液化天然气(LNG)冷能用于斯特林发动机和燃气轮机的联合系统研究

利用LNG冷能具有较好的节能潜力和经济效益,通过流程的创新设计,提出了一种将LNG冷能用于燃气轮机和斯特林发动机的联合系统。基于热力学第一、第二定律,对联合系统进行热力学分析,结果表明:在环境温度35℃条件下,联合系统的输出功率为5715.48kW,热效率为31.62%,效率为43.65%;相比燃气轮机系统和直接冷却进气系统,联合系统的输出功率分别提高了7.84%和0.78%,热效率分别提高了3.16%和1.18%,效率分别提高了4.23%和1.63%。联合系统在不同环境温度下,可将燃气轮机的进气温度降低10℃左右,系统的输出功率和效率随着进气温度的降低均有所提高。     

液化天然气汽车双动力循环系统

在分析液化天然气(LNG)冷能构成的基础上,提出一种由LNG开式朗肯循环和天然气内燃机循环组成的LNG汽车双动力循环系统,并对系统相关参数进行了计算分析.结果表明,该系统不仅可以回收LNG冷量,而且可以利用LNG冷量(火用)的做功能力输出动力,系统可用能较普通LNG汽车增加9.82%,充分利用了LNG宝贵的冷能资源,具有较好的节能环保效果.     

基于PSO算法优化的热水分流式双级ORC系统

以有机朗肯循环的结构优化为基础,建立了热水分流式双级有机朗肯循环数值模型,以粒子群算法为计算方法分析系统设计时最大净输出功,通过理论分析得到了影响系统净输出功的独立变量为热水经过高压蒸发器时换热后的温度和热水出口温度。结果表明热水分流式双级有机朗肯循环可以对热水进行更好的利用,高压循环蒸发温度随着热水入口温度升高更快;热水在进行分流的过程中随着热水入口温度的升高,分流比下降;热水入口温度更高时采用该系统更有优势。     

基于LNG冷能的低温动力循环研究进展

液化天然气(LNG)是一种应用日趋广泛的清洁能源,构建LNG冷能低温动力循环成为回收冷能的重要途径。本文首先讨论了LNG侧参数、循环工质、设备进出口参数等重要参数对基本LNG冷能动力循环的影响;其次分析和总结了诸多LNG冷能动力循环的结构改进类型,包括朗肯循环、布雷顿循环、卡琳娜循环和复合循环。文章最后指出了参数研究的实际工程意义和循环结构改进的多样性,并指出下一步研究应围绕有机混合工质组分配比、模拟与实验相结合等方面展开。     

液氮发动机循环分析

新型零排放液氮发动机存在朗肯循环和布雷顿循环两种做功循环方式,为了了解两种循环方式对液氮发动机匹配设计的要求,基于有限时间热力学理论,对比了两种循环对液氮发动机输出功率的影响,研究了液氮发动机在变温热源和恒温冷源之间朗肯循环和布雷顿循环的性能,着重分析了导热率对循环性能及输出功率的影响,为液氮发动机换热器的匹配提供依据.得出换热器的热导率和热容率的匹配决定朗肯循环的最佳循环功率,而与朗肯循环相比布雷顿循环能更好的实现发动机的功率特性的结论.     

利用气体动力循环的LNG双动力汽车

分析了三种清洁排放汽车--压缩空气汽车、液氮汽车和LNG汽车的特点.提出一种利用气体动力循环的LNG双动力汽车系统,将开式朗肯循环与内燃机循环结合,优势互补.结果表明,LNG双动力汽车系统中的天然气开式朗肯循环输出功远高于液氮汽车.LNG双动力气车系统可用能较普通LNG汽车增加9.82%,且对环境没有污染,节能环保效果明显.     

