天然气压力能发电项目的应用

阐述螺杆膨胀机发电的工作原理与优点,对螺杆膨胀机降压过程中的热力学过程进行分析。以某天然气压力能螺杆膨胀机发电案例为例,探讨利用螺杆膨胀机回收高(次高)压天然气在调压过程中释放的压力能;定义压力火用率及压力能发电火用比率,用于估算拟选项目的实际发电功率。将回收的供冷量折算为发电功率,对拟选项目进行经济技术分析。压力能发电项目的静态投资回收期分别为3.7 a、2.9 a、2.4 a,项目可实施性较强。     

LNG厂站安全阀背压和天然气放散管道计算

安全阀背压的确定应与天然气放散管道联系起来。采用BWRS方程,建立数学模型,通过各管道压力关系、各管道温度关系、始端节点的比焓关系和末端节点的压力关系,构建出方程组。采用牛顿-拉弗森方法求解,得出各节点的密度、温度、压力,进而分析出安全阀的背压取决于放散量、天然气组成、安全阀前天然气的压力和温度、环境温度、放散管道各管段的长度和管径等许多因素。     

单螺杆膨胀机天然气调压发电系统性能分析

提出基于单螺杆膨胀机的天然气调压发电系统,基于热力学第一、第二定律建立调压发电系统的数学模型,利用Engineering Equation Solver软件编制数学模型的算法,通过数值方法研究天然气进气流量、调压后压力对系统性能的影响规律,对调压发电系统的经济性进行分析。结果表明,在单螺杆膨胀机天然气进出口压力一定的条件下,系统发电功率与系统火用效率随进气流量的增大先增大后减小;在单螺杆膨胀机天然气进口压力一定,进气流量一定的条件下,发电功率与系统火用效率随排气压力的增大而减小。     

利用LNG冷能与工业余热跨临界循环参数分析

针对一种利用LNG冷能与工业烟气余热的单级跨临界循环展开研究,采用乙烷为循环工质,分析冷凝温度、蒸发压力、冷凝器夹点温差及烟气出口温度4个主要运行参数对循环性能(热效率、火用效率、净功率输出、乙烷及烟气质量流量)的影响。介绍LNG冷能与工业烟气余热单级跨临界循环模型,给出典型工况下各节点的参数。进行热力学分析,得到循环的热效率及火用效率表达式。采用Matlab软件中的遗传算法工具箱进行优化。热效率和火用效率随着冷凝温度的升高而降低,随着蒸发压力的增大而增大;随着冷凝温度的降低及蒸发压力的升高,循环系统净功率输出都增加;火用效率曲面和热效率曲面存在交叉线,热效率在蒸发压力较低而冷凝温度较高时低于火用效率;烟气的质量流量明显大于乙烷的质量流量,且都随着冷凝温度和蒸发压力的增大而增大。热效率和火用效率随着夹点温差的升高而降低,随着烟气出口温度的增大,热效率不变而火用效率降低,且火用效率曲面和热效率曲面存在交叉线;净功率输出随夹点温差的增大而降低,随烟气出口温度的改变而不变;烟气及乙烷的质量流量随夹点温差的增加都降低;随烟气出口温度的增加,乙烷质量流量不变而烟气质量流量增加。火用效率和净功率输出随着蒸发压力的升高,先增大再减小,存在最佳的蒸发压力(8 MPa左右),使得火用效率及净功率输出最大,而热效率随着蒸发压力的增大而增大;随着烟气出口温度的增加,热效率及净功率输出不发生变化,火用效率逐渐降低;蒸发压力升高,烟气及乙烷的质量流量都降低;烟气出口温度增大,乙烷质量流量不变而烟气质量流量增加。     

膨胀机替代天然气调压器方案的模拟研究

以膨胀机替代调压器回收高压天然气的压力能,将调压过程中的膨胀功转化为机械能。建立天然气压力能发电调压系统的数学模型,通过数值模拟方法分析膨胀机对调压站天然气出口温度、预热负荷等参数的影响。结果表明,由于膨胀机回收天然气压力能而输出机械功使得膨胀机出口天然气温度急剧降低,加剧了膨胀机出口天然气水合物的形成,必须在天然气进入膨胀机前进行预热;在天然气进口温度、压力及流量相同的情况下,膨胀机使得调压站出口天然气比焓大幅降低,所需预热负荷远大于调压器;对于不同型号的膨胀机,随着膨胀机等熵效率的升高,天然气预热负荷和进出口天然气温差呈近似直线趋势升高;对于确定型号的离心式膨胀机,当天然气实际流量低于额定流量的1.43倍时,预热负荷随着天然气流量的增大近似呈直线升高,当天然气流量大于膨胀机额定流量的1.43倍时,天然气预热负荷逐渐降低。     

