海上H油田CO2回注井工艺参数优化研究

海上H油田CO₂回注井拟采用药剂管线注气，为优化注气工艺参数，采用PR状态方程分析了回注气物性变化特征，在此基础上总结了注气管线内流体温压剖面及相态分布规律，并对回注气组分进行了敏感性分析。综合考虑地面设备最大注入能力、管线注入安全性以及工艺施工可行性，优选3/4in管线注气，设计井口注入温度为90℃。管线内流体温度在空气海水段急剧降低，之后随地层温度升高逐渐上升。管线内流体压力受重力梯度和摩阻梯度变化的影响，呈现空气段小幅下降，之后先上升后下降的趋势。注入过程中管线内流体为超临界相，无水合物生成风险。地面注气设备可以满足回注气体中CO₂在60%～80%之间变化所需的井口压力，且注入管线内流体压力在安全范围内。     

基于专利分布的CO2活塞压缩机市场分析

为了明确国内外CO₂制冷技术在活塞压缩机中的应用及市场，使用SooPAT数据库检索了包括CO₂制冷剂在内的活塞压缩机世界专利申请，从专利申请及授权的趋势、专利申请区域分布、技术分布和主要申请人等方面全景分析，同时，罗列了CO₂活塞压缩机的主要竞争对手。研究结果表明，专利分布主要集中在企业，这种分布形式不仅表明高校及科研机构专利申请产业化率低，还将挤压国内压缩机技术的发展空间；在CO₂制冷技术上，国内与国外差距较大，德国在技术和市场上占据绝对优势，国内需要在“碳中和”阶段突破CO₂制冷难关，研发出更具性价比和可靠性的CO₂压缩机。     

超临界CO2气冷器内火积耗散分析

为了分析火积耗散在气冷器内分布情况及影响，利用CFD数值模拟技术建立直管套管式气冷器模型，对超临界CO₂套管式气冷器内CO₂与冷却水之间的热量传递过程进行数值模拟研究。通过改变操作压力、温度、质量流量等参数进行计算，分析火积耗散沿管长分布情况，研究温度、质量流量、压力的变化对套管式气冷器火积耗散的影响。结果表明：随着CO₂进口温度升高，火积耗散增大，但冷却水温度的改变对火积耗散影响小，可忽略不计；随着冷却水质量流量的增大，火积耗散减小，火积耗散在CO₂入口相对于在套管气冷器其他位置处，数值最大。相较于冷却水质量流量0.03 kg/s，冷却水质量流量为0.04 kg/s时，火积耗散减小了2.6%，冷却水质量流量为0.05 kg/s时，火积耗散减小了3.2%；随着CO₂质量流量增大，火积耗散增大；且随着压力的增大，火积耗散减小。研究结果可以为改进CO₂气冷器的结构和提高换热性能提供新的思路和参考依据。     

带喷射器的跨临界CO2热泵系统性能分析

为了提升跨临界CO₂热泵系统的性能,利用喷射器替代节流阀植入系统中,在保证喷射器效率的前提下,对系统中各参数之间的相互影响进行了分析,通过建立SEC系统的热力学模型,分析了气冷器CO₂出口温度、排气压力、蒸发温度等参数对系统制热系数COPh的影响。结果表明：气冷器CO₂出口温度是决定常规系统引入喷射器是否有益的关键,随着排气压力(7～10 MPa)变化,气冷器CO₂出口温度(30～55℃)存在一转换温度,只有当出口温度小于转换温度时才有助于提升COPh。同时为了保证系统的安全与运转正常,气冷器CO₂出口温度在低于安全值(57℃)的前提下,还应不超过其转换温度。本文进一步研究了增加回热器对提升SEC的热力性能的效果,结果表明,在气冷器CO₂出口温度大于31℃时在SEC系统中加入回热器可以有效提升热泵系统的制热性能。     

封堵井水泥石在CO2湿相环境下的腐蚀规律研究

为探讨不同湿相环境对油井水泥石在CO₂埋存条件下腐蚀的影响机理和规律，采用了试样表观分析、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和物理分析等方法，测定了两种不同配比的水泥石在超临界CO₂气相和液相环境下的表观特征、腐蚀深度、抗压强度、渗透性、微观形貌等变化，并对比分析了气相CO₂和液相CO₂两种暴露条件下对水泥石腐蚀过程的影响。结果发现，水泥石在腐蚀过程中由外向内出现了淋滤脱钙层、碳化层、氢氧化钙溶解层和未腐蚀层等4个区域；两种水泥石在处于超临界CO₂的两相状态下，随着暴露时间的延长，其抗压强度显著下降，腐蚀深度、渗透率、孔隙结构都有不同程度的增加，且在液相CO₂环境下水泥石试样腐蚀更为严重；液相CO₂环境下高矿化度地层水的协同作用会增加CaCO₃的溶解度，增强浸出效果，加剧了CO₂对水泥的侵蚀。从而揭示了湿相环境对油井水泥石在二氧化碳埋存条件下耐久性能影响机理和规律，并为油井水泥腐蚀提供了参...     

