集成回热式汽轮机的超超临界二次再热机组设计优化

以某660 MW超超临界二次再热机组为案例,针对超超临界二次再热机组回热抽汽过热度偏高的问题,提出了集成回热式汽轮机且单独配置发电机的4种集成方案,采用热量平衡法和火用分析法将它们与常规机组(基准系统)、加装两级外置式蒸汽冷却器的二次再热机组(参比系统)进行热力性能的对比研究,获得最优集成方案,并对最优方案与参比系统进行变工况下抽汽过热度和能耗的对比研究。结果表明:方案4中回热加热器的总火用损最小,方案3中机组的发电煤耗和总火用损均最小,发电效率达48. 05%;在变工况下方案3中回热加热器的火用损始终低于参比系统的;与基准系统相比,在不同负荷下方案3的节煤量均大于参比系统。研究成果将为超超临界二次再热机组抽汽回热系统的节能和改造提供有益的理论指导。     

再压缩超临界二氧化碳闭式布雷顿循环系统分析

通过建立再压缩超临界二氧化碳(S-CO2)闭式布雷顿循环,利用EBSILON系统软件,调用REFPROP7数据库,先分析在不同热源温度和系统循环压比下,系统各部件损系数的大小,再重点分析压缩机分流系数对各部件损系数的影响,找出循环中损失最大的环节。研究表明:压缩机分流系数的变化对系统的效率影响较大,因此压缩机分流系数对整个系统研究至关重要,对于布雷顿循环,放热、吸热和回热过程的损系数最大,换热过程造成的系统损系数仍然最大,强化换热过程仍是S-CO2布雷顿循环研究的重点方向。在温度范围为500~650℃,循环最高压力为10~35 Mpa之间时,最佳压缩机分流系数在0.3~0.4之间,当压缩机分流系数大于0.65时,研究没有实际意义。     

换热器的损失分析

分析了换热器的各项火用损失对换热器性能的影响,导出了火用损失及火用损系数的计算式,并通过实例计算给出了火用损系数与换热器几何尺寸、热冷流体流速、温度及热负荷之间的关系曲线,为换热器的优化设计提供了依据     

冰蓄冷低温送风空调系统(火用)损因素分析

低温送风空调系统引进新型冰蓄冷设备,采用正丁烷作为制冷剂,制冷剂与水直接接触,换热更强烈且稳定。为了研究该系统相应(火用)损因素条件下的节能薄弱环节,实现系统性能优化,基于该系统及各表冷器(火用)分析模型,分析了热湿比、新风比、送风温差等(火用)损因素对系统(火用)效率和各表冷器(火用)损率的影响。结果表明:当热湿比变化时,处理二次混风的表冷器(火用)损率随之呈正比变化,其他表冷器(火用)损率及系统(火用)效率随之呈反比变化;当新风比变化时,处理新风的两级表冷器(火用)损率随之呈正比变化,其他表冷器(火用)损率及系统(火用)效率随之呈反比变化;当送风温差变化时,处理一次回风的表冷器(火用)损率随之呈正比变化,其他表冷器(火用)损率及系统(火用)效率随之呈反比变化。     

换热器效率的影响因素及其在热经济分析中的作用

通过对简单换热器的效率进行分析,得出了在忽略热损失及压力损失时,换热器的火用效率不仅与换热温差的大小有关,而且与热冷流体的温度有关的结论;提出了在热经济分析中,不能简单地根据效率的高低来判断换热器的结论.     

LNG冷能用于冷库制冷性能模拟研究

为使LNG冷能在冷库系统中得到有效利用,从LNG冷能梯级利用的角度出发,设计一种新型LNG冷能制冷的冷库系统,在LNG换热器端和冷库末端实现对LNG冷能的梯级利用,并通过HYSYS模拟对其进行热力学分析和经济性分析.结果表明:该冷库系统COP为1.82,火用效率为80.2%;LNG换热器火用损最大,约占系统总火用损的78.9%,且随LNG进口温度升高而减小;系统COP和火用效率均随LNG进口温度及气化压力升高而增大;该系统投资回收期为4.77 a,具有较好的经济效益.LNG冷能为冷库系统冷量来源提供新的选择,在LNG进口端增设蓄冷设备和加压泵均能提高系统COP和火用效率.     