温度与孔隙压力耦合作用下煤岩吸附–渗透率模型研究

为模拟瓦斯抽采过程中温度与孔隙压力对煤岩吸附及渗透特性的影响,利用等温吸附装置、含瓦斯煤热–流–固耦合三轴伺服渗流装置,开展等温吸附试验及不同温度下孔隙压力降低的渗流试验。建立修正的双L吸附模型和考虑温度–孔隙压力耦合作用的煤岩渗透率模型。通过试验结果及试验比对验证其合理性。结果表明:在本文试验条件下,煤岩瓦斯累积解吸量随瓦斯压力降低呈逐渐升高趋势。当温度恒定时,煤岩渗透率在降压过程中呈先降低后升高的趋势。当孔隙压力恒定时,煤岩渗透率在升温过程中呈先降低后升高的趋势。修正后的双L吸附模型比原吸附模型拟合效果更好,能很好反映不同温度下煤岩吸附量与气体压力的变化关系。煤岩瓦斯解吸过程中产生的基质收缩应变随孔隙压力降低而升高。新建渗透率模型与试验数据具有较好的一致性,可以更好的表征不同温度条件下的煤岩渗透率演化规律。     

喷气增焓机械过冷CO2跨临界循环性能分析

提出了一种喷气增焓机械过冷CO₂跨临界循环,以研究循环喷气增焓与机械过冷耦合特性。建立喷气增焓机械过冷CO₂跨临界循环热力学模型,并采用EES(Engineering Equation Solver)软件对循环性能进行仿真分析。研究了主循环压缩机排气压力、中间压力、辅助循环过冷度以及环境温度对循环COP、排气温度、制热量、压缩机功等参数的影响,并在相同参数条件下与常规机械过冷循环进行对比分析。结果表明：主循环排气压力为9.7 MPa时取得最大COP为3.435,喷气增焓对机械过冷CO₂跨临界循环进一步降低排气温度有较明显效果;存在使循环COP最大的最优中间压力,相同中间压力下,喷气比取0.3、0.4、0.5时COP逐渐降低;提高过冷度使循环COP和排气温度降低,制热量和辅助循环压缩机功升高;环境温度变化时,中间补气焓值变化,进而使压缩机出口温度变化。     

天然气节流温度降的工程估算方法

气体状态方程法计算节流温度降对于一般工程技术人员难以掌握,因此提出一种天然气节流温度降的工程估算方法.该方法采用修正系数对等熵过程的温度-压力关系式进行修正,在BWRS方程的基础上结合焦耳-汤姆逊系数推导出修正系数的计算式,从而得到修正系数与温度、压力和天然气主要组分CH4的摩尔分数的关系曲线.依据该方法对实际运行的调压器出口温度进行工程估算,结果表明估算的调压器出口温度在工程误差允许范围内.     

压缩空气泡沫传输阻力损失研究

通过开展压缩空气泡沫管网输送实验,研究泡沫流量、气液比、泡沫种类对输送管路压力变化的影响规律及摩擦阻力损失。实验结果表明,压力及压力损失随泡沫流量的增大而增大;压力随气液比增大而减小,不同流量下,压力损失随气液比的变化趋势有所不同;1%A类泡沫输送管道摩阻损失较3%AFFF大。研究可为压缩空气泡沫管网输送理论计算提供实验支撑。     

降温降压期间主系统参数控制

核电厂换料大修主系统降温降压期间,要频繁的控制主系统的温度、压力、水装量、硼浓度的变化以满足电厂对于主系统工况的需求。通过对电厂降温降压期间水装量、主系统温度、压力、硼浓度控制方式进行分析并加以优化,来为换料大修降温降压系统控制提供参考。     

间接蒸发冷却与冷凝除湿新风系统性能分析

间接蒸发冷却与冷凝除湿新风系统是一种基于蒸发冷却技术提出的新风处理方式,用于减少建筑物内新风量需求较大时,新风处理过程中所需的能耗。本文选取热回收效率、火用利用效率和系统综合性能系数(COP)作为评价指标对组合系统进行实验分析,着重考察了外界环境温度变化对系统运行性能的影响,分析了该系统降温冷却性能和其适应性。系统COP随进口新风干球温度和含湿量的增大而增大。当回风量偏小时系统热回收效率及火用利用效率随新风干球温度和含湿量的增大而增大,较新风量和回风量相等时的变化趋势相反。     

天然气管网压力能利用工艺的[火用]分析

论述了天然气管网压力能的计算方法，利用天然气压力能进行储气调峰、发电、天然气液化、膨胀制冷的工艺流程。采用透平膨胀机回收利用天然气管道的压力能时，压力[火用]转换为机械功和冷[火用]，机械功大于冷[火用]，充分利用转换的机械功和冷[火用]有利于提高天然气管道压力能的利用效率。     