基于NB-IOT的窖池环境监控系统

白酒酿造工艺在发酵工段对环境因素非常敏感，窖池的温度和CO₂浓度的变化都会影响白酒产品的微生物成分及组分的改变。以窖池温度控制和CO₂浓度监测为主要目标，选用STM32作为主控核心，以ZigBee和BC26作为通讯设备，阿里云IOT为设备云平台，设计开发白酒窖池环境监控系统。经过实验测试，系统可以实时的显示窖池的温度和CO₂浓度，且监测值与实际仪器之间的相对误差在5%以内，并在入窖阶段温度范围外运用模糊PID控制算法研究窖池温度控制，实现远程监控白酒窖池环境。     

直热式空气源CO2热泵热水器系统运行特性试验研究

设计了一种直热式空气源CO₂热泵热水器系统,利用试验研究的方法研究了环境温度、气冷器冷却水入水温度及流量对系统性能的影响。试验结果表明:设计的空气源CO₂热泵热水器系统,其系统能效系数(COP_h)基本达到了国家标准;环境温度、气冷器冷却水入水温度以及流量对系统COP_h、系统制热量以及气冷器出水温度的影响显著。通过调节热泵热水器系统低温热源温度、气冷器冷却水入水温度及流量,可改善系统COP_h,提高系统制热量以及气冷器出水温度。     

便携自吸式CO2浓度检测仪的硬件设计

文章阐述了便携自吸式CO₂检测仪的硬件实现方法与原理,设计了一种便携自吸式CO₂浓度的检测仪,其具备检测光照度、温度和湿度的功能。该检测仪便携、自带电源、低能耗、易使用、检测数据可上云平台,可实时保存所检测的数据,替代人工记录,可远程查询数据。该检测仪可应用于温室大棚、室内种植及养殖等场合,适用不同高度或者深度范围的检测,特别可应用于空间狭小不易安装CO₂传感器的场合。     

电动汽车CO2热泵空调系统振动与噪声问题解决方法概述

概述CO₂热泵空调系统开发过程中振动与噪声(NVH)领域最为突出的压缩机振动与空调管路振动两个问题的机理分析及解决方法。CO₂热泵空调系统采用涡旋式压缩机,由于动涡旋的偏心转动,会造成压缩机的振动,使压缩机成为振动源或引起其他零部件的共振。解决该问题的工程化方法目前主要包括优化压缩机结构、优化压缩机转速及优化压缩机支架模态。此外,压缩机周期性吸气排气产生的压力脉动,会使空调管路产生受迫振动,使管路成为振动源或引起其他零部件的共振。解决该问题的工程化方法目前主要包括调整压缩机转速、改变管路材料、长度、壁厚或增加质量块及消声器等措施。CO₂热泵空调系统还未在汽车上实现大规模市场化应用,以上解决方法可以作为该系统开发过程中解决振动与噪声问题的技术参考。     

20钢在油气田中CO2与H2S共存环境下的腐蚀行为及机理

利用高温高压动态反应釜模拟油气田CO₂和H₂S共存环境的实际工况,通过腐蚀试验分析了20钢在不同CO₂分压(0.01,0.05,0.21,0.50 MPa)和H₂S分压(0.000 3,0.003,0.01,0.05 MPa)下的腐蚀行为以及CO₂和H₂S分压对均匀腐蚀和点蚀的影响程度。结果表明：在H₂S分压为0.003 MPa条件下,当CO₂分压为0.01,0.05 MPa时,20钢主要发生均匀腐蚀,随着CO₂分压的继续增大,点蚀越来越严重;在CO₂分压为0.05 MPa条件下,当H₂S分压为0.000 3 MPa时,20钢表面腐蚀轻微,随着H₂S分压的增大,腐蚀加剧,但仍主要发生均匀腐蚀;H₂S和CO₂分压对20钢的均匀腐蚀速率和点蚀速率均具有十分显著的影响,H₂     

