驱热力过程理论模型的热力学分析

为研究双热源联合循环的热力性能极限,构建了两介质热功转换系统理想热力学模型,并提出了驱热力过程的基本概念。通过分析热机循环区间与热泵循环区间过程功量之间的关系,对驱热力过程进行分类,并通过输出功量占比进行定量分析。构建并求解了顺流型和逆流型驱热力过程函数。分析了不同类型驱热力过程在理想条件下的热力特性与性能极限。研究结果表明:顺流型驱热力过程的最大过程功量大于逆流型,且放热介质与吸热介质间的温度交叉现象更为明显。吸热介质等效温升可用于判断驱热力过程类型,其最大值表征了输出功量极限。实际系统的评价研究指出,串联型联合循环的总换热量是基本型ORC的1.97倍,更适用于同时具有热电需求的场合。但其净输出功效率（6.55%）、效率（26.61%）、热力完善度（36.38%）均显著低于基本型有机朗肯循环。双热源联合循环实际系统的热力性能提高方法值得研究。本研究可为不同类型两介质热功转换系统的热力性能极限与评价提供理论指导。     

抽汽压损对循环热经济性影响的计算与分析

抽汽压损是一种不明显的热力损失,对热经济性的影响与其大小、抽汽压力、热力系统的结构等因素有关。应用等效焓降方法和热力系统状态方程,采用严格的数学推导,构建了抽汽压损对热经济性影响的数学模型,该模型具有通用性强,适于程序化的特点。通过实例,方便快捷的计算出各级抽汽压损对循环热经济性的影响,并分析其影响规律。     

机械循环下供下回水平双管供暖系统的应用

分析了下供下回水平双管系统的优点以及自然循环作用压力的影响程度,计算数据证明下供下回水平双管系统的垂直热力失调基本不存在;因为每层供回水采用双管系统,所以也不存在距离热源最远的散热器不热问题。通过工程实例证明该系统供暖效果很好。     

并联型热电联产系统的热力性能模拟

为解决传统中低温余热回收系统循环热效率低、冷凝热难以利用的问题,提出了一种并联型有机朗肯循环与喷射式热泵联合循环系统结构。通过并联布置热机子循环与热泵子循环,并增设外部换热器,可回收全部冷凝热量用于制备辐射采暖水,同时系统输出的热电比在一定范围内可调节。建立了系统能量分析模型和?分析模型,对比分析了联合循环与有机朗肯循环的热力性能。研究了部件?损失与系统?流特性,并分析了工质流量比和蒸发温度对系统热力性能的影响规律。结果表明：联合循环热回收效率和?效率比有机朗肯循环分别提高了60.83%和30.76%。?损失最大的两个部件分别是发生器和外部换热器,造成外部换热器?效率低的主要原因是内部传热温差较高。工质流量比对系统热力性能影响显著,当蒸发温度低于25.2℃时,工质流量比的可调节范围最大。本研究成果可为高性能中低温余热回收系统的研发提供指导。     

机械循环下供水回水平双管供暖系统的应用

分析了下供下回水平双管系统的优点以及自然循环作用压力的影响程度,计算数据证明下供下回水平双管系统的垂直热力失调基本不存在;因为每层供回水采用双管系统,所以也不存在距离热源最远的散热器不热问题。通过工程实例证明该系统供暖效果很好。     

200MW机组加装低压省煤器后性能试验分析

迫于节能降耗的严峻形势,在200MW火力发电机组进行了加装低压省煤器的技改工程。介绍系统及其特点,通过热力性能对比试验,比较改造前后热力性能,并对改造工程进行综合效果影响分析,提出确保其安全又经济运行的措施。     

超临界CO2布雷顿循环余热回收系统性能分析与优化

为了经济高效地回收超临界CO₂布雷顿循环(SCBC)的余热，分别采用卡琳娜循环(KC)和有机朗肯循环(ORC)作为底循环，设计了SCBC/KC及SCBC/ORC这2种系统方案.对2种方案系统进行参数分析并利用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法对联合循环系统进行多目标优化计算，将优化结果与SCBC系统性能进行比较，突出联合循环系统的性能优势.参数分析结果表明：2种联合循环系统热力性能均存在最佳压比；升高底循环膨胀比有助于提升系统热力性能；提高底循环涡轮机进口温度有助于改善系统?经济性能.对比结果表明：优化后的SCBC/KC系统热效率和?效率较优化前SCBC系统分别升高了9.27%和8.69%，?经济成本仅升高了0.92%;SCBC/ORC系统热效率和?效率较优化前SCBC系统分别升高10.73%和10.08%，?经济成本升高了1.87%.通过比较分析可知，SCBC/KC系统更经济，而SCBC/ORC系统更节能.     

