两效机械蒸汽再压缩蒸发系统性能分析

基于自回热理论设计出适合于沸点升高较小的含盐溶液的两效机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统,分析表明,相同工况下该系统与单效MVR蒸发系统相比平均节约50.6%的能量消耗。同时,考察了物料沸点升、压缩机压缩比、进料温度对系统COP、总换热面积的影响。研究表明,根据物料沸点升高的不同,选择合适的压缩比有助于合理安排设备投资和操作费用;同时得出设计条件下的最佳进料温度为72.5℃。     

混合制冷剂循环液化天然气工艺分析

针对混合制冷剂循环液化天然气流程能耗高、效率低的现状,运用HYSYS软件对液化流程模型进行优化,分析评价表明,压缩机、冷却器、多股流换热器、节流阀及混合器的损失依次减少。探讨了流体压力、温度、压缩比等参数对压缩过程不可逆性的影响,第一段压缩机出口压力为1 074 k Pa、压缩比为2.02,第二段压缩机进口温度为40℃、压缩比为3.63时,最小压缩机比功耗、损失为5.98 k Wh/kmol、15 840.06 k W。优化换热器操作,保持夹点温差、对数平均温差约3、5℃,换热器损失减少41%。借助分析原料气的CP-T分布,在满足不同温区所需冷量的基础上,合理配置制冷剂组分,调整制冷剂蒸发压力可降低换热过程损失。     

多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的热力学性能分析

建立了顺流进料的多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的数学模型,考虑了热力损失、压力损失、盐水含量变化引起的温差损失;计算分析了相同淡水产量下固体颗粒体积分数、预热量、首效加热蒸汽温度对系统的影响。结果表明,固体颗粒体积分数和首效加热蒸汽温度对各效蒸发器传热面积影响较大;预热量对生蒸汽耗量影响较大;固体颗粒的加入能够强化传热,减小各效蒸发器的传热面积;在无预热情况下,固体颗粒体积分数为13%时,蒸发器总传热系数比固体颗粒体积分数为3%时可增大6.71%,各效蒸发器传热面积减少4.97%,淡水成本减少1.22%。     

低温多效压汽蒸馏海水淡化系统热力分析

低温多效压汽蒸馏(LT-METVC)海水淡化是一种很有发展前途的海水淡化方法,文中首先探讨了海水淡化系统中盐水焓、熵、的计算方法,然后对典型LT-METVC流程进行了详细的热力学分析,包括重要参数对系统性能的影响规律和系统的利用。结果表明:驱动蒸汽压力升高,会使造水比增加、效率下降,比传热面积则基本不变;系统效数增加或压缩比降低,都会使系统造水比和效率提高、比传热面积增大。LT-METVC系统的效率很低,在示例中仅为1.3%。提出并初步讨论了进一步改善性能的途径。     

高沸点升溶液蒸发系统的设计与分析

针对高沸点升溶液蒸发过程的特点,结合蒸汽压缩机提升二次蒸汽压力和温度的实际能力,提出一种分级压缩的机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统,建立了分级压缩和多级压缩MVR蒸发系统的数学模型,考察了溶液沸点升高、压缩机压缩比和一级排出液浓度等运行参数对蒸发系统能耗、蒸发器换热面积、设备成本和系统总费用的综合影响.结果表明,分级压缩MVR蒸发系统适用于沸点升在15℃以上的物料,NaOH溶液浓缩的最优操作工况为压缩机压缩比2.0、一级排出液浓度23%(w).相同蒸发水量下,分级压缩MVR蒸发系统可节约47.83%的系统能耗和28.75%的设备成本,比多级压缩MVR蒸发系统节能效果好.     

煤间接液化中费托合成单元装置的分析

在基于PRO/Ⅱ对低温费托合成系统进行模拟及优化的基础上,采用热力学分析方法,对低温费托合成系统进行了量衡算,分析了系统中各主要能耗单元的效率和损失状况。计算结果表明,系统中损失最大的过程是费托合成反应过程。费托合成反应器是损失最大的设备,效率为86.80%,损失占了总损失的85.15%;冷凝液回流泵效率最低,只有6.71%;效率最高的为石蜡收集槽、石蜡泵、石蜡中间槽等,几乎没有损失。采用热力学分析方法可以更准确地揭示系统中各环节和设备的最大损失,为改进设备、节约能源提供目标和对策。     

低温多效蒸发海水淡化系统热力分析

建立了喷射器低温多效蒸发海水淡化系统的数学模型,计算分析了各种温度损失随温度的变化,并研究了顶值盐水温度、蒸发器效数和动力蒸汽等参数对系统的造水比和生产单位质量淡水所需传热面积的影响。结果表明各种温度损失在末效蒸发器内显著增加;喷射器低温多效蒸发系统的热力特性明显优于多效蒸发系统;通过增加顶值盐水温度、蒸发器效数和动力蒸汽温度,可以实现系统的优化运行。     