再压缩与部分冷却二氧化碳布雷顿循环热效率对比分析

随着能源技术的迅速发展,超临界二氧化碳发电相关理论和技术的研究得到了越来越广泛的关注。为了探究各参数变化对热效率的影响,基于超临界再压缩二氧化碳布雷顿循环系统和部分冷却系统,进行热效率对比分析。以初压、初温、分流系数、预压压力和预热温度为变量条件,研究再压缩与部分冷却系统的循环效率变化规律,并对两系统各设备的?损以及系统最佳循环效率进行对比。结果表明,初温初压和分流系数对热效率有较大影响。两系统一定存在最优分流系数使得系统达到最佳效率;在一定条件下,初温越高循环效率越高,而初压越高循环效率先增大后减小。循环系统初温720℃,初压20 MPa以下时,部分冷却系统比再压缩系统拥有更高的循环效率,且回热器和冷凝器拥有较低的?损。     

制冷系统的分析计算

应用稳流系统的火用方程 ,分析了单级蒸气压缩式制冷系统中各主要装置的火用平衡 ,导出了各装置的火用损及制冷系统火用效率的工程计算式 ,并对影响火用损的相关因素进行了分析 ,提出了减小系统主要设备火用损的措施 ,最后对一实际制冷系统的火用损进行了分析计算 ,指出了该系统存在的薄弱环节及改进方向     

全空气系统的分析

运用火用分析理论对集中空调系统中一次回风无再热机器露点送风、一次回风电再热和二次回风等三种典型的空气处理过程进行火用效率的分析,并在不同冷媒参数条件下分析每一过程火用效率变化趋势,从中找出火用效率高、火用价格低的节火用的最佳方案     

有机朗肯循环系统的实验研究和性能分析

对以自主设计的向心透平为膨胀机的有机朗肯循环低品位热能发电系统进行实验研究,结果表明:蒸发器的火用损失都是最大的,其次是冷凝器和向心透平,透平入口压力0.397 MPa、入口温度100.58℃时,蒸发器火用损失为3.81 k W,占总火用损失50.64%,冷凝器和透平火用损失为2.88和0.82 k W,分别占38.25%和10.89%.在实验基础上,用Aspen7.3模拟增加回热器对系统性能的影响,结果显示:热源温度和蒸发温度不变时,有回热器的ORC系统热力性能优于基本ORC系统.     

火电机组回热系统加热器(火用)损系数通用矩阵方程

导出了汽轮发电机组回热系统加热器(火用)损系数的通用矩阵方程.利用这一方程对某600MW机组回热系统的(火用)损系数进行了计算,得出了该机组回热系统加热器(火用)损系数的数值大小分布规律.与传统求取(火用)损系数的方法相比,该矩阵方法简便,计算速度快.利用这一方程还可以方便地开发出实时监测回热系统加热器(火用)损系数的...     

考虑压力火用时换热器的传火用有效度

在考虑压力火用损失的情况下,给出了换热器传火用有效度的计算式。系统地讨论了传热单元数、冷热流体热容量比以及流型对以理想气体和不可压缩流体为目标介质的换热器传火用有效度的影响,并与不考虑压力火用损失的情况进行了比较,最后把换热器的传火用有效度与传热有效度进行了比较。     

考虑压力时换热器的传有效度

在考虑压力（火用）损失的情况下,给出了换热器传（火用）有效度的计算式.系统地讨论了传热单元数、冷热流体热容量比以及流型对以理想气体和不可压缩流体为目标介质的换热器传（火用）有效度的影响,并与不考虑压力（火用）损失的情况进行了比较,最后把换热器的传（火用）有效度与传热有效度进行了比较.     

循环流化床锅炉紧凑式分流回灰换热器冷态试验研究

外置换热器是循环流化床(CFB)锅炉大型化的关键技术.为发展具有自主知识产权的大型CFB锅炉技术,针对国产200 MW CFB锅炉及大型化的需要,开发了一种新型外置换热器一紧凑式分流回灰换热器(CHE)专利技术.该紧凑式分流回灰换热器采用气动方式控制循环灰的分流量,同时兼有循环灰的冷却和回送功能,且为整体化结构.在1台4.4 m高的循环流化床冷态试验台上,对紧凑式分流回灰换热器的分流特性、调节特性进行了系统的试验研究,以指导进一步的热态试验和实炉设计.     

