基于LNG气化分段模型的低温动力循环火用分析

构建LNG低温朗肯循环发电系统是冷能利用的主要方式之一。为了提高LNG冷能回收效率,根据LNG气化特性,笔者提出了冷能的分段利用模型,并采用火用分析的方法对低温朗肯循环各环节的火用损失进行了分析,得出如下结论：①LNG气化曲线存在较为明显的分段规律,为建立高效的冷能发电循环提供了基础;②LNG低温朗肯循环发电系统的火用损失主要集中在换热设备当中,因而系统的优化重点应放在对于换热设备尤其是冷凝器的优化上,减少平均换热温差能有效降低换热器的传热不可逆损失;③对LNG按不同温度段进行回收利用,构建梯级循环发电系统,能有效减小循环冷火用损失,提高LNG冷能回收效率。根据LNG气化特性构建的梯级循环流程较单极循环流程而言,总的冷火用损失显著减少,冷火用利用效率提高了16.2%。     

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目前，有关各类电池的研究正在世界范围内迅猛开展，并已经取得了惊人的进步，而天然气作燃料应用于固体氧化物燃料电池则具有很大的发展前景。考虑不同操作条件、气体组成和电池微观结构的影响，建立了用于分析固体氧化物燃料电池发电特性的数学模型；浓差极化的计算采用尘气模型，用来描述多组分气体在多孔电极内的扩散过程；活化极化采用Butler-Volmer方程，欧姆极化遵循欧姆定律，采用MATLAB编写程序；进而结合计算结果讨论了阳极厚度、温度等对电池发电性能的影响，并与实验值进行了比较。     

燃料电池的研究进展及应用前景

燃料电池的特点决定了它具有广阔的应用前景.目前燃料电池的研究与开发集中在4个方面:即电解质膜、电极、燃料、系统结构.固体氧化物燃料电池在应用上虽然还存在一些问题(如电极材料、制造成本、操作温度过高等),但这并未影响其开发研究以及商业化,固体氧化物燃料电池是当今世界能源电池发展的主方向.     

用热管空气预热器可提高管式炉的热效率

在石油炼制加工中,管式加热炉是最大的燃料消耗设备,因此是节能改造的主要对象。节能改造采取的措施主要有:①改善燃烧过程,提高管式炉的热效率。如采用加压燃烧,取代重质燃料油雾化水蒸汽;②改善炉衬绝热性能,降低辐射热损失;③降低高温烟气热损失等。本文就降低烟气损失的措施简介如下。     

天然气直接固体氧化物燃料电池研究进展

天然气直接固体氧化物燃料电池（SOFC）是以未经转化的天然气为燃料，将天然气的化学能直接转化为电能的电化学装置。这种技术的开发和应用对于提高能源利用效率，保护生态环境，满足电力需求有着重大的意义。文章介绍了固体氧化物燃料电池的基本概念、工作原理和优缺点，阐述了SOFC在国内外的开发现状；同时综述了天然气直接SOFC的氧化机理及其阳极材料的研究进展，展望了天然气直接SOFC在我国的发展前景。     

供氢剂及催化剂在火驱中的作用效果研究

为了获得火驱过程中供氢剂以及金属离子催化剂对开发效果的影响规律,以甲酸为供氢剂、铁（镍）基离子溶液为催化剂,考察了它们在稠油火驱过程中提高氧气利用率和燃烧效率的作用效果,研究了添加铁基离子溶液对稀油燃烧稳定性的影响。结果表明：在稠油火驱中加入质量分数0.3%甲酸、0.05%铁基离子溶液后,燃烧稳定性增强,尾气中CO₂、CO含量上升、O₂含量下降,氧气利用率提高了8.27%、燃烧前缘温度提升27℃、采收率提高了7.33%;在稀油火驱中添加0.05%铁基离子溶液后,燃料沉淀量增加,可保证稀油火驱燃烧的持续性。图13表2参14     

石油天然气利用的新途径——燃料电池

燃料电池是继火电、水电、核电之后的第四种连续发电方式,其发电效率可达40％。-60％,热电联供时综合效率可达80％以上,对环境无污染,商业化前景广阔。本文概述了磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池的主要特点及其发展概况,提出了与石油天然气行业相关的问题,建议加强燃料电池的研究。     

LNG卫星站冷能与低温太阳能联合发电循环

针对无工业余热可利用的LNG卫星站,提出LNG冷能和太阳能联合发电循环,该联合发电循环可分为LNG冷能发电系统和太阳能热水系统.对LNG冷能发电系统中的设备进行了火用分析:换热器内的火用损失占流程总火用损的69.23％,泵和膨胀机中存在的火用损失约占总火用损的30.77％;研究了太阳能热水温度、LNG压力、各级膨胀压力...     