三效MVR系统的流程模拟及性能研究

基于多效蒸发与MVR技术的优点,将2种工艺进行结合,提出多效MVR节能工艺的新思路,介绍了三效MVR蒸发系统的工作原理。通过Aspen Plus模拟了整个系统的工艺流程,并对三效MVR进行了性能分析。为了减少换热强度,应该尽量降低蒸发压强,这样原料需要预热的温度也会减小;压缩机的蒸汽压缩比维持在1. 6～2. 0比较合适;进料浓度不宜过大,高浓度进料液需适当稀释后再进行蒸发;为了提高此蒸发系统的制热能效比,需适当地减小压缩比;考虑到整个系统的节能效果,此系统在低温低压下运行较为合适。     

单效热压缩蒸馏海水淡化热力过程数值模拟

建立了单效热压缩蒸馏海水淡化系统的热力学模型。分析了蒸发温度、压缩比和主动蒸汽压力等主要设计参数对系统造水比、单位造水换热面积和单位造水冷却水量的影响。结果表明,降低蒸发温度、减小压缩比和提高主动蒸汽压力将提高系统造水比,而单位产水换热面积将随蒸发温度和压缩比的减小而增加;提高蒸发温度和减小压缩比可以减小单位产水冷却水量;主动蒸汽压力对单位产水面积和冷却水量影响较小。研究成果将对系统优化设计提供有益的参考。     

机械蒸汽再压缩式热泵用于降膜蒸发系统的研究

介绍了一种机械蒸汽再压缩式(MVR)降膜蒸发系统的工艺流程,以水为介质,自主开发并搭建实验平台,采用罗茨风机驱动。使用理论分析和实验相结合的研究方法,探究了本系统在不同的蒸发压力及压缩比下合适的操作域,继而研究了二次蒸汽量、补充水量与压缩比及蒸发压力之间的关系,最后探讨了供热系数COP与压缩比的关系。结果显示,补充水量约占二次蒸汽量的3%~9%,且补充水的量随着压缩比的提高而提高;蒸发压力不变,蒸汽冷却冷凝放热量随着压缩比的增大而增大;压缩比不变,蒸汽冷却冷凝放热量随着蒸发压力的提高而提高;本系统最佳操作压缩比为1.9。     

真空闪蒸制取冰浆系统(火用)分析

采用已有的计算冷量以及损失的公式,对实验室用真空闪蒸制取冰浆系统进行了(火用)分析。利用EES软件,对真空闪蒸法冰浆制备系统中的4个关键环节(冷水冰水混合、真空室内喷雾闪蒸、捕水器内蒸汽凝结成霜、制冷机制备低温盐水)进行计算,得出各个环节(火用)损失以及整个系统的(火用)效率。结果表明:实验用真空室内喷雾闪蒸环节的(火用)效率较高,捕水器内蒸汽凝结成霜的(火用)效率较低,制冷机组制备低温盐水(火用)效率最低,(火用)损最大,导致整个系统的效率相对较低。为了改善真空闪蒸制取冰浆系统的能耗,应对低温盐水制备环节进行优化或采用其他方式替代该环节。     

MVR分质提盐蒸发结晶系统设计及性能分析

利用分质提盐蒸发结晶方法处理多组分高含盐废水,可实现废水的资源化利用。本文根据废水中硫酸钠和氯化钠的溶解度随温度的变化关系,提出了机械蒸汽再压缩（MVR）分质提盐蒸发结晶系统,以降膜蒸发器作为系统的预蒸发器,与两效强制循环蒸发器联用,同时对冷凝水加以回收,使废水中硫酸钠和氯化钠分别结晶。首先设计了系统的具体工艺流程,依据质量和能量平衡关系建立系统及其设备的数学模型并进行模型验证。随后对常压下硫酸钠质量分数为5%、氯化钠质量分数为8%的混合溶液蒸发结晶过程进行实例计算,并将其与传统五效蒸发分盐系统进行性能对比。综合能量分析与?分析结果表明,MVR分质提盐蒸发结晶系统的节能程度更高,同一工况下相较于传统五效蒸发分盐系统,效能系数（COP）提高了93.5%,单位能耗则降低了77.6%;?效率提高了70.4%,?损失则降低了33.6%,表明MVR分质提盐蒸发结晶系统在实现废水中硫酸钠和氯化钠结晶回收利用的同时系统热力学完善度和节能性更大。     

新型太阳能双喷射制冷系统的可用能效率分析

在特定工况下对新型的太阳能双喷射制冷系统进行了火用平衡分析,计算了火用效率、总火用损失及系统中各设备的火用损率和火用效率,探讨了发生器温度和蒸发温度对系统火用效率和火用损失的影响。结果表明,太阳能集热器的火用损最大,火用损率为91%,其次为气体喷射器,火用损率为5%。在其他条件一定时,系统存在一个最佳的发生器温度使系统的火用效率最高,总火用损失最小。当发生温度为75～120℃,蒸发温度为7～15℃,冷凝温度为35℃时,系统总能量效率为10%～18%,火用效率为0.3%～0.65%。     

