基于吸收式热泵的锅炉烟气余热回收工艺系统性能研究

为提高锅炉烟气余热综合利用效率,降低锅炉热损失,基于溴化锂吸收式热泵原理,开发了锅炉烟气余热回收工艺系统;采用理论分析方法,分析了系统的性能及其动态特性。分析结果表明:具有良好的制热效率并能有效节省锅炉燃煤量,减少CO_2的排放;年节省标准煤量为5.13×10~5 kg,年减少CO_2排放量4.04×10~5 m~3;制热系数随蒸发温度增加略有减小,但变化趋势基本保持不变;热能转换率随循环水温差增大而逐渐升高;回收量标准煤与循环水温差紧密相关,受其他因素影响较小;热能转换率与减少CO_2排放量呈正线性关系。以上结论为锅炉余热回收系统分析计算提供了理论依据。     

基于Aspen Plus模拟的气体多级压缩过程(火用)分析

以某实际裂解气压缩过程为背景,建立了Aspen Plus流程模拟模型,分析了两种多变压缩过程模拟模型的特点及应用前提。根据热力学原理,对粗裂解气在绝热、等温以及多级压缩增设中间冷却等条件下的压缩过程进行了(火用)分析。结果表明:气体压缩过程中(火用)随压力的上升而增大,而在级间冷却过程中总(火用)则相应下降;压缩级数越多,压缩过程(火用)效率越高,但增幅逐渐平缓。五级压缩过程的实例研究结果表明,过程(火用)增加约2 350kW,过程(火用)效率为62.67%,回收热(火用)潜力为476kW。     

油气田在用燃气轮机系统的热力学分析及改进建议

目前油气田在用的燃气轮机系统实际运行指标（热效率及火用效率）与设计数值相差很大，使燃气轮机系统的性能未能得到充分发挥，达不到预期的经济效益，限制了燃气轮机在油气田的进一步推广。为此，对油气田在用燃气轮机的运行特性进行分析，其主要问题是余热锅炉运行时间短、负荷率低。根据燃气轮机热电联产系统特点，给出了热力学分析（能量平衡分析和火用分析）方法、评价准则及计算公式。利用实测运行参数，对一油气田在用燃气轮机系统进行了运行工况下的热力学分析。测算分析结果表明，该系统运行效率偏离设计值较远，运行效率较低。在各子系统的能量损失分布中，余热锅炉能损系数最大；火用损分布中，燃烧室火用损系数最大，其次为余热锅炉，表明燃气轮机的燃烧室和余热锅炉为系统能量利用的薄弱环节，为重点改造对象。建议扩大集中供热范围、采用余热发电和循环蒸气回注等提高运行效率的措施。     

基于LNG冷能与太阳能驱动的ORC系统性能分析

为有效利用液化天然气（LNG）冷能,提出了一种基于LNG冷能与太阳能驱动的有机朗肯循环（ORC）系统。分别选择丙烷、丁烷、戊烷和己烷为ORC工质,分析了工质、不同区域日照时数和LNG流量对系统性能的影响。结果表明,采用己烷作为ORC工质时,LNG冷能回收量、系统净功、(火用)效率和综合效率高于其他3种工质,而总(火用)损则相反;日照时数增长有利于系统性能提升,故北方地区优于南方地区;LNG流量增大时,LNG冷能回收量、系统净功、(火用)效率和综合效率增大,总(火用)损平缓升高。     

再生烟气能量回收系统的分析

３号ＦＣＣ再生烟气能量回收系统在１９９８年４月随装置同步投运，并获得了显著的经济效益，但因各种实际因素制约，能量回收效率与设计值有一定差距，通过对烟气能量回收系统综合分析，找出差距，充分发挥烟气能量回收系统的能力，使机组“安、稳、长、满、优”运行，进一步做好节能工作。     

再生烟气能量回收系统分析

３＃ＦＣＣ再生烟气能量回收系统在１９９８年４月随装置同步投运，并获得显著的经济效益，但因各种实际因素制约，能量回收效率与设计有一定差距。本文通过对烟气能量回收系统综合分析，找出差距，采取了一些措施，充分了烟气能量回收系统的能力，并使机组能够“安、稳、长、满、优”运行。     

负荷率对炼油厂装置能耗影响的分析及估算方法

装置负荷率对能耗或用能效率有颇大的影响。本文在分析了负荷率对能耗影响的一般规律基础上,按照散热、蒸汽、用电和其它等四个方面,深入剖析了各种设备与用能项目的效率和能耗随负荷率而变化的机理和规律,导出了相应的关联式。不仅有助于在理解的基础上,采取相应措施,减少因低负荷运行而致的能耗的增加。而且可以利用能量平衡数据定量估算在不同负荷率下运行时装置的能耗。     