饱和粉土冻胀过程试验研究及数值模拟

 为了研究温度梯度、冻结速率、土样高度和竖向压力对冻胀的综合影响,在不同试验条件下对饱和粉土进行了一系列一维土柱冻胀试验,试验中测量土样温度、竖向压力、冻胀量和补水量。试验结果表明：在温度场处于准稳态时,冻胀速率与温度梯度成正比例增长关系,冻胀速率随着竖向压力增大而线性减小;定义比冻结速率为冻结速率与土样高度之比,当温度场处于瞬态时,冻胀速率随比冻结速率成幂函数增长,增长率随着比冻结速率增大而减小。提出了综合考虑温度梯度、冻结速率、竖向压力和土样高度的冻胀计算公式,在此基础上推导了考虑水分迁移的冻土热扩散方程,提出了模拟冻胀和温度变化的数值模拟方法,通过一个数值算例计算了冻结过程中的温度和冻胀量变化,并与实测结果对比验证了该方法的可靠性。     

非均匀受火下约束型钢混凝土柱力学性能研究

为了解不同受火条件下型钢混凝土柱截面温度场,同时考察受火方式、火灾荷载比、荷载偏心率、约束刚度比等参数对型钢混凝土柱抗火性能的影响,进行了14个包括四面、三面、相对两面、相邻两面、单面受火条件下轴向约束型钢混凝土柱的抗火性能试验。试验结果表明：受火面数量、受火方位对 型钢混凝土柱截面温度分布有显著影响,升温时间相同时,四面受火、三面受火、两面受火、单面受火试件截面相同位置处所经历的最高温度依此降低;距试件表面距离相同时,型钢翼缘外侧受火面温度比型钢腹板外侧受火面温度略高。受火方式、火灾荷载比、荷载偏心率、约束刚度比对升降温全过程下型钢混凝土柱轴向变形和轴力发展有显著影响,试件受热膨胀变形和降温压缩变形随受火面数的增多而增大;轴向膨胀变形随火灾荷载比的增大而减小,随荷载偏心率的增大而增大;荷载比越大,试件由轴向拉伸状态转为轴向压缩状态的时间越短,压缩程度越高。定义试验实测轴力与初始施加轴力的比值为轴力变化系数,四面受火、三面受火、两面受火、单面受火时,试件升降温后期的轴力变化系数依此递减,轴力变化系数峰值随荷载偏心率和轴向约束刚度比的增大而增大,随火灾荷载比的增大而减小。     

生产参数对沥青质井筒析出影响规律研究

针对油田沥青质井筒沉积问题,开展了生产参数对沥青质井筒析出影响规律研究,研究中采用了压差法,高温高压条件下测定温度、油气比、流速等对沥青质析出压力与再溶解的临界压力的变化规律。研究结果表明,沥青质析出压力(p_(onset))与温度成反比,而沥青质再溶解的临界压力(p_(red))与温度成正比;温度一定,沥青质析出压力(p_(onset))随着油气比增大而增大,即原油中溶解气体量大,沥青质沉积的趋势增大;油气比和温度一定时,流速变化对沥青质的析出压力和再溶解压力几乎没有影响。     

撬装LNG气化站在新农村的应用研究

撬装LNG气化站具有占地面积小、初投资低、建设周期短等特点,特别适用于没有管道天然气的农村地区,结合农村地区的用气特点,本文设计加工了一台撬装LNG气化站。通过监测运行过程中各节点的温度和压力,分析得出空温式气化器出口天然气温度比环境温度低约10℃~20℃。另外,在水浴式天然气加热器的加热功率计算时,需考虑调压器降压带来的温降,以保证最终的供气温度在管道和设备的设计温度范围之内。     

空气冷却除湿过程的理论研究

分析了空气在表冷器中的冷却除湿过程及冷源性能系数COP随蒸发温度变化的规律,提出了一种空气理想冷却除湿过程,给出了空气冷却除湿过程中比焓的数学表达式,建立了空气理想冷却除湿过程冷源综合能效比EER的多项式方程和微分方程。计算得到EER的最大值,并给出空气比焓和含湿量随干球温度变化的曲线。     

天然气灶前压力和温度对供销差率的影响

分析了温度、压力对天然气供销差率的影响机理!测量了灶前压力、温度,通过计算分析,得出了压力、温度未修正对供销差率的影响结果,灶前压力、温度对供销差率有较大的影响。     

天然气燃烧利用效率的评价

分析了天然气燃烧应用过程的类型,论述了天然气燃烧利用过程的热效率和火用效率的计算方法,比较了天然气燃烧应用过程热效率与火用效率。     

混凝土箱梁桥施工监控受温度变化影响及修正分析

依托某混凝土箱梁桥梁施工过程中温度监控过程,进行混凝土箱梁温度变化对箱梁截面应力影响程度分析,比较温度应力的现场实测值及理论计算值的差异,同时利用应变元件进行温度测量和应变测量,找出温度增加与应力增加的关系,从而进行修正。结果表明:温度影响修正前温度应力实测值与理论计算值存在较大差异,修正后的应力误差比修正前明显变小,与理论值更加接近,从而表明基于温度增加与应力增加关系进行应力修正是合适的。