三元制冷系统分析

乙烯装置产品分离过程需要在低温下进行,为此需配置压缩制冷系统为深冷分离提供冷量。三元压缩制冷由于能提供温位连续的制冷曲线,与工艺物流降温曲线更好地匹配,相比传统的复叠制冷具有热力学效率高、制冷能耗低的特点。为了分析三元压缩制冷的节能潜力,本文对某乙烯装置的三元制冷系统进行了(火用)分析。从(火用)总复合曲线(EGCC)图的分析可以得出该系统三元冷剂配置是比较合理的,(火用)损失较小。将该制冷系统划分为换热器、压缩机、节流阀、闪蒸罐等子系统,并分别计算了各子系统的(火用)损失。三元制冷系统的(火用)损失总计为24238.1kW,90%(火用)损失集中在换热器和压缩机两个子系统。然后将(火用)损失分为可避免的和不可避免的(火用)损失两类,其中不可避免的(火用)损失为13539.9kW,可避免的(火用)损失为10698.2kW,最后指出节能重点应该放在降低可避免的(火用)损失。     

回热器对双级压缩和复叠式压缩制冷系统影响的分析

为了研究回热器对双级压缩制冷系统和复叠式压缩制冷系统的影响,以R404A双级压缩制冷系统和R404A/R23复叠式压缩制冷系统为例,通过建立两种制冷系统的热力学模型和(火用)分析法,分析了回热器效率对压缩机排气温度、单位质量制冷量、制冷剂质量流量、系统制热能效比(COP)、系统总(火用)损、系统各部件(火用)损和系统(火用)效率的影响。结果表明,在双级压缩制冷系统中,当回热器效率ε 取0.1～0.9时,系统COP增大4.0%,系统的总(火用)损减少9.6%,而系统(火用)效率增大7.1%;在复叠式压缩制冷系统中,系统COP和系统(火用)效率随高温级回热器效率ε 增大而增大,随低温级回热器效率ε增大而减小,而系统总的(火用)损随高温级回热器效率ε 增大而减小,随低温级回热器效率ε 增大而增大。     

双压膨胀有机朗肯循环中低温余热发电系统的热力性能

基于热力学第一定律与第二定律分析法,结合动量定理与质量守恒定律构建一种双压膨胀有机朗肯循环（ORC）中低温余热发电系统热力性能的预测模型,研究热源温度、蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力、循环倍率、喷射压缩器引射流体在混合室进口的马赫数、工质泵、向心透平及螺杆膨胀机的等熵效率对系统的净输出功率、热效率、余热利用率及(火用)效率等热力性能的影响。结果表明,系统的净输出功率与(火用)效率随着热源温度、蒸发温度、循环倍率及透平等熵效率的增大而升高,但随着夹点温差、闪蒸压力的增大而降低;系统的热效率随着蒸发温度、闪蒸压力及透平等熵效率的增大而升高;系统的余热利用率随着热源温度、循环倍率的增大而升高,但随着蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力的增大而降低。当循环倍率k=2时系统的净输出功率、(火用)效率及余热利用率分别比常规单级ORC系统绝对提高了230.9kW、10.1%和17.9%。     

Exergy analysis of two-stage steam-water jet injector

Exergy analysis is used as a tool to evaluate exergy losses in the steam-water jet injector so as to improve its overall performance. What this article addresses here is mainly about a parametric study on the injector under various operating conditions, such as different inlet water temperature, inlet steam pressure, pressure ratio, entrainment ratio and flowrate ratio. In addition, the irreversible losses in the component parts of the two-stage injector were analyzed in detail. The results show that the operating parameters have great effects on exergy efficiency of the injector. The average exergy efficiency of the two-stage injector is 21% more than that of the single-stage one. Moreover, calculations based on experimental data indicate that the highest exergy losses due to irreversibility occur in the first-stage mixing chamber. In light of this comparison, the exergy losses occurring in the system are proportional to the exergy efficiency obtained by applying the system.     

高压聚乙烯反应器的火用分析与优化

通过对高压聚乙烯反应系统进行Yong计算与分析,结果表明,由传热不可逆造成的内部Yong损为主要的Yong损。一、二、三段反应器的内部Yong损各占其总Yong损的97.78%、98.87%、85.44%。并提出了相应的节能措施和优化方案。     

LNG动力渔船的冷能利用技术初探

液化天然气(LNG)动力渔船推广前景广阔,为提高其LNG冷能的利用效率,对比分析了在船舶上利用LNG冷能的冷库和发电两种方案的利弊,并在此基础上提出了一种新的LNG冷能利用系统。通过热力学分析,获得了不同有机朗肯循环(ORC)冷凝温度、蒸发温度和载冷剂出口温度条件下系统的冷能利用率及效率。分析结果表明,系统冷能利用率随朗肯循环冷凝温度的降低、蒸发温度的升高而有显著提高;随载冷剂出口温度升高,系统冷能利用率稍有提高,但载冷剂流量显著增大。该系统冷能利用率及效率最大值分别达200.1%和28.6%,可实现LNG冷能利用率的大幅提升,节能效果显著。