增强型地热系统井筒-储层耦合数值模拟分析

干热岩是指地下3~10 km处低渗透性的高温岩体。增强型地热系统(EGS)是利用水力压裂等作业措施形成人工热储层,通过注入载热流体以经济地开采出干热岩中热能的人工地热开采系统。目前,关于干热岩储层开采潜力是否满足商业开采目标,以及如何提高EGS开采潜力是EGS研究的重点。文章首先对EGS的发展及技术可行性进行了概述,然后以松辽盆地为研究场地,以水为载热工质,采用井筒-储层耦合数值模拟程序T2WELL对储层开采潜力进行了定量研究,并通过不确定因素和参数分析探讨了优化EGS开采潜力的可行方案。不确定因素和参数分析表明,储层初始温度、裂隙间隔、布井方式是影响储层开采潜力的关键因素,渗透率对储层开采潜力影响较小。     

增强型地热系统中溶解二氧化碳对热储层溶蚀作用的实验研究

增强型地热系统(EGS)是通过人工形成热储层的方式从深部低渗干热岩体中经济地开采地热能的人工地热系统。为了增强热储层的孔隙度和渗透率,需要对热储层的人工裂隙实施化学刺激,增加深部岩体中地热能的采收率。文章针对松辽盆地地热储层岩石对CO_2的反应进行了实验研究,分别对目标储层的流纹岩和花岗岩进行了高温高压水-岩-气研究,结果表明,在溶解CO_2的作用下,石英、钾长石、钠长石和方解石均出现了溶蚀现象,其中方解石的溶蚀最为强烈。实验中发生了石英、伊利石和含"C"新矿物的沉淀反应。     

增强型地热系统水力压裂与双井连通实验仿真研究

增强型地热系统（Enhanced Geothermal System, EGS）作为未来新能源和清洁能源利用的一个重要方向,受到了世界各国的广泛关注。一直以来,野外试验场的工程实践和数值模拟分析是进行EGS研究的两种主要方式。本文通过实验室规模的小型试验系统,对EGS的水力压裂、裂隙监测、生产井定位和注水测试进行了仿真,成功实现了注入井−热储层−生产井的水力连通,分别以定井口压力和定注水流量进行水力测试。试验结果表明,热储层的裂隙开度会随着水力特性而发生变化,注水压力较大时热储层的裂隙具有更大的开度和渗流能力。从提升热储层经济性的角度考虑,实践中应当在较大注水压力时对热储裂隙结构进行加固处理。     

EGS地热能开发过程中水岩作用对热储层特征的影响

增强型地热系统(EGS)是一种从地下深部低孔低渗高温岩层提取大量热能的能量利用工程,通过注水孔注入的冷水在高温岩层中循环实现热量的提取。在EGS地热能开发过程中,冷水的循环扰乱了地下深部水岩系统的热平衡和化学平衡,导致部分矿物溶解或沉淀,进而改变储层的孔隙度和渗透率。文章利用不锈钢密闭反应釜进行室内高温水岩反应试验,结合数值模拟分析水岩相互作用对EGS热储层特征的影响。研究结果表明,注入冷水到花岗岩热储层中导致石英矿物沉淀,其相对质量分数增大13%,碱性长石、斜长石、黑云母矿物溶解,其相对质量分数分别减小7%,5%,1%,总体上使得溶液中Si元素浓度降低,Ca2+,Na+,K+浓度升高,储层孔隙度、渗透率均随时间逐渐增大,提高了EGS储层地热能开发的热提取效率。     

增强型地热系统水平井平行多裂隙换热过程数值模拟

干热岩(HDR)是一种清洁的可再生能源,主要通过增强型地热系统(EGS)进行开发。由于将水平井多裂隙开发技术应用于EGS中,能够提高EGS的经济效益,因此文章建立三维EGS水平井平行多裂隙模型,并采用CFX软件模拟分析了不同注水流量条件下EGS的运行性能,揭示了裂隙内流体的流动特征与EGS釆热机理之间的关系。研究结果表明:裂隙中的流体会形成流动短路和流动死角,导致EGS的开采率降低;裂隙中流体的温度场会受到流体的流动特征以及热储层温度场的影响;注水流量是影响EGS运行寿命和开采率的关键因素,较大的注水流量会产生流动短路,进而缩短EGS的运行寿命,但会提高EGS的开采率。     

增强型地热系统热开采性能的数值模拟分析

增强型地热系统(EGS)作为一种极富发展潜力的可再生清洁能源利用技术,正逐渐成为世界各国新能源发展的重点关注方向之一。EGS地下采热过程直接影响EGS的产能和寿命。文章使用一套自主开发的三维动态数值模型对不同地质条件下双井EGS的长期热开采运行进行了模拟,额外引入平均产热速率和地热开采率作为采热性能评价指标,结合EGS运行寿命和产热速率综合分析了热储渗透率、循环流体流量和周围热储岩石的热补偿对采热的影响及其作用机理。     