工业余热回收有机朗肯循环工质优选

工业流程中存在大量低于150℃的余热资源,采用这些余热资源驱动有机朗肯循环发电,可以有效地实现节能减排。为了对不同有机朗肯循环工质在工业余热应用过程中的特性进行研究,本文建立有机朗肯循环的性能分析模型,并选取6种工质,利用工程方程解答器(EES)软件分别在不同热源温度与冷源温度条件下,对其发电量、热力学第一定律效率和第二定律效率进行分析与比较。结果表明,不同工质的性能均随着热源温度的上升得到不同程度的提高,并随着冷源温度的上升而下降。在输出功、热力学第一定律效率以及第二定律效率3个方面,R600均表现出最佳特性。     

有机朗肯循环低温余热发电系统的工质选择

有机朗肯循环发电系统对于中低温余热的有效利用发挥了巨大的作用,但是有机朗肯循环系统的工质选择依旧是中低温余热利用中存在的问题。文章提出优选工质的条件,并通过对十种低沸点有机工质的性能对比分析得出R141b最适宜作为此温度的余热回收工质,综合性能高于其他工质,对于有机朗肯循环添加回热会大大提高系统效率。     

低温余热发电技术在煤化工项目上的应用

研究了采用有机朗肯循环(ORC)的低温余热发电技术。为了有效利用煤化工项目的低温凝液余热资源,在计算工艺凝液余热容量的基础上确定了合理的ORC余热利用方案,利用ORC余热发电机组代替原有的循环水冷却器,以便在完成对工艺凝液冷却的同时实现余热资源发电收益。分析结果表明:该余热发电项目的净发电功率为516k W,节约原有冷却塔循环水泵消耗的功率为110k W,年收益电量达500.8万度,年节约标准煤1812.4吨。     

EES在有机朗肯循环系统热力特性仿真研究中的应用

有机朗肯循环（OrganicRankineCycle,ORC）是在传统朗肯循环中采用有机工质（~IRl13,R123等）代替水推动膨胀机做功的循环,本文根据集总参数法和能量守恒定律建立有机朗肯循环系统的数学模型,运用软件工程方程求解器（EngineeringEquationSolver,EES）进行仿真研究,得到不同工况下有机朗肯循环系统热力特性的变化规律。研究结果表明,提高系统蒸发压力、降低系统冷凝压力以及选择效率尽可能高的膨胀机,可以提高有机朗肯系统循环热效率。仿真计算结果与实验数据二者吻合较好,表明所发展的数学模型可以满足有机朗肯循环热力系统仿真的要求。     

利用燃气轮机烟气余热的复合有机朗肯循环系统优化分析

本文针对燃气轮机烟气余热设计了一种复合有机朗肯循环系统,对其进行了详细的热力学分析,以某燃驱压气站烟气条件(400℃,26 kg/s)为例,以系统净输出功为目标,利用Matlab和Refprop 9. 0选择了13种工质,并确定了系统最优工况。结果表明,甲苯、R141b、丙酮分别作为3个子系统的工质时,系统可实现最大净输出功为1 587 k W,热效率和火用效率分别可达20. 26%和42. 68%,比单级循环可实现的最大净输出功高23. 33%。对系统各部件进行火用损失分析,发现蒸发器火用损失最大,并提出了改进方案。     

回热器在高温气冷堆氦气透平循环中的应用

高温气冷堆相匹配的能量转换系统——氦气透平循环(布雷登循环)发电具有发电效率高、系统简单、安全可靠、经济性好等优点,是目前高温气冷堆领域的发展方向。影响布雷登循环效率的关键参数包括堆芯的进出口温度、压气机和透平的绝热效率、回热度、压比及循环系统的压力损失率。本文详细验证了回热器在高温气冷堆氦气轮机循环中的作用,并通过计算10MW高温气冷堆布雷登循环,分析这些参数对循环效率的影响。某于目前反应堆参数．给出了一组影响布雷登循环效率的参数值。     

A theoretical study on a novel combined power and ejector refrigeration cycle

A new combined power and refrigeration cycle is proposed for the cogeneration, which combines the Rankine cycle and the ejector refrigeration cycle by adding an extraction turbine between heat recovery vapor generator (HRVG) and ejector. This combined cycle could produce both power output and refrigeration output simultaneously, and could be driven by the flue gas from gas turbine or engine, solar energy, geothermal energy and industrial waste heats. Parametric analysis and exergy analysis are conducted to examine the effects of thermodynamic parameters on the performance and exergy destruction in each component for the combined cycle. The results show that the condenser temperature, the evaporator temperature, the turbine inlet pressure, the turbine extraction pressure and extraction ratio have significant effects on the turbine power output, refrigeration output, exergy efficiency and exergy destruction in each component in the combined cycle. It is also shown that the biggest exergy destruction occurs in the heat recovery vapor generator, followed by the ejector and turbine.     

