水泵效率热力学计算方法的分析

1 前言水泵效率测试是工业生产中不可缺少的手段之一。高压水泵是工矿企业特别是油田、电厂等单位的主要耗电设备,水泵接近大修周期时,测定其效率是进行预检最简便易行的方法,根据效率下降程度以确定停泵大修的理想时间,从而避免盲目、过分检修或由于另部件过度磨损,水泵低效率运行而不及时检修的现象。水泵效率的测试与计算有两种方法,即流量法与热力学法,下面分     

太阳能供热采暖技术讲座(6) 太阳能供热采暖系统的设计(下)

<正>五控制系统设计太阳能供热采暖系统控制应包括太阳能集热系统运行控制、辅助热源运行控制、供热系统运行控制、防冻保护控制、防过热保护控制及运行工况的切换。控制系统依据温度、压力和水位传感器获得的信号控制水泵、阀门的启闭或改变阀门的开度,此外系统一般设置温控阀、压力控制阀、自动排气阀、止回阀、安全阀等控制元件以保证系统安全、稳定运行。     

水泵水轮机“S”特性区的流动机理及研究进展

水泵水轮机作为抽水蓄能电站中实现能量转换的核心部件,也是抽水蓄能技术国产化过程中的关键。本文介绍了水泵水轮机近几十年国内外的研究发展现状,针对水泵水轮机由于结构的特殊性在"S"特性区内低水头运行时常发生机组并网困难或者在甩负荷过程中水压异常上升的问题,通过描述"S"特性区的形成机理并从形成机理、设计方法、研究方法和流道内部不稳定流动特性等方面入手分析了现有相关研究中存在的问题,总结了"S"特性区对抽水蓄能电站的不利影响及其相对成熟的预开导叶法,并且认为今后的研究重点为优化水力设计。     

中央空调循环水泵采购选择及节能分析

结合空调循环泵的采购实践,在传统水泵使用的基础上,分析AABD、AABS系列高效节能型水泵与传统水泵的优缺点,并对该系列水泵性能、特点、运行成本进行了比较分析,说明在中央空调循环系统中采购该节能水泵,采购成本、运行费用将会大大降低,可节约能源,具有良好的社会效益和经济效益,为水泵设备的采购及应用提供借鉴。     

凝结水泵变速运行节能潜力分析

提出凝结水泵变速运行"平衡点"的概念并阐述了其实用意义.建立了平衡点的计算模型,并通过理论推导得出其计算公式.在此基本上,提出并论述了提高凝结水泵变速运行节能效果的3个途径,即将凝结水泵出口压力维持在最低允许值、提高平衡点负荷、采用可变的凝结水泵出口压力最低允许值.对采用减少叶轮级数的方法无益于提升变速凝结水泵节能效果的原因进行了分析.最后,通过某电厂300 MW机组凝结水泵的计算实例表明:应用平衡点计算式得到的计算结果与实际值基本一致.     

发电厂管道防冻保温设计

分析了发电厂管道防冻保温层厚度的计算原理、计算方法,以及防冻保温材料的选取、保温管道的布置,并对提出了一些意见。对发电厂室外管道进行合理的防冻保温,能够达到节约能源、避免结冻的效果,保证发电厂在冬季正常运行。     

增强汽轮机循环水泵运行优化结果可操作性研究

传统循环水泵运行优化结果存在可操作性差、不能有效指导机组经济运行的问题,为降低循环水泵启停次数、控制循环水泵高低速切换次数,结合循环水泵配置特点,提出了增强循环水泵运行优化结果可操作性的方法。实例分析某600MW机组循环水泵运行优化结果,增强可操作性后的运行优化可有效降低循环水泵启停次数,并有效控制了循环水泵高低速切换次数,为循环水泵运行优化结果的贯彻实施、提高机组运行经济性提供了有效指导建议。     

太阳能与谷电互补供热系统设计

利用太阳能辅以低谷电加热,采用两个储热罐进行交替轮流集热、供热。当正常集热或低温预热时,两个储热罐的水温低者优先集热循环运行;若两储热罐水温相同,则设定储热罐优先集热循环运行。当正常供热、夜间防冻循环和低温维持运行时,太阳能集热系统优先于低谷电循环运行给储热罐加热。当假日集热或低温保温供热时,同时给两储热罐集热循环运行。供热循环水泵和用热循环水泵的启动运行,以供热时优先,其停止运行以用热系统的回水温度大于或等于取暖温度的最大设定值者优先。以可编程控制器和组态软件技术,实现了系统集热、供热时段的定温、定时、定温差。此互补供热系统可以取代传统的高耗能锅炉,节能率达30%以上。     