增强型地热系统垂直裂隙热储热开采过程数值模拟

增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)作为开采深层地热资源最为有效的方法已经成为国际研究热点。充分探究EGS运行时热储内热量的开采过程对评估EGS性能及今后EGS商业开采过程中工程优化控制有着重要意义。文章建立了平行相间的垂直裂隙系统EGS开采模型,运用FLUENT软件对多平行垂直裂隙情形下增强型地热系统热储热开采过程进行了数值模拟。同时,通过改变对热储热开采过程有影响的裂隙宽度和水流速度两个参数,对比研究了其对热储热开采过程的影响。研究结果显示,裂隙宽度和水流速度对热储热开采过程影响较大,且影响效应几乎一致。当裂隙宽度为1 mm、裂隙水流速度为1 cm/s时,开采20 a时间内无论是裂隙宽度扩大1倍还是水流速度提高1倍,对热储内经济可用热能的开采率提升均超过25%,对热储内热能开采速率提升达到252%。     

增强型地热系统热储层研究进展

热储层是增强型地热系统(EGS)中的关键一环,热储层激发效果的好坏直接影响到流体采热效果,选择适当的激发方法以及对激发效果进行实时评价是十分重要的。目前在热储层激发中最常用的方法是水力压裂法,化学激发法是次要方法 ,而热激发法则通常是辅助方法。从场地试验结果看,要想获得较好的激发效果,可以采取多次激发或多方法联合使用。利用微震监测、现场示踪试验和数值模拟等方法,可以分析热储层裂隙压裂情况、连通情况以及获得有关的热储层参数,进而对热储层激发效果进行评价,有助于EGS的设计和运行管理。EGS开发过程中热能开采率受到许多因素的影响,通过数值模拟手段能够分析影响EGS热能开发的内在因素(指热储层的各项参数,如热储层初始温度、渗透率、裂隙情况等)和外在因素(如井间距离、布井方式、注入流体温度、注入流体类型、井深等),了解每个因素的影响程度,这对于EGS的设计和开发是非常重要的。同时,通过数值模拟手段研究热储中THMC(温度场、渗流场、力学场、化学场)四场耦合作用,对于EGS的商业运行也是至关重要的。     

低渗透油层伤害评价及解堵实验

通过不同水样的岩心驱替实验,评价了不同渗透率级别岩心注入清水、超标污水、井口污水后渗透率的伤害程度,进而分析了四种水质指标(即悬浮物粒径中值、悬浮物含量、含油量、细菌含量)超标对低渗透油层的伤害程度.实验结果表明:渗透率越低,岩心伤害越严重.对岩心伤害影响最严重的指标是悬浮物颗粒粒径和悬浮物含量,其次是含油量,细菌超标对岩心伤害影响不大.通过对朝阳沟油田井口污水水质进行检测和不同渗透率级别岩心实验,得出朝阳沟油田储层伤害主要是由于悬浮物含量超标引起的,悬浮物含量超标倍数达到45倍.针对机械杂质和油污等对岩心的堵塞,进行了新型土酸、粉末硝酸和复合酸的解堵实验.结果显示,伤害最有效的主体酸是粉末硝酸和复合酸,但粉末硝酸存在反应快、难以控制、安全性差的缺点,推荐采用复合酸解堵.     

增强型地热系统中液-岩化学作用数值模拟研究

增强型地热系统（Enhanced Geothermal System, EGS）利用深层岩石中连通的裂隙网络进行流体工质循环,从而实现地热能的持续开采。EGS运行时循环流体工质会与深层岩石产生化学反应,引起岩石中矿物的溶解/沉积,使热储中的裂隙网络形貌产生动态变化,对地下流动与传热过程造成影响。本文分析了EGS中液–岩化学作用特点,详细阐述了在多孔介质热流动模型中耦合入液–岩化学反应的方法,基于已开发成功的EGS传热传质数值模型初步建立了传热–流动–化学（Thermal-Hydraulic-Chemical, THC）多场耦合数值模型,并使用该模型对五井布局EGS的长期运行过程进行了模拟分析,模拟时仅考虑方解石在水流体中溶解和沉积。模拟结果显示,循环流体的注入温度以及注入流体中的矿物离子浓度的设定十分重要。如果二者没有达到较为合适的“平衡”,就会导致注入井附近渗透率和孔隙率的持续变化,对EGS的导流能力造成极大影响。     

爆燃燃烧对火焰辐射光变化的影响

应用火花塞光纤传感测量系统对BJ492Q汽油机爆燃燃烧进行测量和研究,分析了爆燃燃烧时火焰光辐射的变化情况。正常燃烧时,CH（431．5nm),C2(516.5nm),H2O(588nm)自由基的光强曲线出现双峰值,着火延迟期内自由基光辐射。爆燃较强工况时,只出现一个峰值,主要是碳粒子热辐射,峰值处出现剧烈波动,相位提前,无自由基的光辐射。试验表明,火花塞光纤传感器完全可用于爆燃测量。     