管式加热炉三维温度场可视化监测试验研究

文章利用CCD火焰图像探测器和相应的计算机图像采集处理系统,在洛阳瑞昌石油化工设备有限公司的管式加热试验炉进行了炉内炉管表面温度检测及燃烧火焰三维温度场可视化检测试验研究。试验采用的燃烧三维温度场可视化监测系统可提供看火电视、录像、火焰图像存储、燃烧火焰三维温度场及炉管表面温度可视化显示、燃烧器火焰形状识别、现场数据采集、显示及数据库查询等功能。通过燃烧器试验证明,该系统能准确直观地在线检测燃烧器不同燃料组分、不同空燃比、不同加热能力等工况下,炉内温度分布及炉管表面温度分布的变化情况。通过三维温度分布综合分析诊断,可以提供燃烧器燃料量和风量优化调整、灭火预警等指导信息,为管式工业炉安全和经济运行提供新型的现代化的监控手段。     

一段转化炉辅助系统改造

<正> 第一化肥厂一段转化炉的燃料气是炼厂的催化干气。当燃料气中总碳>160时,炉膛内燃烧不完全,火嘴堵塞,影响生产,为此于82年做了如下改造。 1.燃料系统:①增加燃料过滤器,清除燃料气中大部分固体杂质,消除了过去固体杂质堵塞烧嘴的现象。②增设燃料蒸发加热器、燃料过热器,解决了气体燃料带液问题,改善了烧嘴燃烧条件。 2.辅助燃烧炉改造:取消了原有的辅助燃烧炉,参考引进的一段炉过热器后烧嘴的结构,根据第一化肥厂的条件,设计了新烧嘴,将6个这样的烧嘴布置在一段炉的过渡段上。解决了原辅助燃烧炉烟气含氧量高达15.4％的问题。     

OPERATION AND EFFICIENCY OF CYCLIC COAL BURNING ENGINES

A method of burning porous solid fuels in a fixed bed and in pellet or chunk form is described wherein compressing the fuel with air forces oxygen deep into the fuel pores where primary reaction occurs. Subsequent expansion brings the primary re action gases out of the fuel pores where secondary reaction with additional oxygen can occur. Useful mechanical work can be produced by carrying out this compression-reaction-expansion process within a piston engine or within a gas turbine engine. Maximum useable engine speeds are not limited by burning rates but by pressure drop due to gas flow into and out of the fuel pores. Approximate thermal efficiency relations are presented which show the piston engine process to be less efficient than the turbine engine process due to incomplete expansion in the piston engine. Engines using this cyclic porous burning are somewhat less efficient than engines using constant volume burning at minimum volume, as in Otto engines, or constant pressure burning at maximum pressure as in Brayton engines. This latter efficiency difference is due to the cyclic burning being distributed throughout the compression and expansion rather than occurring all at the end of compression.     

OPERATION AND EFFICIENCY OF CYCLIC COAL BURNING ENGINES

ABSTRACT

A method of burning porous solid fuels in a fixed bed and in pellet or chunk form is described wherein compressing the fuel with air forces oxygen deep into the fuel pores where primary reaction occurs. Subsequent expansion brings the primary re action gases out of the fuel pores where secondary reaction with additional oxygen can occur. Useful mechanical work can be produced by carrying out this compression-reaction-expansion process within a piston engine or within a gas turbine engine. Maximum useable engine speeds are not limited by burning rates but by pressure drop due to gas flow into and out of the fuel pores. Approximate thermal efficiency relations are presented which show the piston engine process to be less efficient than the turbine engine process due to incomplete expansion in the piston engine. Engines using this cyclic porous burning are somewhat less efficient than engines using constant volume burning at minimum volume, as in Otto engines, or constant pressure burning at maximum pressure as in Brayton engines. This latter efficiency difference is due to the cyclic burning being distributed throughout the compression and expansion rather than occurring all at the end of compression.     

