.5%和12.1%,最大层间位移角满足结构弹塑性层间位移角的要求。算例结构能够实现“强节点弱构件、强墙肢弱连梁”合理的屈服顺序,保证结构预期的失效机制和不同地震水准作用下的性能目标,验证了基于两阶段耗能的塑性设计方法的有效性。

立管间接蒸发冷却器与机械制冷复合空气处理机组干湿工况运行模式能耗分析

在达到同样送风要求的前提下,为了研究立管间接蒸发冷却与机械制冷复合机组在数据中心运行时干湿两种模式的运行能耗,搭建了实验台,在室外干球温度为3-7℃范围内,对其不同干湿模式的运行能耗进行了测试并分析。实验结果表明,在达到同样送风要求的前提下,且干湿模式产生的制冷量相同的情况下,湿模式的能效比明显大于干模式的能效比,建议加大湿模式的运行时长。

吉林油田典型集输接转站场提质提效研究

吉林油田地面工程系统中接转站存在高能耗问题。通过分析接转站的主要工作流程,计算出每个流程中用能环节的能耗占比,找出接转站产生高能耗的主要原因为加热炉的能耗过高。对加热炉出口温度进行调整,降低加热炉能耗,最终达到接转站能耗降至最低的效果。优化计算结果表明,当海118接转站冬季、夏季外输流程加热炉出口温度分别为43.8℃和37.2℃,冬季、夏季掺输流程加热炉出口温度分别为51℃和44℃时,接转站全年能耗最低,可减少使用碳307 t/a;当新民6接转站冬季、夏季外输流程加热炉出口温度分别为44.4℃和44.2℃,冬季、夏季掺输流程加热炉出口温度分别为54.5℃和49.5℃时,接转站全年能耗最低,可减少使用碳375 t/a;当让47接转站冬季、夏季外输流程加热炉出口温度分别为47.9℃和46.6℃,冬季、夏季掺输流程加热炉出口温度分别为57℃和56℃时,接转站全年能耗最低,可减少使用碳333 t/a。

高能振动磨水泥粉磨特性研究

为探究高能振动磨制备水泥的粉磨特性,以比表面积1 850cm^(2)/g的水泥半成品为实验原料,研究了高能振动磨粉磨时间、料球比、研磨体尺寸及填充率等关键控制参数对水泥比表面积和粉磨电耗的影响。结果表明:高能振动磨具有较好的水泥粉磨能力,其粉磨效率随着粉磨时间的延长而逐渐降低,水泥比表面积与粉磨时间的对数存在良好的线性关系。在兼顾粉磨效率与生产能力的同时,高能振动磨料球比和研磨体填充率均存在适宜的关键参数区间,研磨体尺寸微型化可进一步提高其细磨能力。在料球比8%、钢球直径Φ6mm、填充率80%的实验条件下,高能振动磨粉磨效率最高,粉磨5min时水泥比表面积可达3 486cm^(2)/g,粉磨电耗为17.9kW·h/t。

螺杆组合对阻燃HIPS产品性能及能耗影响的研究

采用不同长径比的双螺杆挤出机制备HIPS阻燃料,对阻燃HIPS的阻燃性能进行了比较,通过测量挤出机的功率来计算其能耗并测试了试样的抗拉强度。结果表明,在一定的长径比范围内,大长径比耗能相对最低,能够节省大量能源,有利于工业化生产。

风煤比对超超临界机组变负荷瞬态特性的影响

为获得风煤比对燃煤机组变负荷瞬态调峰特性的影响规律,基于660 MW超超临界二次再热燃煤机组动态模型,研究了风煤比对主再热汽温、减温水喷水量及瞬态发电能耗的影响,提出了在不同变负荷速率下汽温控制效果和发电能效的风煤比优化控制方案。结果表明:变负荷瞬态过程中,采用较大的风煤比有利于提高主再热汽温控制效果,但瞬态过程的平均发电煤耗率高。当变负荷速率在1%/min以内时,优先采用较小的风煤比可使机组瞬态过程平均发电煤耗率下降1.2 g/(kW·h);当变负荷速率在2%~3%/min时,优先采用较高的风煤比,可保证主再热汽温偏差控制在10℃以内。

