天然气压力能透平回收分析与联合循环研究

从热力学第二定律角度分析透平膨胀过程中降的构成,对管输天然气做功能力进行理论分析,得出了温度、压力、化学的计算方法和透平膨胀输出轴功极限能力的评价因子。在理论分析的基础上,进一步给出了现有的基于冷电联产的联合循环方式,从机电一体化角度提出了该领域基于总能系统理论的多学科的研究思路。     

天然气压力能回收装置热力学分析

高压天然气调压过程中存在着巨大的可供回收的压力能,节流阀、透平膨胀机、气波制冷机、涡流管是典型的能量回收设备。在对上述四种能量回收装置进行简要介绍之后,以[火用]概念为基础,以[火用]平衡为工具,对其进行了全面的热力学分析。结果表明：透平膨胀机的火用效率最高,其次是气波制冷机、涡流管、节流阀,且当膨胀比变化时,透平膨胀机的性能较稳定。涡流管、气波制冷机具有分离效果,可用于天然气脱水预冷。研究结果对于压力能回收装置的选用和调压流程的优化具有一定的指导意义。     

利用文丘里引射装置回收利用高压天然气压力能

介绍引射器的基本工作原理及其特性,并对该项技术中的关键设备超音速引射器进行设计研究。工程应用表明,采用文丘里引射装置是以高压天然气引射低压人工煤气,不仅拓宽了天然气的应用领域,而且通过回收天然气管网压力能,可大幅度节省电耗,降低生产运营成本,提高城市燃气管网运行的可靠性。     

质子交换膜燃料电池堆的热力学分析

建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆的热力学分析模型,研究了运行温度、气体分压和阳极流量等工作参数对燃料电池堆能量效率和火用效率的影响。结果表明:对气体加压,能提高热力学能效率和火用效率;温度升高时,系统性能无明显变化;阳极流量增加时,系统的热力学能效率和火用效率有所降低。     

热力学[火用]及其普遍化表达式的动力学特征

分析了功、热、能和[火用]的物理意义以及与热力学定律的关系，做功和传热是能和[火用]传递与转换的两种途径，从热力学第一定律定义的能量只有相对意义。[火用]是系统相对于环境所具有的做最大有用功的能力，相对于选定的环境，[火用]是系统的状态参量。常规的[火用]计算式是从热力学第一和第二定律导出的结果，从动力学的角度讨论了[火用]及其普遍化表达式的物理含义。[火用]起源于系统与环境的不平衡，如果系统与环境之间存在着某种（或几种）强度量差，在强度量差的推动下系统可能自动地变化到与环境相平衡的状态（寂态），在这样的过程中系统可以对外做功，这种做最大有用功的能力就是系统的[火用]。在能量公设的基础上，[火用]的微分被普遍地表示为强度量差与其共轭的广延量微分的乘积。[火用]的普遍化表达式完整地反映了[火用]的物理含义及其动力学特征，利用能量和[火用]的普遍化表达式导出了[火用]损失的普遍化表达式。     

有压气体做功能力热力学分析

针对工质选择对热力循环系统效率有着重要影响等卡诺定理不能做出合理解释的问题,将工质吸热后的热力学能火用进一步划分为等熵膨胀火用与等压换热火用,指出可被动力设备直接利用的火用只有工质的等熵膨胀火用。理论推导表明:在等熵膨胀过程中,压缩气体的膨胀功并不能全部转化为有用功(火用),气体膨胀功转化为有用功的效率取决于气体工质的内部压强和气体所处外部环境的压强。气体的内部压强越大、外部环境压强越小,气体膨胀功转化为有用功(火用)的效率越高。     

煤基冷热电三联供系统热力学特性分析

为了提高能源利用效率,缓解中国供暖期天然气紧张的局面,提出了一种基于高效清洁燃烧技术的煤基冷热电三联供系统,建立了系统的热力学模型,并对系统进行了热力学分析,重点研究了背压机负荷和排气压力变化对系统性能的影响规律。研究结果表明:所提系统进行冷热电三联供时一次能源利用率为105.04%,■效率为32.23%;在变工况状态下,背压机负荷大于60%时,背压机负荷的变化对一次能源效率的影响很小;背压机排气压力为0.6 MPa时,系统的一次能源效率和■效率均达到最大值。     

纯低温余热发电系统中余热锅炉的热力学分析

以能量平衡模型和能量平衡方程为依据,对某水泥厂纯低温余热发电系统中的余热锅炉进行了热力学分析,同时分析了各种参数变化对余热锅炉(火用)效率的影响.结果表明:余热锅炉的主要外部损失为排烟(火用)损失,占锅炉总(火用)损失的45.72%;主要内部损失为传热(火用)损失,占锅炉总(火用)损失的11.28%.确定了余热锅炉耗能的薄弱环节,并提出了降低余热锅炉(火用)损和提高余热锅炉(火用)效率的途径和改进措施,为水泥厂进一步展开节能工作提供科学依据.     