用燃气轮机尾气加热工艺炉进料的新流程及优化设计

提出了燃气轮机尾气先加热邻近工艺炉进料,再送余热锅炉发生蒸汽的新流程。与原来燃气轮机尾气直接进入余热锅炉发生蒸汽的流程相比,虽然余热锅炉产汽有所减少,但工艺加热炉却节省了等热值的燃料,因燃料能级远高于蒸汽,故尾气能量借助跨单元热集成实现了升级利用。建立了新流程的机理模型,并基于模型实施了新流程优化设计。设计变量是新增尾气换热器面积和尾气换后温度,设计目标是系统增益最大+过程?损最小,最优化计算工具采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-I)。某炼油厂100 MW热电站与5.0 Mt/a原油蒸馏装置常压炉的热集成表明,常压炉燃料消耗减少4404 kg/h、系统增益1.63×107CNY/a、过程?损减少10.8%,说明新流程是可行的,可实现系统收益和热力学特征双进步。     

油页岩固体热载体综合利用系统工艺模拟

结合循环流化床锅炉构建了一套油页岩固体热载体综合利用系统,以锅炉产生的高温循环灰为油页岩干馏提供热量,并集成燃气-蒸气联合循环和常规蒸气轮机发电机组实现油-电联产。利用Aspen Plus软件对所构建的系统进行建模,结合公朗头矿区油页岩样品的物性数据,计算系统的物流参数和发电功率,并探讨了循环灰温度和油页岩干馏比例对系统的影响。结果表明,提高循环灰温度将降低系统的灰岩比,同时有利于提高系统的发电功率,但系统总发电效率会有所下降;增大油页岩干馏比例能提高页岩油的产能,系统能效呈上升趋势,同时也增加了燃气-蒸气联合循环机组的发电功率,但系统总发电功率却急剧下降。     

福建炼油化工公司溶剂脱沥青/汽电一体化技术方案与分析

介绍了福建炼油化工公司扩建中准备采用的汽电一体化技术 ,该技术包括 :①用部分氧化工艺加工劣质重沥青 ;②为炼油厂提供氢气 ;③为燃气轮机发电和产汽提供清洁的燃料气 ;④回收硫磺并解决环境污染问题。溶剂脱沥青加汽电一体化方案内部收益率 15 .84% ,投资回收期 7.2 4年     

燃气轮机-加热炉联合系统集成优化研究

通过对燃气轮机-加热炉联合系统进行集成建模,提出了一定加热炉约束条件（包括工艺加热目标约束和主要设备参数约束）下的联合系统集成优化方法。通过该方法可以计算出联合系统的最佳燃气轮机配置方案和最佳操作方案;并能对加热炉系统进行核算,提出为适应联合系统优化操作需要进行加热炉局部调整的建议;同时,还能对系统进行火用分析,说明改进前后的火用损分布以及系统火用效率。国内某12 Mt/a炼油厂常压蒸馏加热炉的工业应用,结果表明该方法是可行的,指出如果为该加热炉配置一个出功13.43 MW的燃气轮机,联合系统多耗燃料的发电效率将达到55％,系统将新增效益1 368万元/年。     

A neuron net method of reducing pollutant discharges in burning organic fuel at thermal power stations

A new scientifically sound method has been developed for reducing pollutant discharges on burning organic fuel in thermal power stations, which is based on artificial neuron nets. A neuronet model and a control system are proposed for the burning of gaseous fuel at thermal power plants. Testbed data have confirmed the viability of the proposed control system for burning gas fuel.     

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为了降低燃煤电站锅炉NO_X的排放水平，利用主燃区煤已生成的NO_X遇到再燃燃料在还原性气氛中产生的未完全燃烧中间产物HCN基团、NH_i基团时会被还原为N₂的燃料分级再燃技术，作为最为有效的炉内技术措施可以降低我国燃煤电站锅炉NO_X的排放浓度。根据甲烷和两种合成煤气为再燃燃料对降低燃煤产生的NO_X还原效果基本相同的试验结果，指出可利用部分天然气作为再燃燃料降低“西气东输”沿线城市及天然气产区现有燃煤电站锅炉NO_X较高的排放浓度，把NO_X的排放浓度控制在400 mg/m3或更低水平。同时，由于采用再燃技术后入炉燃煤所占热量可减少10％～15%，燃燃烧过程中所产生的SO₂排放水平也得到降低，从而实现同时降低NO_X和SO₂排放量的双效目标，使我国日益严重的酸雨态势得以改善，实现环境效益与国民经济持续快速发展相互协调的目标     

对二甲苯氧化反应器冷态模拟实验研究

采用内径为0.384 m的搅拌反应器,把3种搅拌器与气体分布器组合,研究对二甲苯(PX)氧化的气液固三相体系中,固体和气体对搅拌功耗、气体分散和固体悬浮的影响规律。实验结果表明,直叶涡轮组合桨在气液两相体系中的通气功率比不通气功率下降很多,固体的存在会减缓通气后功率的下降;气液两相体系中的气含率比气液固三相体系中的气含率大,固体的存在对气体的分散起阻碍作用;对于PX氧化反应器,斜叶涡轮和斜凹叶圆盘涡轮组合,配合多管式气体分布器的气液分散效率很高,并具有较好的固体悬浮能力。