基于掺氢燃气轮机的综合能源系统热经济学性能研究

为实现燃驱天然气场站的低碳高效运行,构建了一种新型综合能源系统架构,采用蒸汽循环回收燃气轮机的余热,电能用于驱动固体氧化物电解制氢技术产生氢气,进而将氢气通入燃气轮机中实现掺氢燃烧,同时利用压缩空气储能技术将可再生能源转化成稳定的电能输出。计算结果表明,系统在设计工况下的能量效率、(火用)效率和平准化单位能量成本分别为85.66%、41.37%和294.70元/(MW·h)。敏感性分析表明,燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环低压锅炉压力和抽汽系数、压缩空气储能技术释能功率对系统热力学性能影响显著,而燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环抽汽系数对系统经济学性能影响显著。多目标优化结果表明,系统的最优(火用)效率和平准化单位能量成本分别为42.31%和284.33元/(MW·h)。

小波分析辐射波动下光伏冷库压缩机结霜特性及诊断

针对光伏直驱蒸气压缩制冷(VCR)冷库系统的压缩机结霜故障,基于小波分析开展其诊断及特性的理论和试验研究,对比测试了市电、光伏直驱压缩机未结霜与结霜的声音振动信号特性。结果表明,市电与光伏直驱压缩机结霜相比,未结霜的制冷性能分别衰减了12.86%和5.35%,当市电驱动压缩机声压级信号的功率谱以1~5dB的降幅下降至-15dB以下,光伏直驱压缩机声压级信号的功率谱以10~15dB的降幅下降至-20dB以下时,意味着压缩机将要结霜。这时可以在市电驱动下将压缩机频率调至22Hz以上和光伏直驱下将压缩机频率调至28Hz以下来避免压缩机结霜。

面向燃驱压缩机组的故障知识本体建模及应用研究

针对当前燃驱压缩机组故障诊断效率低下、故障知识分散、共享和重复使用困难等问题,提出了一种基于本体和故障模式、影响及危害性分析(Failure Mode,Effects and Criticality Analysis,FMECA)的燃驱压缩机组故障诊断方法。首先,该方法以机组FMECA数据为知识源,通过本体建模从知识源中提取深层知识和浅层知识。然后,使用本体开发软件Protégé5.5将抽取得到的类、属性和实例构建故障知识库。在此基础上,通过JESS(Java Expert Shell System)规则进行故障诊断推理,维修人员可以快速找到机组故障原因,并选择合适的处理方法。最后,以某型燃驱压缩机组为对象验证该故障诊断方法的有效性,结果表明,该方法提高了故障诊断的能力和故障知识的利用率,能够为诊断决策提供良好的知识支持。

加氢站压缩机发展现状与展望

氢作为一种清洁能源载体,在实现“双碳”战略目标中将发挥重要作用。氢气可以通过生物能、太阳能和风能等可再生能源产生,并利用燃料电池或氢发动机将其直接转化为电能,不产生任何污染。虽然氢能和燃料电池技术在多个领域取得突破,但作为氢能基础设施的加氢站,目前仍存在产业化不足、商业模式欠缺等问题,成为氢能在交通领域大规模应用的重要瓶颈之一。压缩机作为加氢站的核心动设备,其发展水平直接影响加氢站商业化进程。围绕加氢站应用,剖析了隔膜压缩机、液驱活塞压缩机、离子液体压缩机和往复活塞压缩机等典型加氢站压缩机的主要特点、发展现状,针对存在的主要问题与挑战,分析了加氢站压缩机技术发展趋势,给出了行业发展建议。

空气源燃气热泵系统多制热运行模式下余热回收特性

燃气热泵(GHP)是一种高效的天然气分布式能源系统,可通过回收发动机余热而显著改善空气源热泵在冬季低温制热量大幅度衰减的不足。本文在自行设计并搭建的使用R410A制冷剂开启式涡旋式压缩机的GHP实验平台上,针对额定制热和超低温制热两种环境温度T_(amb)(7℃和-15℃),研究了不同制热运行方式(mode-1~mode-4)对GHP系统制热性能参数的影响。结果表明,相比不进行余热回收的制热模式(mode-1),进行余热回收的制热模式(mode-2~mode-4)可明显提升系统的制热性能,mode-4是一种更优的制热运行模式。在mode-4下,当环境温度为7℃与-15℃时,一次能源利用率分别为1.552和0.983,回收的余热量占总余热量的百分比(R_(rec,res))分别为64.15%和50.63%,回收的余热量占总制热量的百分比(R_(rec,h))分别为28.97%和36.58%,系统的余热回收效果优良。相比于额定制热下的R_(rec,res)与R_(rec,h),超低温制热下回收的余热量占发动机总余热中的比例相对较小,但占总制热量的比例相对较高。