基于LiOH净化密封舱空气检测系统设计

密封的工作环境与大气隔绝,工作人员呼吸和机器运转时刻会产生CO₂等有害气体。目前处理CO₂的方式主要是通过其与LiOH反应进行吸收,但LiOH反应会伴随粉尘的产生、温度与湿度的升高,同样不利于人的生存。因此,针对完全密封的空间时刻产生的CO₂、LiOH吸收CO₂产生的粉尘以及空间温湿度等数据,设计了一套能够实时检测空气净化效果的系统。该系统以西门子200SMART作为控制核心,对密封舱数据进行处理;以威纶通触摸屏作为人机交互界面,为工作人员提供实时舱内数据,增强了检测系统的可靠性。     

某纯电动车CO2热泵空调系统噪声与振动分析及优化

针对搭载CO₂热泵空调系统的某纯电动汽车,车辆在怠速工况下进行低温采暖NVH试验时,打开空调系统制热模式HI档,压缩机转速为4000 r/min且车内出现70 Hz轰鸣声与方向盘异常振动问题,通过“源-路径-接收者”建立传递路径并对其进行分析,将问题锁定为是因为空调系统冷媒的压力脉动引起空调的管路振动,空调管路振动频率为66.7 Hz,与车身及方向盘的共振频率接近。根据锁定的原因制定2条措施：(1)将怠速制热模式HI档位下的空调压缩机转速由4000 r/min调低至3000 r/min,此时车内轰鸣声主观评价消失,且方向盘振动幅值由0.6 m/s²降低至0.26 m/s²,满足评价要求;(2)在空调系统的冷媒管路弯折转弯处增加3个质量块,此时主观评价车内轰鸣声消失,且方向盘振动幅值由0.6 m/s²降低至0.34m/s²,满足评价要求。试验表明,降低压缩机的转速或给空调系统冷媒管路弯折转弯处增加质量块解决了该纯电动汽车在怠速下CO₂热泵空调开启车内轰鸣与方...     

商超两级节流跨临界CO2制冷系统性能分析

针对跨临界CO₂制冷系统在炎热地区性能不佳的问题，构建了带有内部热交换器、使用并行压缩和机械过冷的3种改进的CO₂制冷系统热力学模型，对包括基本两级节流CO₂制冷系统在内的4种系统构型的运行特性进行了优化和分析，并基于中国典型城市气象参数，对系统的季节和全年性能进行评估，并进行碳排放相关计算。结果表明，带有内部热交换器的系统在环境温度为7.0～14.0℃时性能提升最显著；当环境温度大于14.0℃时，机械过冷系统的性能提升效果最明显。在气候炎热地区使用时全年性能系数偏低，采用改进的CO₂制冷系统可显著改善炎热地区使用时的系统性能，其中机械过冷系统的改善效果最明显，全年性能系数最高提升18.7%，全年能耗降低19.3%，在厦门地区使用机械过冷系统可减少碳排放19.3%。     

舰船用大流量系数SCO_2压缩机气动设计和分析（英文）

超临界二氧化碳(SCO_2)布雷顿循环是一种极具发展前景的可用于核动力舰船的循环系统。离心压缩机是SCO_2布雷顿循环的关键部件之一,具有体积小、效率高的优点。但二氧化碳临界点附近物理性质的剧烈变化导致压缩机的设计面临诸多挑战,目前针对核动力舰船使用的大流量系数SCO_2压缩机的气动设计和分析还很少。本文采用双区模型方法对大流量系数SCO_2压缩机进行气动设计,通过求解三维定常可压缩雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程对所设计的压缩机性能进行了计算。结果表明:在设计工况下,SCO_2压缩机的等熵效率为90.38%,总压比为2.97,并且在非设计工况下也具有较好的气动性能;三维数值模拟预测结果验证了大流量系数压缩机的气动设计和双区模型方法的有效性。研究工作对推动SCO_2压缩机在舰船动力系统上的应用具有重要的参考价值。     

快速压缩机试验系统及N2O-C2H4着火特性测量

文中设计并搭建了适用于测量较宽温度、压力范围下着火延迟时间的快速压缩机试验系统。详细介绍了快速压缩机试验系统的主要子系统的构成及其功能,以及试验操作步骤。通过与文献试验数据对比,验证了文中试验系统的准确性,并通过相同工况多次测量,验证了文中试验系统的可靠性。基于此,测量了不同温度、压力工况下N₂O-C₂H₄的着火特性。结果表明：N₂O-C₂H₄着火延迟时间对初始温度表现较为敏感,在1 110～1 170 K的范围内随着初温的升高,着火延迟时间从142 ms缩短至8.7 ms。着火延迟时间随着压力的升高呈现快速下降趋势。     