东北地区双机一塔防冻措施研究

东北地区冷却塔冬季运行时结冰现象严重,供热机组"双机一塔"防冰问题就更加突出。基于冷却塔冬季运行易结冰部位和原因分析,以东北A电厂2×350 MW热电联产工程冷却水系统采用"双机一塔"防冻设计为例,对"双机一塔"防冻问题进行分析并提出解决办法。     

基于煤电经济值的汽轮机循环水泵运行优化研究

传统循环水泵运行优化以汽轮机最大净出力为基准,该方法忽略了电网调度模式对机组实际出力的控制,通过深入分析机组实际运行状态,综合考虑煤价和电价对循环水泵运行优化的影响,提出基于煤电经济值最优的优化理论,并对某660MW机组进行实例分析。对于我国主要以机组发电量为控制基准的电网调度模式,由煤电经济值最优法确定循环水泵最优运行方式能更真实、最大限度地提高机组实际经济收益。     

地表水源凝固热采集系统热力学研究

应用地表水源采集凝固热热泵系统,能够在寒区地区冬季地表水温较低的不利条件下,满足供热要求的同时,产生显著节能与环保效益。凝固热采集装置（系统）作为该热泵系统关键部分之一,其运行工况直接关系到系统整体运行性能。基于熵产分析方法确定了地表水对流换热与凝固导热等熵产率及刮冰周期内装置平均熵产率等与水源Re数、管壁温等变量间的相互关系,研究了凝固热采集装置主要参数对运行热不可逆性的影响。结果表明,对流换热不可逆性在装置（系统）热不可逆性中占90％以上,起主导作用。因此设计过程中,地表水流量选取应适中,同时,为兼顾热泵机组高效性,管壁温也不宜选取过低。     

冰源热泵系统在设施水产养殖中的技术经济性研究

针对目前刺参养殖的水温调控系统能耗大及适用性差等问题,提出基于冰源热泵的高效清洁供热及结合跨季节蓄冷实现全年冷热管理的技术思路,采用冰源热泵系统和跨季节蓄冷型冰源热泵系统对养殖水体温度进行调控,建立模型定量对比分析系统的运行能效及技术经济性。结果表明:（1）冰源热泵系统供热和供冷时的性能系数分别为3.33和3.39,全年一次能源利用率为1.05,比燃煤锅炉+冷水机组系统高出34.6%;费用年值最低,投资回收期为3 ~ 5年,具有良好的经济效益和应用前景。（2）跨季节蓄冷型冰源热泵系统全年一次能源利用率为1.46,比冰源热泵系统高39.1%,全年运行费用最低;跨季节蓄冷技术的应用有效提升了系统能效,大幅减少供冷运行费用,具有较大发展潜力。     

基于流态冰的冰源热泵能效及经济性研究

基于流态冰的冰源热泵可以利用近冰点淡水或海水相变潜热作为热源,具有采暖能效高、适用性广的特点。为研究新型冰源热泵在采暖期的能效及经济性,选取我国典型供暖区域的5个城市作为研究对象,结合近5年采暖期各城市的气象参数,分别模拟计算空气源热泵、冰源热泵、地源热泵的系统能效。通过计算各热泵机组的初投资及采暖期运行费用,确定了不同类型热泵系统的静态投资回收期。结果表明,本文提出的新型冰源热泵在采暖期的系统能效较高,为2.8 ~ 3.2。相较于空气源热泵和地源热泵,哈尔滨地区冰源热泵系统的初投资及运行费用最低,不存在静态投资回收期。在北京、郑州、武汉、南京地区的静态投资回收期分别为3.0年、5.1年、2.3年、2.6年。基于流态冰的冰源热泵在冬季供暖方面有很好的应用前景。     

Modeling and optimization of a solar assisted heat pump using ice slurry as a latent storage material

This paper presents the modeling and optimization of a solar assisted heat pump using ice slurry. Solar collectors are used as the primary source of thermal energy, with two distinct loops allowing the collectors to operate in series with an ice tank, or a warm water tank. Thermal energy stored in the ice tank is transferred to a warm water distribution tank via a heat pump. First, a new mathematical model of an ice slurry storage tank is presented. Validation of the model with experimental data confirms its ability to predict the ice mass and tank fluid temperatures during the charging and discharging modes of operation. The developed ice tank model is combined with the TRNSYS energy simulation program to formulate a complete model of the proposed heat pump system. This computer model then serves as a base for a mathematical optimization with the objective to minimize the energy use for heating and DHW over a single heating season. Simulated results demonstrate the potential of the optimized system in reducing the heating operating energy use of a high performance home in Montreal, QC.     