船用柴驱水冷螺杆压缩机冷却系统设计与分析

海底礁石清除作业中,大多会采用柴油机驱动的螺杆压缩机为潜孔钻机提供压缩空气。而螺杆压缩机在运转过程中会产生大量的热量,须通过热交换器进行热量交换,以保证压缩机安全可靠运行。文章根据钻爆船船舱内部的舱位布置和螺杆压缩机自身的特点,提出了一种全新的柴油机驱动水冷冷却螺杆压缩机的冷却系统的设计方法,根据对流换热及热平衡的原理,分析了螺杆压缩机冷却系统中油冷却、中冷冷却器、水箱散热器的设计计算思路及冷却水泵的方案选型及结构设计,并进行了实际测试应用。应用后发现,压缩机进入船舱中运转性能良好,所提设计方法可以为行业内船用柴油机驱动的水冷螺杆压缩机的冷却系统设计提供较好的指导意义。

燃气驱动天然气压缩机厂房通风设计要点

压缩机增压提产是长庆油田天然气生产重要的地面工艺技术,燃气驱动天然气压缩机应用最为广泛。燃气驱动天然气压缩机在运行中产生热量大,而现行各类规范仅从安全角度提出通风要求,未对厂房内的排热做出明确的要求和指导。根据设备厂家提供的机组工况数据,对燃气驱动压缩机燃烧热量转化进行分析,发现燃烧热量主要转化为输出功、烟气热以及发动机散热。将天然气压缩近似看作绝热压缩过程,采用Lee-Kesler(李-凯斯勒方程式)法计算两级压缩前后天然气焓值变化,得到压缩过程散热量。综合发动机散热和天然气压缩散热,得到不同工况下散入压缩机厂房内的热量,并计算所需的排风量及补风量。通过比较发现压缩机空冷器风量太大,应将排风直接导出室外,不宜直接排放到室内;经过举例计算,压缩机的输出功率会全部转化为热量散失;空冷器排风导出室外的情况下,压缩机厂房散热所需全面通风量仍然比安全所需通风量要大得多,设计中应同时计算取较大者。

PLC和变频器在装配线气动控制系统的应用

介绍PLC和变频器在装配生产线气动控制系统中的应用。分析气动系统空压机运行过程中存在的问题,针对这一问题运用PLC和变频技术对此系统进行改进。介绍改造后系统的功能、控制方案、特点及其硬件与软件的设计。实际应用表明:改造后的控制系统气压稳定性好,具有很好的应用前景。

燃气机热泵供热性能规律的理论和实验研究

燃气机热泵（gas engine-driven heat pump）是一种节能环保的供热系统。为了研究燃气机热泵的能源利用效率,利用构建的燃气机热泵实验台,通过理论分析和实验测试研究了燃气机转速、冷凝器进水流量、冷凝器进水温度对系统性能[供热总量、制热性能系数（COP）以及一次能源利用率（PER）]的影响规律。结果表明：燃气机热泵系统供热量随着冷凝器进水流量、燃气机转速的增加而增加,随着冷凝器进水温度的提高而减少。COP和PER随着燃气机转速和进水温度的升高而减少,进水流量对系统性能系数的影响较小。回收的余热占燃气机热泵系统总供热量的40%左右,在考虑余热回收的情况下,燃气机热泵的一次能源利用率在1.15~1.47之间。

不同方法雾化吸入布地奈德及复方异丙托溴铵治疗儿童喘息性支气管炎疗效观察

目的:观察比较氧气驱动与空气压缩泵两种方法雾化吸入布地奈德混悬液及复方异丙托溴铵溶液治疗儿童喘息性支气管炎的疗效。方法:选择喘息性支气管炎患儿75例,将其随机分成3组,每组25例,三组均采用常规治疗方法,对照组未予雾化吸入,治疗A组采用空气压缩泵雾化吸入布地奈德混悬液及复方异丙托溴铵溶液,治疗B组采用氧气驱动雾化吸入相同药物。观察三组疗效、症状、体征变化情况。结果:治疗A、B两组总有效率分别为88.0%、96.0%均高于对照组(P<0.05)。气喘缓解时间治疗A、B两组均较对照组短(P<0.05),而治疗B组又相对短于治疗A组(P<0.05)。第一次雾化吸入后血氧饱和度(SaO2)与吸入前相比,治疗A组无明显变化(P>0.05),但治疗B组有明显上升(P<0.01)。结论:氧气驱动与空气压缩泵雾化吸入布地奈德混悬液及复方异丙托溴铵溶液均是治疗儿童喘息性支气管炎的有效方法,但氧气驱动雾化吸入治疗效果优于空气压缩泵雾化吸入。