套管式流化床传热特性的数值模拟

为探究套管式流化床在不同操作参数下的传热特性,对自搭建的套管式流化床进行了基于欧拉-欧拉法的三维数值模拟,并进行准确性验证,考察了不同的环形区烟气流速、表观气速和床料颗粒粒径对流化床内传热特性的影响。实验结果表明,提高环形区域内的热烟气流速可以有效地提高热烟气与内管壁面间的对流传热系数,但对外壁面温度的影响较小;颗粒相与内管壁面和载气间的对流传热系数随颗粒直径的增大而减小,颗粒相平均温度随粒径的增大而下降;随表观气速的增大,管内流体与壁面间的对流传热系数会先上升,并在表观气速为1.1 m/s时达到峰值,后随表观气速的进一步增大而逐渐下降。     

火电锅炉烟气余热利用概述

据研究表明,火力发电中最大的热损失就是排烟热损失,而回收锅炉烟气的排热量越多,电厂的发电效率就越高;反之,回收锅炉烟气的排热量越少,电厂的发电效率就越低。由此可见,火电锅炉烟气余热的合理利用是非常有必要的。现如今,大多数的电力企业都是利用锅炉内的烟气余热进行回收发电。这种发电方式能够有效的促进发电量以及发电效率的提高,也大大降低了燃料的消耗量,从而起到了节能减排的作用。若是锅炉排烟温度过高,会对燃煤电厂的正常运行产生影响,也会降低燃煤电厂的经济效益。因此,本文对火电锅炉烟气余热的利用进行探讨及研究。     

微燃机天然气冷热电三联供系统热力学分析

天然气冷热电三联供技术(Combined Cooling Heating Power,CCHP)是指用天然气驱动发电机发电，回收余热用于冬季供热、夏季供冷的综合能量系统。同济大学与意大利国土资源部合作，搭建了微型燃气轮机现场实验机组，展开面向用户的微燃机CCHP系统应用与优化研究。为此，采用能量平衡、火用平衡等热力学分析方法，对CCHP系统进行了分析，得到了能流、火用流平衡情况。与常规能源系统(火用效率27%～28%)进行了对比，微燃机CCHP系统(火用效率33%～39.6%)不仅在能源利用的经济性方面更为合理，一次能源利用率也高于常规系统。在选择余热制冷设备时，要注意微燃机烟气量较大而温度水平偏低的特点，有针对性地进行合理设计。     

五宝场气田三甘醇脱水装置优化分析

针对常用三甘醇脱水工艺存在“计量泵的出口压力和流量波动较大,泵流量调节不便,换热效果差,甘醇再生热负荷大”的不足,五宝场气田三甘醇脱水装置采用先进的齿轮泵和高效的波纹板式换热器,取消了泵出口缓冲罐、甘醇贫液水冷却器及循环水系统。为此,论述了该气田三甘醇脱水装置工艺流程及设计特点,探讨了现有三甘醇脱水装置中甘醇泵和甘醇贫富液换热器存在的问题,分析了装置的优化设计。该装置的成功运行表明：与同类常规三甘醇脱水装置相比,采用先进的齿轮泵和高效的波纹板式换热器,三甘醇脱水装置的再生塔重沸器热负荷降低了54 kW,燃料气用量减少了8 m3/h,其单位综合能耗降低了72 MJ/104 m3,节能效果明显。     

SVDS脱硫技术在硫磺回收装置的工业应用

为了满足GB 31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》的规定,提升区域环境质量,对广泛应用于催化烟气的脱硫技术进行了适应性改造,增加了气-气换热器和高效除雾器等设备,形成适合硫磺回收装置的文丘里脱硫技术(SVDS),并在独山子石化硫磺回收装置进行了工业应用。改造后,排放烟气中SO₂质量浓度从300 mg/m³降至30 mg/m³以下,满足GB 31570-2015中特别排放限值地区SO₂质量浓度的排放要求。在文丘里脱硫技术运行过程中,先后出现气-气换热器压降升高及碱液泵泵壳和叶轮腐蚀的问题,并制定了相应的解决措施,保证了碱洗设施的长周期运行。      

裂解汽油加氢装置的节能改造方案

采用Aspen Plus流程模拟软件对一种典型裂解汽油加氢装置工艺流程进行了模拟计算,并对换热网络进行了夹点分析,结合实际生产运行情况,对装置进行了用能分析。模拟结果表明,裂解汽油加氢装置存在换热网络跨夹点传热量大、二段加氢反应器进料加热炉热效率低、二段加氢反应器出料水冷却器有效能损失大、脱C5塔进料温度低造成塔的加热蒸汽消耗量大等问题。提出了包括二段加氢反应器进出料换热采用高效换热器、二段加氢反应器出料循环氢气采用热分离流程和优化换热网络等内容的改造方案;分析了改造方案的可行性,估算了改造的投资和收益情况,通过改造可显著降低裂解汽油加氢装置的能耗。     

圆弧形凸台板式热交换器传热及流阻性能数值分析

采用计算流体动力学模拟方法,对板式热交换器圆弧形凸台板片进行数值模拟,并将烟气出口温度模拟结果与相关文献中的试验数据进行比对分析,验证了数值模拟的准确性.运用Fluent软件,对圆弧形凸台板片烟气侧传热和流阻性能进行数值模拟分析.不同凸台倾角时流道内温度场和压力场的分布情况表明,随着凸台倾角的减小,热交换器传热效果变好...     