温度对S135钢和G105钢在CO2/H2S共存体系中腐蚀行为的影响

在气体分压分别为20,0.1 MPa的CO₂/H₂S共存模拟油田地层水中，利用高温高压釜在不同温度(室温、100℃、180℃)下对S135钢和G105钢进行腐蚀试验，研究了温度对2种钢腐蚀行为的影响。结果表明：100℃下S135钢和G105钢的腐蚀速率最大，分别为0.846 3 mm·a^-1和0.850 0 mm·a^-1,180℃下的腐蚀速率最小，分别为0.229 1 mm·a^-1和0.230 9 mm·a^-1;100℃下钢表面腐蚀产物主要为FeCO₃和FeS,此温度下CO₂为腐蚀主控因素，室温和180℃下的腐蚀产物主要为FeS,H₂S为腐蚀主控因素。     

变换单元洗氨塔腐蚀与防护探讨

为解决煤制氢装置变换单元变换气洗氨塔内壁及塔盘存在严重腐蚀的问题，在对部分生产企业腐蚀调研和文献调研的基础上，探讨腐蚀机理及其影响因素，确认变换气洗氨塔腐蚀属于CO₂与H₂S共同存在下的腐蚀，腐蚀的发生与H₂S浓度、CO₂分压、pH等因素相关。在变换气洗氨塔操作条件下，变换气中的氨被洗涤水吸附后，CO₂破坏了不锈钢钝化层，形成腐蚀产物保护膜，低H₂S含量可破坏腐蚀产物膜导致腐蚀加剧；随着H₂S含量增加，生成的FeS和FeS_1-x逐渐转化为FeS保护膜减缓腐蚀；当变换气中H₂S含量大于临界值，在不锈钢表面形成完整的硫化物钝化膜，从而保护金属。工业实际应用表明，变换气中硫化氢浓度为不低于5 335μg/g,相应体积浓度不低于0.35%时，变换气洗氨塔腐蚀轻微。在此基础上，对变换气洗氨塔提出了材质升级、H₂S浓度调整等方面的防腐改进措施。     

超临界压力下CO2流体的性质研究

为了全面了解CO2在气体冷却器中的流动及传热特性以及为设计高效气体冷却器提供理论基础,对超临界CO2流体的性质进行了深入的研究,在三维图上分析了温度和压力对超临界CO2热物理性质的影响,并对超临界CO2流体进行了微观分析.结果表明,CO2的比热、密度、导热系数以及粘度在准临界点附近的变化非常剧烈.针对CO2比热的变化特点,得到了准临界温度的计算关联式,并给出了准临界区定义.CO2的密度、导热系数以及粘度变化最大时的温度与准临界温度相当接近.微观分析表明,超临界CO2流体分子间的作用力比较小,分子在临界区附近的聚集行为特别显著,这可以用来解释近临界区CO2物性独特的原因所在.     

虎杖根茎超临界CO2萃取物GC/MS分析及抗细胞迁移活性评价

为了研究虎杖根茎的挥发性化学成分及其对人肝癌细胞Huh-7的细胞迁移活性,采用超临界CO₂萃取和GC/MS方法分析鉴定虎杖根茎中的低极性化合物,并利用体外伤口愈合模型评价其抗细胞迁移活性。结果表明：从虎杖根茎超临界CO₂萃取物中分离鉴定了33个化合物,主要成分为莪术烯、丙二醇、醋酸、吉玛烯B、2,3-丁二醇等,质量百分比分别为41.8%、12.2%、6.9%、6.5%和5.9%;体外伤口愈合模型测试表明,虎杖根茎超临界萃取物在浓度为10 mg/L,作用24 h,能抑制人肝癌细胞Huh-7的细胞迁移活性,抑制率为19.85%。本实验可为阐明虎杖药效的物质基础提供参考。     

制冷空调用CO2摆动活塞膨胀压缩机的设计与参数计算

CO2是制冷空调业中最有潜力的自然工质之一。为减小CO2跨临界循环系统节流部分的膨胀功损失，应该采用膨胀压缩机代替节流阀回收部分膨胀功并直接用于压缩工质，从而克服其系统运行效率较低的缺点。在综述国内、外CO2膨胀压缩机的研究现状，分析现有膨胀压缩机的技术特点的基础上，设计了膨胀腔活塞与压缩腔活塞同轴联接的摆动活塞式膨胀压缩机，并根据某一设计工况进行了具体的参数计算，对所得到的计算结果进行了一定的可行性分析。