老年AECOPD患者两种雾化吸入方式疗效比较

目的观察空气压缩雾化吸入和氧驱动雾化吸入方法对老年慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)患者血气分析、PEF和临床症状的影响,比较两种雾化吸入方式的疗效。方法将96例确诊为AECOPD的老年患者随机分为两组,每组48例,用相同种类、剂量的药物,分别采用空气压缩泵雾化吸入(A组)与氧驱动雾化吸入(B组)治疗,治疗前后均进行动脉血气分析和最大呼气流速(PEF)检测,同时用CAT量表记录患者的临床症状。结果两组雾化治疗后,临床症状CAT评分均较前降低,其中B组下降更加明显;PEF均较前提高,两组间无显著差异;血气分析PH值、PO_2、SaO_2均较治疗前升高,PCO_2降低。两组间PH值、PCO_2改变差异无统计学意义(P>0.05);治疗后B组PO_2及SaO_2升高较A组明显(P<0.05)。结论老年AECOPD患者两种雾化吸入均可使用,但氧驱动雾化在改善患者症状和缺氧方面优于空气压缩雾化,可在临床推广应用。

天然气加气站压缩机组效率的计算方法

电驱往复式压缩机组是天然气加气站的主要耗能设备,也是加气站开展节能降耗工作的重点所在。加气站压缩机组效率是合理表征、科学评价加气站能效水平的关键指标之一,但天然气处理和输送系统中通用的压缩机组效率测试和计算方法仅适用于压缩机出口压力恒定的工况,并不适用于加气站压缩机出口压力和温度实时变化的工况。为此,根据热力学理论,采用焓差法计算压缩机组输出的有效总能量,用输出的有效总能量与机组耗电量之比计算加气站压缩机组的平均效率,并采用该方法对加气站压缩机组进行现场测试与计算。研究结果表明:①加气站压缩机组效率理论计算方法虽然较为精确,但可操作性较差,现场测试时几乎无法操作;②该加气站压缩机组平均效率的计算方法具有所需测试参数少、计算过程简单、可操作性强等优点,更加适用于现场测试和工程应用。结论认为,相关监测部门可依据该计算方法来测试、计算、评价加气站压缩机组的能效水平,为加气站制订效率提高方案提供理论基础和技术支持,从而加快推进加气站的节能降耗工作。

基于单片机的涡卷式空压机电控系统设计

涡卷式空气压缩机是一种新型空气压缩机,具有噪声低、体积小、可靠性好等特点。本文提出了一种基于ATMEL89C52单片机的涡卷式空气压缩机电气控制系统的实现方案,详细说明了总体方案设计、硬件设计与软件设计,并给出了关键元器件的选型。实际结果表明:该系统具有可靠性好、控制精度高、操作简便、配置灵活、直观的故障指示及完善的自保护等特点,完全满足了涡卷式空气压缩机现场控制的要求,是涡卷式空气压缩机的理想配套产品。

低压低产气井增压开采技术

针对气井低压低产、油压接近外输压力、气井出现水淹停产、登娄库组气藏部分气井低压的问题,提出气井增压开采措施。优化浅层气藏增压开采工艺和深层气藏增压开采工艺;根据气田压力递减规律、储量动用情况及气井产量、压力、井况等,优选增压开采气井;浅层气藏优选了橇装式、燃气发动机驱动的小型压缩机;深层气藏选择往复式压缩机。分析发现增压开采效果好。

中缅油气管道工程电驱站冷却水方案比选

中缅管道分输压气站多为电驱站,压缩机运行时,电机和变频器会产生大量热,影响运行状态与设备寿命。因此选择技术经济合理的冷却水方案对分输压气站及整个管网的安全稳定运营至关重要。以中缅油气管道工程某电驱压气站压缩机电机与变频设备为例,论述现阶段存在的主要冷却方式;首次系统地结合工程实践,针对耗水量、耗电量及其他经济指标,介绍并分析工程设计中冷却方案的比选思路与过程;比较水冷、空冷、机冷方式在站场投资、节能环保、维护工作量、环境适应能力等方面所需费用及工作量。结果表明水冷方式在站场运营中具有较强可行性并通过已建工程得以验证,冷却方案的比选思路与过程可供后续站场与有关设计人员参考。