汽轮机热力性能试验通用分析软件的研究

介绍了汽轮机组热力性能试验通用分析软件的组成，给出了汽轮机加热器的通用计算模型．采用了矩阵热平衡方程对汽轮机通用热力系统进行计算，该矩阵方程能够对包括辅助汽水系统、给水泵焓升以及外热量等情况的各种热力系统进行通用描述．确定了湿蒸汽参数的计算方法，分析了热耗率的不同概念及使用状况，认为制造厂通常使用的热耗率定义并不能充分说明机组的热力性能．根据ASMEPTC6汽轮机性能试验规程，对汽轮机组热力计算的数据进行分析处理，并以125MW机组的数据进行了软件验算．软件有较好的通用性和工程实用价值．     

二次再热机组热力系统辅助成分能损分析与矩阵计算方法

针对二次再热机组热力系统辅助热经济性分析方法进行了研究,经过严格的理论分析和数学推导,导出了适合非再热机组热力系统、一次再热机组热力系统和二次再热机组热力系统经济性定量分析的扩展型能效分布矩阵方程,并应用该方程对二次再热机组热力系统的主要辅助成分进行了分析计算,算例证明了该方法的有效性。     

有机工质低温余热发电的模拟与优化

以热力学第一定律和第二定律为基础,对有机朗肯循环低温余热发电系统进行了热力分析.用Aspen plus软件,对循环系统中的几个重要影响参数进行了模拟研究.研究结果表明:工质处于饱和状态时系统的性能最优;增大蒸发压力或减小冷凝压力都能提高系统的热效率和火用效率.在原有基本朗肯循环的基础上,采用乏气回热循环或中间抽气回热循环,二者均能改善系统的性能.     

太阳能加热原油系统设计及热力学性能分析

能源短缺和环境污染问题一直是世界所关注的热点。采用油、气、电加热原油，不仅能耗高，而且环境污染严重，太阳能作为一种可持续发展的清洁能源，已成为各国关注的焦点。为此，设计了一套太阳能加热原油系统，选择了安全且易获得的空气作为传热流体。太阳能加热原油系统由太阳能吸热器、蓄热器、原油换热器以及电热炉组成，吸热器接收太阳辐射后温度上升，空气经过吸热器获得高温，高温空气进入换热器中加热原油。建立了用于太阳能加热原油系统热力学性能分析的数学模型，并对模型进行了验证；利用Aspen Plus软件对加热过程进行了热力学分析。结果表明，压缩机和预热器是?损较大的部件，当压缩机的压比达到2.7时，太阳能加热原油系统达到最佳状态；在最佳状态下，太阳能加热原油系统的热效率为72.35%，?效率为73.89%，余热回收效率为72.33%。     

基于纯热量折合系数的火电机组热力系统分析法

在热力系统的定量分析中,定义了一个重要参数—纯热量折合系数,它表征了纯热量从某级加热器加入系统折合为等效吸热量的比率,也反映了各级回热抽汽的能级.推导了纯热量折合系数通用矩阵,便于计算机程序化计算.利用任一级的抽汽效率和对应级的纯热量折合系数,在不必结合功率方程、吸热量方程的情况下,便能很好地完成热力系统热经济性整体计...     

烟气余热有机朗肯循环工质的研究

通过热力学建模的方法对电厂烟气余热ORC循环工质进行研究,根据工质的筛选方法和REFPROP软件粗选出11种适合低温烟气余热发电的有机工质,通过热力学分析方法计算出ORC系统的循环热效率、泵功、净输出功、工质运行压力.结果表明,R601a是最适合低温烟气余热发电的工质,R245fa和R600次之.     