弹簧-坡面变摩擦阻尼器参数研究

本文是针对变摩擦阻尼器无系统研究方法及具体规范的支撑。通过理论推导得出单自由度体系在谐振激励下结构位移、耗能比计算公式并确定摩擦系数、坡面长度、坡度和碟簧刚度等为影响弹簧-坡面变摩擦阻尼器力学性能的重要参数,采用自编程序对弹簧-坡面变摩擦阻尼器进行参数分析,研究结果发现:(1)弹簧-坡面变摩擦阻尼器摩擦系数宜取0.5以上;(2)宜适当增加坡面长度且平面段长度宜小于结构屈服位移;(3)当弹簧-坡面变摩擦阻尼器耗能不足时,宜优先考虑增大坡度;(4)当增大坡度仍无法满足弹簧-坡面变摩擦阻尼器耗能需求时,可考虑增大碟簧刚度。研究结果为实际工程应用中弹簧-坡面变摩擦阻尼器参数确定提供参考。

区域电网风光最优配比及储能优化配置研究

合理优化风光储容量配比是省级电网实现大规模区域电网新能源高效利用的基础,为优化风光储容量配比以及进一步降低弃电率,首先,基于某区域电网相关评价指标,对某区域电网风光出力特性进行分析,并使用风光出力场景生成方法生成某区域电网目标年的风光出力场景。其次,提出了面向提高新能源消纳的风光配比优化方法,包括新能源消纳模型和风光规划装机配比优化模型。随后,提出了面向提高新能源消纳的储能优化配置方法。最后,通过风光配比优化方法对某区域电网目标年弃电情况进行评估,并计算得到了某区域电网目标年的风光规划装机最优配比,通过算例验证所提方法的有效性。

不同岩石下镶齿与光面滚刀切削性能对比研究

为研究镶齿滚刀与光面滚刀破碎不同类型岩石的切削性能,基于非线性动力学有限元软件,建立镶齿滚刀与光面滚刀直线切割岩石的动力学仿真模型,对3种常见TBM工程硬岩进行破岩仿真,探究不同岩石特性下滚刀类型与贯入度的最优组合。利用盘形滚刀线性切割试验台,开展光面滚刀破碎花岗岩试验,对仿真结果进行验证。研究结果表明:在凝灰岩、花岗岩和片麻岩地层下,镶齿滚刀与光面滚刀的比能耗都在贯入度为6 mm左右出现转折,有最低比能耗,在这3种地层下小于6 mm贯入度掘进时采用光面滚刀的效果更好;滚刀在不同地层下的破岩垂直力都可以用同一种函数进行拟合,对于同种滚刀,岩石强度越大,滚刀破岩垂直力随贯入度增长的速率越大,在同一种岩石强度下,镶齿滚刀破岩垂直力增长速率大于光面滚刀。