一种新型跨临界CO2冷电联供系统热力分析

提出一种新型跨临界二氧化碳（trans-critical carbon dioxide,TCO₂）再压缩循环和喷射器制冷循环耦合的冷电联供系统。该系统在输出电能的同时,利用低品位热能驱动喷射器工作输出冷量。以输出电量1 MW为设计目标,对比冷电联供系统和再压缩发电系统的性能,研究联供系统各部件（火用）损和主要热力参数对其性能的影响。结果表明：联供系统利用CO₂余热驱动喷射器输出冷量,循环热效率高于单一再压缩系统;加热器（火用）损所占比例最大,回热器次之;透平进口温度、压力和背压对联供系统工质流量、循环效率、输出功率、加热器功率、压缩机耗功及喷射器制冷量等参数影响较大;而冷凝温度和蒸发温度仅对制冷循环制冷量影响较大。在设定条件下,联供系统的循环热效率和（火用）效率可分别达到46.99%和47.21%。     

高温气冷堆氦气透平循环热工特性的初步研究

模块式高温气冷堆氦气透平直接循环发电方案是建立在带有回热器、预冷器、间冷器的闭式布雷登循环的理论基础上，是集安全性、经济性为一体的先进方案，有着良好的发展前景。本文对高温堆氦气透平循环的热力过程进行了分析，揭示了各参九之间的关系。然后，对高温堆氦气透平循环进行了优化计算，得到了一个优化设计方案。另外，还对高温堆氦所透平循环的功率控制特性进行了简要分析。本文的研究结果显示高温堆氦气透平循环效率可达47．9％，将来随着材料科学和相关技术的发展循环效率有望进一步提高。     

Investigation of an ammonia-water combined power and cooling system driven by the jacket water and exhaust gas heat of an internal combustion engine

An ammonia-water combined power and cooling system is proposed and investigated in this work, in which the waste heat contained in the jacket water and exhaust gas of an internal combustion engine can be recovered efficiently to generate power and cooling energy simultaneously. The proposed system was simulated, and its thermodynamic performance in the base case was calculated based on waste heat data from an actual gas engine with a rated power output of 300 kW. The equivalent heat-to-power efficiency of the combined system is 19.76%, and the total equivalent power output is as high as 92.86 kW. The exergy efficiency of the combined system reaches 33.69%. The effects of the turbine inlet pressure, generation pressure in the reboiler, exhaust gas temperature and cooling water temperature were studied to provide guidance for the system design. The results of an economic analysis indicate that the proposed system has good economic benefit.     

基于弹塑性理论的燃机转子寿命分析

深圳南天电厂用于联合循环的13E2型燃气轮机出现压气机转子裂纹事故,为准确预测同类机组的疲劳寿命,基于弹塑性理论,考虑温度场与离心力对燃机压气机转子疲劳寿命的影响,建立该型燃气轮机压气机转子的有限元热-固耦合数值仿真模型。基于低周疲劳理论,计算该燃气轮机压气机转子的疲劳寿命寿命为5333次,该燃气轮机压气机转子在电厂的实际疲劳寿命为4435次,计算误差在20%以内。利用该方法可以较准确地估算燃气轮机转子的寿命。     

降低燃气轮机空气进口温度提高发电功效的方法

燃气轮机的性能与环境温度密切相关,环境温度越高,燃气轮机的出力越低,因此,降低燃气轮机的空气进气温度,可提高其发电功率和效率。本文简要的从热力学角度分析其原因,同时介绍降低燃气轮机空气进口温度的方法。