高炉渣固定床显热回收过程火用分析及系统优化设计

为使高炉渣显热得到高效高品质的回收,对固定床渣热回收过程进行火用分析,分析该过程主要不可逆因素(温差、流动阻力)产生的火用损;揭示颗粒直径、空隙率、床层高度、表观气速和空气初始温度等因素对总火用损率的影响规律。研究表明,随颗粒直径和床层高度的增大,总火用损存在一个最小值,对应存在颗粒直径和床层高度最优值;表观气速越大,总火用损越大;空隙率越大,总火用损越小;空气入口温度存在最佳值,并非越低越好。     

加热器流动阻力损耗对回热系统性能影响研究

以单耗分析理论为基础,由热力学第二定律考虑热力系统在线监测加热器(火用)分析中存在的流动阻力损耗问题,应用回热系统(火用)损矩阵计算某电厂300 MW机组回热系统各加热器在有无流动阻力损耗情况下的(火用)损率和(火用)损系数,从而得出流动阻力损耗对加热器(火用)经济指标的影响程度。完善了(火用)分析法,提高了热力系统在线监测经济性分析的准确性。     

两相混合式换热器瞬态工况热力学模型及应用

换热器是能量系统的重要设备,两相混合式混热器作为换热器内部能量交换比较复杂的设备,研究其能量分布具有重要意义。通过对混合式换热器进行了研究,建立了两相混合式换热器的热力学模型,相对以往的稳态研究加入了瞬态项的影响。运用所建模型,对某除氧器进行模拟,得到了其瞬态工况的能量分布,为了验证瞬态模型的计算结果,采用稳态模型进行了计算,并与瞬态结果进行了对比,差别主要在工质蓄热火用上,并给出了影响蓄热火用的主要因素。     

平行流换热器流量分配均匀性研究

单相流体的流动分配均匀性是影响平行流换热器性能的重要因素,也是两相流换热器研究的基础.提出一种16孔分流板结构,以水为工质,研究该分流板对流量分配均匀性的影响,并与无分流板换热器和12孔分流板换热器进行性能对比分析.结果表明:16孔分流板换热器的总流量分配不均匀度最小,流动分配均匀性达到最佳.16孔分流板换热器的总流量分配不均匀度分别比无分流板换热器和12孔分流板换热器减小76%~87.8%和10%~60%.当制冷剂流量为45~220 kg/h时,12孔分流板换热器的进出口压降比无分流板换热器增加8.3%~34.2%;而16孔分流板换热器的压降则只增加2.8%~12.4%.因此,16孔分流板的综合性能更好.     

低温水源热泵运行[火用]分析

利用[火用]的分析方法评价低温水源热泵运行过程,得出机组在10℃和15℃水源下的[火用]损分别为1．22kW和1．04kW及[火用]效率分别为21％和33％的结论．通过对系统各组成设备[火用]损、[火用]效率计算,明确其对系统效率的影响,以压缩机对系统效率影响最大．通过改变基准状态点,开展在不同环境温度下的系统[火用]损和[火用]效率的比较研究,分别绘制出不同环境温度情况下系统v损和[火用]效率的折线图,以分析其影响．     

基于[火用]分析的集成涡流板实验研究

涡流板是单个涡流管的集成化.结构比较复杂,将它看作一个开口系统来研究.依据热力学第一、第二定律,建立适合涡流板系统(火用)分析的热力学模型.结合实验对集成涡流板系统进行删分析,得到分离孔板尺寸、热端管长度、喷嘴结构以及入口压力、冷流比等因素对涡流板能量分离效果和静(火用)效率的影响.研究结果表明:入口压力在0.45 MPa、冷流比在0.7～O.8、冷端孔板内径与涡流室内径之比在0.5处(火用)效率最大;热端管长度越长删效率越大;渐缩型喷嘴的系统删效率比平行喷嘴大.