超低温热管换热器的优化设计软件开发

热管换热器因其优良的传热性能在余热回收中被广泛应用。以某电站58 MW循环流化床锅炉为研究对象,采用VC++和MFC类库技术开发了超低温热管换热器的优化设计程序。该软件具有可视化参数输入和输出界面,集成了流体热力学性质计算模型接口,通过对数平均温差法、离散方法与流动阻力校核等计算方法,实现了针对不同流体的换热器的设计和计算。优化设计结果表明,烟气侧长度与翅片高度存在最佳值,且翅片间距与翅片厚度对换热器的影响最大。     

PROⅡ流程模拟软件在溶剂油分离中的应用

在实际生产过程中,溶剂油产品质量与分馏系统的设计与操作有着直接的关系,利用流程模拟软件对溶剂油产品分馏进行模拟,快速准确的求解装置的设计参数及操作参数,可作为指导设计和生产的依据。利用PROⅡ流程模拟软件对特定的溶剂油产品的分馏系统进行模拟计算。在计算过程中,对热力学方法选择及中段取热分布进行调整,确定热力学方法采用BK10,分馏塔求解采用I/O算法,分馏塔顶、一中、二中回流取热比例分别为52%,38%,10%,模拟结果与目标产品馏分范围符合度较高,可以作为溶剂油产品分馏装置设计及改造的依据。     

余热动力回收系统的热力学优化

本文应用热力学第二定律分析法对典型的余热动力回收系统的设计参数优化问题进行了较为全面的分析,指出了系统各种(火用)损失对系统最优参数的影响,并给出了热力学最优参数的计算式。这些算式具有准确度高,适用范围广等特点。     

Efficiency analysis of trilateral-cycle power systems for waste heat recovery-to-power generation

Numerous innovative heat recovery-to-power technologies have been resourcefully and technologically exploited to bridge the growing gap between energy needs and its sustainable and affordable supply.Among them,the proposed trilateral-cycle(TLC) power system exhibits high thermodynamic efficiency during heat recovery-to-power from low-to-medium temperature heat sources.The TLCs are proposed and analysed using n-pentane as working fluid for waste heat recovery-to-power generation from low-grade heat source to evaluate the thermodynamic efficiency of the cycles.Four different single stage TLC configurations with distinct working principles are modelled thermodynamically using engineering equation solver.Based on the thermodynamic framework,thermodynamic performance simulation and efficiency analysis of the cycles as well as the exergy efficiencies of the heating and condensing processes are carried out and compared in their efficiency.The results show that the simple TLC,recuperated TLC,reheat TLC and regenerative TLC operating at subcritical conditions with cycle high temperature of 473 K can attain thermal efficiencies of 21.97%,23.91%,22.07% and 22.9%,respectively.The recuperated TLC attains the highest thermodynamic efficiency at the cycle high temperature because of its lowest exergy destruction rates in the heat exchanger and condenser.The efficiency analysis carried out would assist in guiding thermodynamic process development and thermal integration of the proposed cycles.     

一种发电和CO2捕集相结合的LNG 冷能利用系统

温室效应的加剧使人们的碳捕集意识逐渐提高。针对碳捕集问题,将CO₂超临界朗肯循环和有机朗肯循环相结合,对原有燃气轮机废气发电系统进行改进,提出了一种废气发电与CO₂捕集相结合的LNG冷能梯级利用系统。利用Aspen Plus软件对系统进行热力学模拟计算,详细分析了蒸发压力和蒸发温度对系统热力学性能的影响。结果表明,提高CO₂超临界朗肯循环的蒸发压力和蒸发温度,对系统的净输出功和热效率有积极影响;有机朗肯循环的蒸发温度达到250 ℃后,其余热回收率达到最大值且不再随蒸发压力发生变化;系统净输出功可达251.6 kW,余热回收率为92.00%,㶲效率为57.00%;CO₂液化量达到883.6 kg/h时,可减少CO₂排放量763万t/a。研究成果对保护环境具有重大意义。     

船舶余热动力回收系统的静态特性模拟和分析

本文提出了一套船舶余热动力回收系统静态特性模拟的计算方法.该方法由系统的热平衡计算、部件设计、工质热物性计算及系统初投资的估计等四个部分组成.通过对一实际船舶余热动力回收系统的检验计算,证明了该方法的正确性;讨论了余热回收系统中,主要热力学参数的选取和变化对系统的影响;指出了余热回收系统设计中,主要热力学参数的选取原则.