催化裂化分馏与换热过程模拟及综合优化

以国内某设计规模为240×104 t/a催化裂化(FCC)装置为背景,采用流程模拟系统Aspen Plus建立催化裂化反应油气分馏过程模拟模型;采用夹点分析和?分析方法对FCC装置的分馏及换热过程用能进行分析评价,找出过程用能瓶颈,对分馏与换热过程?损失偏大的问题提出相应的节能改进措施。结果表明：通过优化调整主分馏塔回流取热比例,合理提高高温位回流取热量,过程?总量32.71 MW增加到34.03 MW,?效率提高了4.0%;经换热网络优化后,装置多产压力为3.5 MPa的蒸汽流量约13.4 t/h,吸收稳定系统节约压力为1.0 MPa的蒸汽流量约11 t/h,产品油浆高温热量回收0.81 MW,过程低温余热回收增加2.91 MW,换热过程?总量从24.83 MW增加到27.70 MW,过程?效率提高了11.5%。     

多层不锈钢波纹管换热器的研制与运行测试

压缩机中间换热器是天然气输送生产中的关键设备 ,换热器管束腐蚀、结垢和堵塞等故障 ,使水流不畅 ,换热效率下降。鉴于此 ,研制了多层不锈钢波纹管换热器 ,可使管内流体产生扰动 ,形成内壁的涡旋流 ,破坏边界层和污垢层的厚度 ,并增加换热系数。运行测试表明 :(1 )波纹管换热器的换热效率高于普通列管式换热器 ,其天然气出口温度完全满足压缩机的工作温度要求 ;(2 )换热器采用多层不锈钢波纹管管束 ,能适应较大的温差应力 ,不结垢 ,耐腐蚀 ,不泄漏 ,克服了普通单层不锈钢波纹管的“点腐蚀” ,压缩机运转正常平稳 ,运行周期大大延长     

煤气发生炉出口余热回收

为有效降低煤气发生炉出口的煤气温度（500～600℃）,节约能源,减少其对环境的污染并利用这部分热量,在煤气发生炉出口设置余热回收热交换器,利用高温煤气来加热给水产生低压水蒸气,供生活使用。在热交换器负荷改变的情况下进行了不同工况的设计计算。结果表明,对于给定的结构参数,煤气处理量增加时,热交换器的传热性能提高。在煤气发生炉出口设置热交换器后,煤气出口温度显著降低,减少了热量浪费,并且减少了对环境的污染破坏。     

重油催化裂化装置再生烟气线路技术改造及效果分析

中国石化北京燕山分公司2.0 Mt/a重油催化裂化装置在上一个周期的运行时间超过1 100天,再生烟气线路存在如下问题：烟道内多处衬里裂缝或开裂、高温取热器入口三处膨胀节腐蚀开裂,导致运行末期局部超温;高温取热器及余热锅炉存在积灰结垢现象,取热能力不足,导致运行末期余热锅炉出口温度高于200 ℃;高温取热后蒸汽过热器管束多处因碰撞造成硬伤,一条管束爆裂;烟机入口管线及临界喷嘴管线多次泄漏。检修期间对再生烟气线路进行了技术改造,大面积更换及修复衬里,更换膨胀节,对烟机入口管线材质进行升级,增设四级旋风分离器及临界喷嘴免维护系统,在余热锅炉出口增设复合相变换热器。改造后烟气外排温度降至150 ℃,再生线路无超温现象,在长周期高效经济运行方面取得了良好的效果。     

连续重整装置进料换热器腐蚀内漏原因分析和对策

连续重整装置进料换热器更换为国产板壳式换热器,运行几年后其热端温差由投用初期18.5℃上升至45.0℃,重整生成油环烷烃质量分数也从1%升高至4%左右,说明换热效率下降,同时发生了内漏。分析认为结焦、结垢、堵塞、腐蚀等是造成换热效率下降的主要原因,同时由于换热器板片结垢堵塞致使其长期受热不均,产生的应力变化造成板片被撕裂,发生内漏。详细介绍了装置停工堵漏修复的经验方法,并总结了利用优化进料、提高换热器入口温度、控制循环氢杂质、采用低流量保护等确保进料板式换热器长周期运行的方法。     

换热器系统的能质传递有效度

基于热力学能质传递理论定义并导出了换热器系统的能质传递有效度计算公式,系统地讨论了传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型对换热器系统能质传递有效度的影响,比较了换热器系统的能质传递有效度与换热器系统的传热有效度。结果表明,对于由多台结构和流型相同的换热器串一并联组合而成的换热系统,当其中的每台换热器为逆流布置时其热力学性能最佳;在相同的情况下,换热器系统的传热有效度总是大于换热器系统的能质传递有效度,且换热器系统的能质传递有效度和换热器系统的传热有效度以及两者之间的差值随传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型的变化呈现不同的规律。