NLR、PLR、Lp-PLA2对维持性血液透析患者蛋白质能量消耗的联合诊断价值

目的探讨中性粒细胞与淋巴细胞比值(neutrophil/lymphocyte ratio,NLR)、血小板与淋巴细胞比值(platelet/lymphocyte ratio,PLR)、脂蛋白相关磷脂酶A2(lipoprotein phospholipase A2,Lp-PLA2)在维持性血液透析(maintenance hemodialysis,MHD)患者蛋白质能量消耗(protein energy wasting,PEW)的联合诊断价值。方法收集泰州市人民医院327例接受MHD治疗患者临床资料,根据国际肾脏营养和代谢学会(international society of renal nutrition and metabolism,ISRNM)诊断标准,将MHD患者分为PEW组和非PEW组。探索NLR、PLR、Lp-PLA2在MHD患者PEW诊断中的应用价值。结果327例患者中有101例患者发生PEW,发生率为31%。PEW组患者体质量指数(body mass index,BMI)、白蛋白、前白蛋白、总胆固醇、肌酐、尿酸水平均低于非PEW组患者(Z/t=-5.358、-8.147、-5.363、-2.297、-4.168、-2.326,P<0.001、<0.001、<0.001、0.022、<0.001、0.020),年龄、NLR、PLR、Lp-PLA2水平均高于非PEW组(Z/t=-2.753、-5.588、-4.672、-9.269,P=0.006、<0.001、<0.001、<0.001)。多因素二元Logistic逐步回归方程分析结果显示NLR(OR=1.094,95%CI:1.004~1.192,P=0.041)、PLR(OR=1.021,95%CI:1.009~1.033,P<0.001)、Lp-PLA2(OR=1.085,95%CI:1.056~1.114,P<0.001)水平是血液透析患者发生PEW的独立风险因子。NLR(95%CI:0.631~0.756,P<0.001)、PLR(95%CI:0.597~0.726,P<0.001)、Lp-PLA2(95%CI:0.735~0.841,P<0.001)、NLR联合PLR(95%CI:0.650~0.775,P<0.001)、NLR联合Lp-PLA2(95%CI:0.800~0.889,P<0.001)、PLR联合Lp-PLA2(95%CI:0.782~0.875,P<0.001)、NLR联合PLR及Lp-PLA2(95%CI:0.809~0.895,P<0.001)在ROC曲线下面积分别为0.693、0.662、0.788、0.713、0.844、0.829、0.852,NLR、PLR、Lp-PLA2均对MHD患者发生PEW具有一定的诊断价值,且当三者联合时ROC曲线下面积为0.852(95%CI:0.809~0.895,P<0.001),诊断效能最大。结论NLR、PLR、Lp-PLA2水平可作为MHD患者发生PEW的参考指标,加强对NLR、PLR、Lp-PLA2水平的联合监测可为PEW的诊断及治疗提供干预证据。

机械蒸汽再压缩耦合中空纤维真空膜蒸馏系统试验

为了解决工业废水处理过程中分离效率低、运行能耗高的问题,设计搭建了一套新型的机械蒸汽再压缩(MVR)耦合中空纤维真空膜蒸馏系统,考察了耦合系统的运行特性,并开展了不同进料条件及长时间运行下系统对氯化铵溶液蒸发的试验研究。结果表明,当进料液氯化铵质量分数、进料液温度、进料液流量和真空侧压力分别为5%、75℃、10 m^(3)/h和24 kPa时,产水速率和产水电导率基本稳定在45.9 kg/h和11.9μS/cm,分离效率为99.9%,单位加热能耗(SHEC)为118.5 kW·h/t。随着进料液氯化铵质量分数的增加,产水速率减小,SHEC增加;而随着进料液温度和进料液流量增加,产水速率增加,SHEC减小。经过240 h运行试验,膜污染并未明显影响产水水质,但降低了产水速率,经膜清洗后,产水速率可恢复至原来的96.1%,该系统能够高效分离氯化铵溶液,回收能源,应用前景非常广阔。

多变量预测控制(MPC)在甲醇合成氢碳比调节的应用分析

以中煤榆林205万t/a甲醇合成系统为研究对象,针对实际操作过程中氢碳比调整滞后导致合成塔温度波动及人工操作频繁等问题,引入多变量预测控制(MPC)系统,并结合实际操作中的控制难点和氢碳比影响因素,确定被控变量和操作变量,实现对甲醇合成装置的精细化控制。实践应用情况表明:MPC系统能够提升装置生产平稳性,提高装置的自动化水平,降低生产过程操作人员的劳动强度,提升装置效益。

闭式热泵精馏降低低温甲醇洗热再生系统能耗研究

某石化工程公司低温甲醇洗工艺热再生系统能耗过大,针对该问题进行了工艺改进。采用NRTL热力学模型,以年总费用和热力学效率为目标函数,提出了闭式热泵精馏模型。在不同压缩比的条件下,对其经济性和节能效果进行了分析。与常规精馏相比,采用闭式热泵精馏流程,在压缩比为1.8时,总能耗降低了62.71%;在投资回收期为5 a时,年总费用降低了15.64%;在投资回收期为8 a时,年总费用降低了32.79%;热力学效率从8.78%提高到20.96%,具有极佳的经济性和节能效果。该研究可为先进热泵精馏技术的开发设计提供指导。