西气东输三线电驱站冷却水系统调试阶段问题与解决措施

以西气东输三线某站场电驱站冷却水系统调试为例,介绍了该冷却水系统在调试时出现的流量与扬程紊乱且不呈反比关系的问题,通过对提前打压、止回阀、循环水泵、过滤器、电磁流量计和冷却水系统水力过程进行分析,找出问题的原因,并提出了相关解决措施和建议。

燃气机热泵燃气机转速与蒸发器过热度联合控制试验

燃气机热泵是由燃气机、热泵系统和数据采集控制系统组成的复杂系统。系统运行过程中,燃气机转速与蒸发器过热度的有效控制是系统安全高效运行的前提。根据燃气机及热泵系统的特性,设计了燃气机转速与蒸发器过热度联合控制策略,其中燃气机转速采用PI控制,蒸发器过热度采用增益调度控制,并将该控制策略应用于燃气机热泵的控制,对燃气机转速与蒸发器过热度的联合控制进行了试验。当蒸发器过热度设定值改变时,过热度的超调量小于1℃,转速控制表现出较强的抗干扰性能;当燃气机转速设定值改变时,燃气机转速基本没有出现超调,过热度的波动范围小于0.5℃。试验结果表明,当燃气机转速设定值和蒸发器过热度设定值连续改变时,联合控制策略同样表现出良好的动态响应特性和抗干扰性能。本文结果可以为燃气热泵的自动控制系统设计提供技术支持。

连续式跨声速风洞中压缩机一体化设计

为满足连续式跨声速风洞对主回路驱动压缩机运行范围宽广、气动性能优良、转速控制精度高、密封严密、喘振预防安全可靠的特殊要求,开展0.6 m连续式风洞驱动压缩机针对性设计,并进行机械运转试验、气密性试验、转速控制精度测试试验、热力性能试验、喘振预防试验验证。根据一体化设计理念,对压缩机进气室、排气室分别与风洞第1拐角段和第2拐角段整体设计,使结构紧凑、流动均匀、压力损失降低;采用充气密封和设置放空腔等设计,有效防止了润滑油泄漏到风洞内流道以及风洞内部试验气体向洞体外泄漏和风洞外部的湿空气进入风洞内部;基于主从控制模式和矢量控制技术,成功实现了两台电机的双端同步拖动。试验结果表明:0.6 m连续式风洞驱动压缩机设计合理,气动性能优良,运行平稳,密封效果良好;压缩机转速控制精度优于0.03%,防喘振控制安全可靠。

汽轮机驱动组装式空分压缩机的研制

随着煤化工和石油化工行业的发展,国内空分压缩机的市场越来越大,每年约30亿~40亿元的市场份额。由于组装式压缩机具有高效率、低成本、占地小、易于系列化等优势,其机组在国内市场的竞争力大幅度提高。国内空分压缩机绝大多数为汽轮机驱动,而国内组装式压缩机受结构限制无法直接由汽轮机驱动(需增加惰轴或减速机),传统只能采用单轴式,因此需要开发一种全新的组装式空分压缩机,提高效率水平。可采取的措施包括研发全新的轴向布局,与汽轮机直连,取消惰轴及减速机;研发全新的蜗壳结构,降低中心距,减小成本;研发全新的齿轮箱结构等。

氧驱动雾化吸入与空气压缩泵雾化吸入治疗小儿哮喘的疗效对比观察

目的：对比观察小儿哮喘采用氧驱动雾化吸入及空气压缩泵雾化吸入治疗的疗效及安全性.方法：2014年1月-2015年12月期间,选择于我院儿科住院的哮喘患儿160例,根据随机数字表法进行分组处理,每组患儿均80例,在内科常规治疗基础上,对照组患儿给予空气压缩泵雾化吸入,实验组患儿给予氧驱动雾化吸入,7d后对比两组的临床疗效及安全性差异.结果：实验组的治疗总有效率96.3%较对照组85.0%显著升高,住院及症状消失时间较对照组显著缩短,FeNO较对照组显著降低,P〈0.05,存在明显统计学差异.治疗前,两组的心率、呼吸频率及血氧饱和度无明显统计学差异,P〉0.05;治疗后,实验组的心率、呼吸频率未见显著变化,血氧饱和度显著上升,P〈0.05,存在明显统计学差异;对照组的心率较治疗前显著增加,呼吸频率及血氧饱和度未见明显变化,P〉0.05.结论：与空气压缩泵雾化吸入治疗相比,氧驱动雾化吸入对小儿哮喘治疗效果更佳,可缩短症状恢复时间,并改善缺氧及呼吸状态,因而更具应用价值.