惰性气体对准均质压燃燃烧过程的影响

在一台可视化发动机上，通过在进气中加入惰性气体的方法来控制柴油引燃天然气的燃烧过程。实验结果表明：进气中加入惰性气体使着火点位置向燃烧室壁面推移，着火点数量增加，着火时间推迟，燃烧速度降低，有效地降低了缸内燃烧最高压力及燃烧压力升高速率，CO2的影响大于N2的影响。     

基于GT-POWER的配气相位对柴油机性能影响的研究

采用GT-POWER软件,分析1款老产品4112柴油机的配气相位对其性能的影响,并对配气相位进行优化。首先,建立发动机模型,计算发动机外特性曲线,并与发动机试验参数比较,验证模型的可靠性;然后,用发动机模型,对进排气门配气相位气进行分组优化模拟计算,得到每个转速下的最优配气相位;最后,模拟计算标定点转速下最优配气相位所对应的发动机充气效率、燃烧效率、功率和扭矩,结果表明,4项性能均得到提高。     

电站锅炉加装脱硝装置的可行性研究分析

介绍SCR的反应原理,加装SCR所需要的脱硝剂的选择、贮存、制备、运输和供应。重点分析锅炉加装SCR后对锅炉的性能影响及总体布置影响。     

STATCOM对电力系统继电保护的影响研究综述

静止同步补偿器(STATCOM)是目前用于电力系统中性能最好的无功补偿装置。文中介绍了静止同步补偿器的基本工作原理、类型、主电路结构控制策略,从STATCOM的谐波、控制策略、安装位置和STATCOM对保护的灵敏度等四个方面综述了STATCOM应用于电力系统后对继电保护的影响的研究现状。     

基于GT-Power的LPG燃气组分对发动机排放影响的研究

通过建立单缸点火式LPG发动机在GT-Power中仿真,来研究LPG组分及其比例对发动机排放的影响.仿真实验表明,LPG组分对污染物的排放有重要的影响.随着丁烷比例的增加,CO和HC的排放增加,而NO_x减少;其中,CO、HC排放最少的是Fuel 1#,NO_x的排放最低的是Fuel 3#;考虑到综合排放性能和动力性的同时,丙烷与丁烷比例为7:3时最佳.     

Research on diagnosis of pre-ignition of hydrogen engine based on SOM-MAS

Abnormal combustion is an important factor in the development process of hydrogen engine and it mainly includes pre-ignition, backfire and knocking, among which pre-ignition has the most serious impact on hydrogen engine. In this paper, it is divided into four types: normal combustion, slight pre-ignition, moderate pre-ignition and severe pre-ignition according to different crankshaft rotation angles. In order to identify different combustion types, this paper proposes a fault diagnosis model based on the fusion of SOM neural network and Multi-Agent System (SOM-MAS). Firstly, different combustion types are identified by SOM. Secondly, the abnormal combustion is tracked and located mainly through the Multi-Agent System, and the location of the abnormality is identified. Finally, based on 44 sets of pressure data samples collected from the in-cylinder combustion of a hydrogen engine on the experimental bench, different combustion types were diagnosed and identified, and the location of abnormal combustion faults was tracked, which verifies the effectiveness of the proposed method shows that the method has certain feasibility and superiority for the diagnosis of hydrogen engine pre-ignition.     

基于WebGL的BIM模型可视化研究

针对水利工程建筑信息模型(BIM)展示需安装专业软件及展示不便、不能远程浏览和远程交互不便等问题,采用基于WebGL技术的Three.js框架,通过坝体三维模型的建立与导入、浏览器中坝体模型的重构、模型环境的渲染等技术手段,实现了大坝三维模型在客户端浏览器Web方式可视化显示、三维漫游及远程实时浏览与交互,避免了模型展示需安装专业软件的繁琐过程,增强了展示效果,提升了用户体验,并可进一步应用于水利信息化可视平台的开发。     

谷物流态化干燥过程的节能研究

为了降低多层流化床干燥器的能耗,对空塔压降随气体分布板开孔率的变化规律、空塔压降随风速的变化规律、进料时的流化操作范围与各床层及总床层的压降随风速的变化规律进行了冷态试验研究。为稻谷的流化床干燥器选择了合适的开孔率、层数并得到了合适的流化操作范围。     

输电线路的雷电识别研究

针对雷电干扰问题,提出了一种输电线路的雷电识别新算法。该方法依据轻型雷击、重型雷击及短路故障的不同暂态波形特征,构造复合识别判据。其一,利用电流行波首波面积比值特征量构成识别短路故障与雷击的判据;其二,运用电流行波在较短时间内的积分值特征量识别故障与轻型雷击。MATLAB仿真结果表明,所提算法能可靠区分轻型雷击、重型雷击和短路故障,是正确且有效的。