过热蒸汽管道热媒运行状态参数分析

本文建立了过热蒸汽管道水力、热力计算的模型,并编写了计算程序,针对一根1200m长架空敷设的过热蒸汽管道,分别讨论了当管道内蒸汽流量、始端温度、始端压力、管径变化时,管道内温度、压力等参数沿程变化规律,以指导实际工程设计及运行.     

蒸汽管道用户端热力水力响应仿真

综合考虑蒸汽在管道中流动过程的热力、水力耦合因素以及动态特性,建立基于Modelica语言的单根蒸汽管道输送动态仿真模型。以上海地区某化工园区某段架空蒸汽管道的热源蒸汽运行参数(压力、温度、质量流量)作为模型仿真输入,仿真计算用户蒸汽运行参数(压力、温度),将仿真值与实测值进行对比,验证仿真模型的计算精度。利用仿真模型对用户端的热力响应、水力响应进行研究。计算精度验证结果表明,仿真值与实测值比较吻合,用户蒸汽温度仿真值与实测值的最大相对误差为3. 1%,用户蒸汽压力仿真值与实测值的最大相对误差为-0. 6%,仿真模型的计算精度可满足工程要求。对于热力响应,用户蒸汽温度的响应明显滞后于热源蒸汽温度变化,蒸汽热网具有比较强的热惯性。对于水力响应,用户蒸汽压力对热源压力的变化响应迅速,用户蒸汽质量流量对热源质量流量的变化响应迅速。     

中压蒸汽管道液压试验压力的确定

通过对延迟焦化装置中的3．5MPa中压蒸汽管线进行压力试验，重点讨论了设计温度高于试验温度时，管道系统水压试验压力的确定。     

600MW锅炉加装憋压阀后对汽温调整的影响

本文主要研究某电厂600MW机组给水泵出口压力不能在所有工况下满足锅炉减温水压力的问题。如果锅炉承受各种负荷,减温喷水量将发生明显变化。在低负载下,蒸汽压力低,因此,随着汽压的降低,水蒸汽汽化增大。但是,由于一个锅炉的蒸发受热面与过热受热面温度之比是恒定的,所以减温水量极度增加,这导致减温水系统的阻力,随着锅炉负荷的变小,总体趋势略有增加。如果给水泵的出口压力不满足锅炉的减温水压力,则在省煤器入口和主给水门之间安装一个减压阀,增加减温水压力,降低过热汽温。     

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。     

严寒地区矩形钢管混凝土截面温度分布试验

为研究严寒地区钢 混凝土组合结构的温度荷载,以西宁市作为严寒地区的代表,在现场进行了水平放置带加劲肋的矩形钢管混凝土构件截面温度场测试试验,对日照作用下钢管混凝土构件截面温度分布进行了研究。同时还将矩形钢管混凝土构件的三维温度场简化为二维温度场,建立了ABAQUS有限元热力学分析模型,在考虑太阳辐射、风速以及环境温度等参数的作用下提出了构件截面温度场有限元计算方法。结果表明:钢管混凝土构件钢管测点及管内混凝土测点温度的实测值均与有限元计算值吻合良好;考虑日照作用的矩形钢管混凝土截面温度场为非均匀温度场,构件截面存在着明显的温度梯度;钢管温度受到环境温度的直接影响,其温度变化略微滞后于环境温度变化,温度极值明显大于环境温度极值;管内混凝土的温度则受到环境温度的间接影响,其温度变化明显滞后于环境温度变化,温度极值则小于钢管温度极值;矩形钢管混凝土截面温度分布还会受到管内纵向加劲肋的影响,该加劲肋增大了其与混凝土的接触面积,减少了管内混凝土温度变化的滞后程度,降低了构件截面的梯度温差。     

饱和蒸汽管道最小安全流量的分析与计算

利用伯克流型图及伯克参数模型分析饱和蒸汽管道的气液两相流流动状态,判断两相流流型,指出随着蒸汽流量的减小,气液两相流开始呈柱状流时蒸汽管道即可能发生汽水冲击,此时的蒸汽流量即为最小安全流量。通过饱和蒸汽管道算例在模型中的理论演算,发现伯克参数随蒸汽流量变化的分布规律,并据此得到饱和蒸汽最小安全流量的计算方法。根据伯克参数曲线随饱和蒸汽参数、管径、保温材料、疏水等因素变化的特性,给出了避免饱和蒸汽管道流量降低时发生汽水冲击的方法。     