Design of solar powered adsorption heat pump with ice storage

The design and performance of a solar (and/or natural gas) powered adsorption (desiccant-vapor) heat pump for residential cooling (and heating) is described. The entire system is modeled and analyzed: adsorption heat pump itself, ice thermal storage reservoir, and solar collectors. The adsorption heat pump embodies patent pending improvements to the state-of-the-art which elevate coefficient of performance for cooling from a maximum of 1.2 reported in the literature to a conservatively predicted minimum of 1.5. The adsorption device utilizes economical, robust configurations (shell-and-tube) and components (helical annular finned tubes, multi-lumen tubes) commonly employed in heat exchangers in a manner heretofore untried, as well as other enhancements (metal wool to diffuse heat throughout the adsorbent). The vessel is all aluminum and the adsorbent-refrigerant pair is carbon-ammonia. The ice reservoir provides 24 h cooling. Two types of solar collector are determined to be satisfactory at the selected operating temperature of 170 °C: (1) compound parabolic concentrator with high concentration ratio (10+) and automatic tilt adjustment, and (2) evacuated (0.001 atm) flat panel, similar to atmospheric pressure versions employed for domestic water heating.     

冷水相变能热泵系统的性能系数与经济性分析

冷水相变能热泵系统是一种清洁能源供热供冷系统,性能系数和经济性是冷水相变能热泵系统的主要问题。根据冷水相变能热泵系统的运行原理,采用控制变量法实验分析了冰层厚度、冷水流量以及蒸发冷凝温度对系统能效比的影响,提出了一种冷水相变能热泵系统的运行调控方案并计算其经济性。研究表明：结冰厚度为8 mm时,系统有效能效比最大;系统制热量为744 kW时,相变机结冰期冷水流量应控制在70 t/h,排冰期冷水流量应控制在80 t/h;根据不同时间段的冷热负荷进行系统运行调控,与传统运行方式相比,冬季运行成本降低了4.72%,夏季运行成本降低了29.96%,系统能效比提高了5.6%;系统投资回报率为15.27%,投资回收期为7.67年,具有良好的经济性与节能性。     

采集凝固热热泵技术凝固及换热性能的理论分析

介绍了一种新型的采集凝固热热泵技术,建立了凝固热采集装置中层流流动水在常壁温条件下的管内凝固问题的数学模型。采用准稳态近似方法进行了凝固特性的分析,使用当量平均表面换热系数和潜热显热比两个参数讨论了冰层对换热性能的影响。计算结果与所得结论对凝固热采集装置的设计和热泵系统性能的改善有一定指导作用。     

地源热泵复合系统热水机组实验研究

通过实验系统模拟复合系统中制热水机组的各个特定工况,分别进行静态实验测试,分析机组的性能和输入功率在三种不同工况下的变化情况,指出复合系统中制热水机组具有很高的节能效果。     

一种海洋能及风能联合发电装置

文章提出了一种利用海洋温差能和风能联合发电的方法及装置。利用海洋表层的热海水加热低沸点工质,使之蒸发．送入汽轮机推动汽轮发电机组做功发电,汽轮机排出的工质乏气用海洋深层的冷海水冷凝为液态,再用热海水加热,送入汽轮机,使之蒸发,推动汽轮机发电机组做功发电,如此循环,持续发电;并且利用洋面风力发电,并用该电力驱动热泵装置．由热泵装置的媒质将工质的温度进一步提高．增大工质体积膨胀率;由热泵装置的媒质将冷海水的温度进一步降低．再用该低温海水去冷凝工质乏气,增强对工质乏汽的冷凝效果。该装置既需要用到小型透平,又需要用到风力发电装置．十分适合公司发展。     

Experimental characteristics of a storage tank on a harvest-type ice storage system

This paper is concerned with the development of a new method for making and separating ice and saving floated ice by installing an evaporation plate at underwater within a storage tank. In a conventional harvest-type ice storage system, a tank saves ice by separating a formed ice from an installed evaporation plate, which is located above an ice storage tank as an ice storage system. A new harvest-type method shows better heat transfer efficiency than a convectional method. It is because the evaporation panel is directly contacted with water in a storage tank. Also, at a conventional system a circulating pump, a circulating water distributor and a piping are installed, but these components are not necessary in a new method. In this study two kinds of ice storage systems are experimentally investigated to study the thermal characteristics of ice storage tanks. The results show the applicable possibility and performance enhancement of a new type.