热力学(火用)函数的基本微分关系与特征函数

从(火用)的普遍化表达式出发,推导出了热力学体系(火用)函数的第一、二基本微分关系式,这两个微分式将不可直接测量的(火用)表示为可测参数的函数.利用基本微分关系式不仅可以通过实验的方法研究体系(火用)函数的特性,而且还可以求解体系的(火用)函数.在恰当的选择了自由变量之后,体系的(火用)函数可以作为特征函数,由此可求出所有其它热力学函数.     

氢能燃气轮机循环低温能有效利用及热力学分析

为了充分利用液氢的低温Ｙｏｎｇ,在气能燃气轮机循环中附加了一个空气预冷器和氢气透平。该循环的比功,热效率,Ｙｏｎｇ效率均较简单循环燃气轮机有很大提高。本文对液氢－燃气动力循环进行了热力学分析,指出它的优越的动力性能。     

利用LNG冷能与低温太阳能的新型联合动力循环系统优化研究

对提出的利用LNG冷能与低温太阳能的新型联合动力循环系统进行参数优化分析和分析,选取R143a为循环工质,研究了循环蒸发温度、透平进口温度、冷凝温度和LNG汽化压力对循环系统效率、效率和单位做功的换热面积的影响.结果表明:循环系统效率和效率随蒸发温度的升高均先升高后降低,随透平进口温度和LNG汽化压力的升高而升高;冷凝温度越高,循环系统效率和效率越低;单位做功的换热面积随各变量的变化趋势与循环系统效率和效率随各变量的变化趋势相反;当蒸发温度为298.15K、透平进口温度为353.15K、冷凝温度为213.15K和LNG汽化压力为3 MPa时,循环性能最优,在该工况下进行分析发现,换热器损占总损的80%,而泵的损最小.     

天然气能源在动力锅炉中的应用

结合实际的应用案例,探讨分析天然气能源在动力锅炉中的应用和改造方案,为此类研究做出一定贡献,相关的研究论点仅供作业内研究人士参考讨论。     

燃气轮机冷热电联产系统及其热力分析

对采用燃气轮机简单循环和回热循环的冷热电联产系统进行研究,分析了温比、压比、回热器传热温差以及制冷系统性能等变量对系统热力学性能的影响。各变量一方面对节能率有较大的影响;另一方面影响系统的冷电比和热电比,从而改变了系统的适用范围。采用燃气轮机简单循环的系统相对节能率较低,但有较高的冷电比;采用回热循环的系统,具有更高的节能率;回热器传热温差的增大将导致系统节能率的降低,但增大了系统的冷电比。制冷系统性能的改善,将导致整体系统性能的改善,同时增大了系统的冷电比。图12参10     

基于太阳能利用的天然气冷热电联供系统热力性能研究

提出了一种基于太阳能利用的天然气冷热电联供系统,利用平板式真空管太阳能集热器制取87.5℃的太阳能热水,在与天然气内燃机发电产生的缸套水混合后协同烟气共同驱动多源吸收式制冷机组制冷,其末端烟气通入余热换热器制热。采用"以电定热"的方式集成配置系统,研究模拟了系统设计工况及变工况下的热力学性能及太阳能与天然气的互补特性。结果表明:将100 kW的内燃机与集热效率59%的太阳能集热器阵列匹配时,系统一次能源效率、火用效率可达71.17%、33.33%;天然气子系统较太阳能子系统对于总系统一次能源效率、火用效率有更大的贡献率。     

海洋温差能发电热力循环技术进展

受传统化石能源日趋枯竭和环境污染的影响,海洋能作为一种清洁可再生能源得到了广泛关注。海洋温差能作为海洋能的重要组成部分,其储量和可转化电能巨大,且发电波动小、能量密度高,积极开发海洋温差能资源对实现科技兴海战略具有重要意义。海洋温差热力循环是海洋温差能开发利用的关键技术,其循环效率的高低直接决定了海洋温差发电系统的技术和经济性。本文综述了海洋温差能发电热力循环技术研究现状,对其基本原理及形式、热力循环构架、循环工质和热力学分析方法进行了详细阐述,并对海洋温差能发电热力循环技术进行了深入分析和展望。     

蒸-燃联合循环与燃-燃联合循环的模拟和对比

蒸汽-燃气联合循环装置由于其较高的发电效率而被广泛应用于各大、中型电厂。然而,在微小型燃气-蒸汽发电装置中,蒸汽轮机的应用无疑使得装置体积和成本费用大增。因此,本文提出在小型分布式发电装置中,采用环境压力吸热燃气轮机循环（APGC）装置来替代蒸汽轮机装置吸收燃气轮机排出的废气能量,组成燃-燃联合循环,增加系统本身的做功能力和效率,达到节能、减少燃料消耗的目的。本文从热力学第一定律和第二定律出发,基于ASPENPLUS软件分别建立了燃-燃联合循环、蒸-燃联合循环模型,比较分析了两种循环装置在能量质量和数量上的利用程度。结果表明：燃-燃联合循环装置的效率较高,这在要求能源高效利用的今天具有一定的理论意义。