双级压缩空气源热泵制热性能仿真优化

建立了变容量双级压缩热泵系统的仿真模型,通过实验数据对仿真模型进行了验证,并利用仿真模型对该系统进行了运行优化分析。结果表明,在冷凝工况固定时,低压级压缩机最优运行频率与环境温度近似呈线性变化,且随环境温度降低而增加;实际运行最优中间压力高于几何平均压力,其比值在1.20~1.56之间变化;所建立的低压级压缩机最优运行频率回归公式以蒸发、冷凝温度或蒸发、冷凝压力为变量,形式简单但具有足够的精度满足运行控制的需要。     

冷凝内热源式液体空调再生器模拟研究

本文对以冷凝热为热源的LiCl溶液再生器进行仿真模拟,阐述了模型的建立及参数的选择。考虑利用冷凝热对除湿溶液进行再生,将管壁边界条件设为恒壁温,在恒壁温边界条件下,分别研究了溶液入口流速、温度及浓度、空气入口流速及温度与再生器出口参数的关系,得到空气出口温度随着空气入口温度、氯化锂溶液温度、浓度增加而增加;空气含湿量沿空气流动方向逐渐增加,并且随溶液入口温度、空气入口温度增加而增加;出口浓度随着入口氯化锂溶液浓度增加而增加等规律,当其他入口参数不变,溶液浓度达到34%时,溶液的再生量为11.3%。     

深层页岩气水平井井筒瞬态温度场研究与应用

深层页岩气水平井钻井过程井筒瞬态循环温度对旋转导向工具的选择具有重要作用。基于井筒与地层间的对流换热机理及能量守恒原理,建立了井筒瞬态温度场模型;分析了循环时间、排量、水平段长度和入口温度对井筒瞬态温度的影响;优选了页岩气水平井轨迹控制方法,提出了降低井底循环温度的工程措施。结果表明,上部井段环空钻井液循环温度随循环时间和排量的增加而增加,而下部井段环空钻井液循环温度反而降低;随着水平段长度增加,环空钻井液循环温度增加,水平段越长,循环降温效果越低;随着钻井液入口温度增加,钻井液出口温度增加,下部井段环空钻井液循环温度随入口温度的变化较小。当垂深超过4 000 m后,水平段较短时,可采用旋转导向钻井工具;水平段较长,井底循环温度高于135℃后,推荐采用螺杆配LWD测量工具。采用增加循环时间、排量及边循环边下钻的方式可降低井底循环温度,以确保旋转导向工具和LWD工具处于安全工作温度内。     

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。     

螺旋管结构对超临界甲烷换热特性的影响分析

采用数值模拟方法,对螺旋管结构参数(螺旋管内直径、螺旋直径及螺旋升角)对超临界甲烷在螺旋管内流动换热特性的影响进行研究。通过螺旋管内表面传热系数及比摩擦压力降表征管内流动换热性能,对螺旋管出口横截面的流速与温度分布进行分析。结果表明：螺旋直径及螺旋升角相同时,随着螺旋管内直径减小,表面传热系数达到峰值时的入口温度及峰值、比摩擦压力降均增大。螺旋直径及螺旋升角相同时,随着螺旋管内直径增大,出口横截面的平均流速逐渐增大,管道内的高温流体所占横截面面积越大且越贴近壁面,且横截面最高温度增大。螺旋管内直径及螺旋升角相同时,随着螺旋直径增大,管内表面传热系数峰值小幅度降低,不同入口温度范围表面传热系数与螺旋直径呈现不同变化规律。此外,比摩擦压力降随着螺旋直径增大而逐渐降低。螺旋管内直径及螺旋升角相同时,随着螺旋直径减小,出口横截面流速增大且横截面流速的分层现象越明显。随着螺旋直径增大,管内高温流体所占横截面面积逐渐减少且逐渐远离壁面,同时横截面温差降低。螺旋升角对超临界甲烷在螺旋管内的流动换热性能影响较小。     

蒸汽管道安全阀出口管道布置

蒸汽管线安全阀排放管线布置存在多种方式,排放管线设置不合理,可能会存在安全隐患。对此,论文主要探讨蒸汽管道上安全阀的出口管线布置,包括安全阀出口管线水平排放、朝上排放等,并提出安全阀出口管线管道支架布置方法,从而在保证工艺要求的同时满足安全排放及检修的要求。     

