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。     

时序效应对离心压缩机叶片非定常气动负荷影响

针对国内某大型企业不同机组离心压缩机叶轮叶片进行非定常流动数值分析,通过求解三维瞬态N-S方程组,得到流场分布和叶片表面的静压载荷信息。利用数值实验方法获得离心压缩机不同时序位置叶轮叶片表面动载荷的变化,并通过傅里叶变换得到叶轮叶片表面动载荷的分布特性,进而分析不同时序位置叶轮叶片表面气动负荷的差异。数值计算表明,时序效应对离心压缩机流道内流动以及叶轮叶片的非定常气动负荷存在不可忽略的影响,且合适的时序位置具有改进压缩机级性能的潜能。动载荷是压缩机叶轮叶片结构发生疲劳破坏的诱因,且不同机组离心压缩机中的时序效应对气动载荷的影响具有一致性。     

CVD沉积MoS_2/Y复合涂层及其摩擦磨损性能研究

采用化学气相沉积法(CVD)制备了MoS_2/Y复合润滑涂层,利用X射线衍射仪、X射线能谱仪、扫描电子显微镜及拉曼光谱等对复合涂层的成分、结构与表面物性进行分析。采用通过Rtec-MFT型多功能摩擦磨损试验机在大气(相对湿度75%~80%)和室温(22~24℃)环境下评价复合涂层的摩擦磨损性能。结果表明,MoS_2/Y复合涂层结构致密,具有较好抗氧化性,其耐磨寿命和摩擦稳定性较单一CVD-MoS_2涂层均有显著提高,而且摩擦系数更低。     

两层多孔介质燃烧器的数值模拟

通过一维数值模拟研究了预混气体在两层多孔介质燃烧器内的燃烧特性,着重研究两层多孔介质燃烧器中的超绝热燃烧和火焰的稳定区域。结果表明,预混气体在两层多孔介质内可以发生一定程度的超绝热燃烧,贫燃极限可以扩展到0.45。两层多孔介质能够在较宽的流速范围内将火焰稳定在它的交界面上。数值预测的最小和最大火焰传播速度与实验取得了相同的趋势,其火焰传播速度至少是自由空间中的3倍。     

石化企业变参数蒸汽动力系统的优化设计及运行研究

针对影响蒸汽系统的不确定因素以及不确定性参数问题直接建模求解困难等问题,提出了将不确定性参数在其可行域内进行离散化,将不确定性问题转化为确定性问题的方法,建立了参数不确定条件下的蒸汽动力系统的混合整数线性规划模型(MILP),该模型综合考虑了设备的启停费用,并将锅炉和汽轮机的模型根据实际运行情况进行了合理的线性化。该模型既保证了系统运行优化求解精度,又避免了非线性模型求解困难的问题,并结合工程实例,利用优化软件LINGO求解,得到了经济性和可操作性都较好的运行计划方案,证明了模型的可行性和合理性。     

基于LINGO对参数不确定蒸汽动力系统的优化运行研究

首先将蒸汽动力系统的不确定性参数在其可行域内进行离散化,把不确定性问题转化为确定性问题;然后建立参数不确定条件下的蒸汽动力系统的混合整数线性规划模型(MILP),该模型综合考虑了设备的启停费用,并将锅炉和汽轮机的模型根据实际运行情况进行合理的线性化,这样既保证了系统运行优化求解精度,又避免了非线性模型求解困难。结合工程实例,采用提出的问题处理策略,利用优化软件LINGO求解,得到了经济性和可操作性都较好的运行方案,证明了模型的可行性和合理性,为企业运行计划人员提供了计划调度指导。     

谱配置法研究导热系数为温度函数的对流-辐射肋片的效率

提出采用谱配置法求解导热系数随温度变化的对流-辐射肋片中的温度分布。在求解过程中,空间微分项采用Chebyshev多项式展开,空间上的温度分布采用谱配置法离散,将原本复杂的微分形式的能量守恒方程转化为矩阵形式的代数方程。能量守恒方程中存在两个非线性项,一项是由导热系数随温度变化而产生的,另一项是由肋片表面热辐射产生的;采用一种局部线性化的方法来降低能量守恒方程的非线性。谱配置法具有指数收敛速度,对于当前算例即使采用很小的计算节点也能获得较好的计算精度,通过谱配置法的计算结果与文献中结果相比较,发现谱配置法求解导热系数随温度变化的对流-辐射肋片问题是准确、有效的。最后,分析了一些量纲为1的参数,如导热系数变化率、对流-导热耦合参数、辐射-导热耦合参数对肋效率的影响规律。     

纳米磁流体耦合金属泡沫对流换热特性研究

综述了纳米流体在多孔介质微通道内强化传热的最新研究进展,简述了金属泡沫和纳米磁流体的基本概念,分别从金属泡沫微通道、纳米磁流体微通道、纳米磁流体耦合金属泡沫微通道及其熵产优化分析4个方面进行了系统的讨论和总结。最后指出,这种集成的新型强化传热技术本质上是一个磁场-流场-温度场多场耦合作用下的强化传热过程,具有广阔的应用前景,但机理的基础性研究工作还刚刚起步。     

石化企业蒸汽动力系统优化运行研究

建立了考虑设备启停费用的蒸汽动力系统多周期最优运行的混合整数线性规划模型,并将锅炉和汽轮机的模型根据实际运行情况进行了合理的线性化。利用规划软件LINGO进行优化求解,并通过实例证明了利用建立的模型,得到了合理的优化运行计划,节省了大量的运行成本。     

进气条件对TiO2纳米颗粒晶型与粒径的影响

采用火焰CVD法,在丙烷/空气扩散火焰中氧化前驱物(TiCl4)制备纳米二氧化钛颗粒.对不同进气条件下所生成TiO2纳米颗粒的粒径与晶型进行研究.在实验中共讨论了4种不同的进气条件.结果发现丙烷与空气流速决定火焰的温度}随着载气流速的升高,金红石型TiO2颗粒的含量降低,但是粒径大小几乎没有什么变化;而TiCl4流速对晶型含量的影响不大,TiCl4流速越高,颗粒粒径越大.