环境条件对燃气-蒸汽联合循环机组性能影响

环境条件的变化会对燃气轮机及燃气-蒸汽联合循环发电机组运行产生影响。以GE 6FA.03燃气轮机为例,定量计算了环境温度及大气压力的变化对机组满负荷功率及热效率的影响。环境温度升高会导致燃气轮机热效率、燃气-蒸汽联合循环热效率、燃气-蒸汽联合循环机组功率的降低,且环境温度对燃气-蒸汽联合循环机组功率的影响最为明显;大气压力升高会一定程度上提高燃气轮机和联合循环的热效率和功率,但是其造成的影响远低于环境温度变化的影响。     

超临界CO2在水平螺旋凹槽管中传热和压降特性的数值研究

采用RNG K-ε模型对超临界CO₂在水平螺旋凹槽管和光管管内的冷却换热特性进行了数值模拟，并对速度场、温度场及涡量进行了对比分析，证明了螺旋凹槽管比光管具有更好的换热性能。探究了在不同入口雷诺数、入口压力及有无浮升力条件下，螺旋凹槽管整体换热性能的变化。结果显示：螺旋凹槽管的换热系数随着入口雷诺数的增大而增大，而在不同入口压力下，换热系数与比热容的变化趋势一致；在不同入口压力和入口雷诺数条件下，螺旋凹槽管的换热系数都在拟临界温度附近达到最大值；有浮升力可以增强换热强度，且主要表现在拟临界温度附近，随着雷诺数增大，重力引起的浮升力效应更明显；压降随着入口压力和入口雷诺数的增大而增大，随温度单调降低，随着超临界CO₂温度的升高，低温状态下压降急剧降低，在拟临界温度后开始缓慢变化。     

严寒地区被动式建筑地道风系统应用分析

严寒地区被动式建筑新风采用地道风系统可有效降低建筑能耗.以哈尔滨地区为严寒地区代表城市,研究了不同地层深度下的土壤温度,针对钢筋混凝土和不锈钢两种材质的管道,分析了入口温度、 管道风速、 管道直径、 管道数量对地道风出口温度的影响.综合考虑地道风出口温度,管道成本和工程成本等因素,严寒地区地道风系统埋深宜在6～9 m范...     

考虑凝结水的蒸汽管网稳态水力热力耦合分析

为了指导蒸汽管网的设计与高效运行,提高热能利用效率,助力节能减排,建立了考虑凝结水的蒸汽管网稳态水力热力耦合计算模型,通过SIMPLE算法实现了模型求解,并基于天津某蒸汽管网实测数据验证了模型的准确性。对蒸汽管网中产生凝结的影响因素及凝结水对蒸汽管网特性的影响进行了分析。结果表明：相较于摩阻系数,蒸汽管网的热损系数对凝结水的产生具有更显著的影响;是否考虑凝结水,对蒸汽管道水力特性计算结果的影响很小,但对其热力特性计算结果的影响较大,忽略凝结水导致管道内蒸汽温度最大计算误差为16.2℃。     

蒸汽供热管道局部压力损失计算

对饱和蒸汽供热管道常用压力范围进行设定以简化蒸汽密度计算，给出了与沿程压力损失计算法配套的局部压力损失计算式，使压力损失计算法更加完整，可以更好地解决蒸汽供热管道水力计算问题。     

蒸汽发生器一次侧流阻数值模拟研究

采用CFD的方法 ,分别采用k-ε湍流模型和SST湍流模型对蒸汽发生器一次侧流动阻力进行数值模拟,获得了蒸汽发生器一次侧入口段、U形管段及出口段的压降,并将CFD计算结果与按经验公式计算结果进行对比分析,提出了对经验公式修正建议。     

埋地天然气管道与直埋蒸汽管道间距的探讨

在城市热力管网的城市中,处理天然气管道与直埋蒸汽管道相互关系是常见情况。实际运行中,出现许多直埋蒸汽管道遭第三方施工损坏及管道外壁温度超限的情况,对临近天然气管道的安全构成威胁。本文通过实测结合理论计算的方式,在直埋蒸汽管道外壁温度超限时,分析直埋蒸汽管道周边土壤温度场分布情况及直埋蒸汽管道对天然气管道的影响,并给出了天然气管道与直埋蒸汽管道间距控制与安全运行的建议。