混合制冷剂循环液化天然气流程(火用)分析

带丙烷预冷的混合制冷剂循环液化天然气流程具有高效及流程相对简单的优点.本文在对流程进行热力学分析的基础上,对流程进行(火用)分析.计算了流程中各设备的(火用)损失,计算结果表明,压缩机的(火用)损失约占整个流程(火用)损失的50%,换热器的(火用)损失约占总(火用)损失的26%.本文还分析了产生(火用)损失的原因,提出降低(火用)损失的措施.     

动力系统空冷冷凝器的(火用)损失分析以及优化设计的评价指标

在低位热能动力装置中,换热器的炯损失对装置的净功率输出和初投资有重要影响。近年来一些文章从热力学第二定律的角度对换热器进行评价。本文将探讨动力系统空冷冷凝器的炯损失及其优化设计的评价指标问题。 空冷冷凝器单位传热量的(火用)损失可以表示为:     

大液体量空分流程分析

针对有大液体量要求的冶金型空分装置,介绍了四种流程组织形式。通过模拟计算和分析比较,从设备投资、运行能耗、变负荷调节性、操作稳定性等方面,总结了不同流程型式的特点及适应性。针对不同的液体产品比例要求,推荐选择不同的流程形式,达到流程优化、节能降耗的目的。     

提高内燃机热效率的一条有效途径——余热回收内循环加力

目前,内燃机的热效率不高,它主要由一系列的(火用)损失引起.在内燃机里,燃料的(火用)损失E_(xl)为:E_(xl)=E_(xl_1)+E_(xl_2)+E_(xl_3)+E_(xl_4)+E_(xl_5) (1)式中:E_(xl_1)——燃料化学反应的(火用)损失;E_(xl_2)——冷却水带走的(火用)损失;E_(xl_3)——由活塞、缸壁等传热、摩擦向环境散失热量的(火用)损失;E_(xl_4)——废气(火用)损失;E_(xl_5)——燃气热量传给冷却介质,由于两者温差产生的不可逆(火用)损失.其中燃料燃烧(化学反应)转换过程的(火用)损失率为:     

维持LNG冷能空分装置连续运行的方案研究

LNG(液化天然气)蕴含的冷能应用于空气分离,既节约了传统空分大量的压缩制冷功耗,同时也满足了日益增长的气体需求。由于接收站LNG的气化量在不同时段和不同季节因用户的用气波动而频繁变化,致使LNG冷能空分装置因冷量中断而被迫频繁停车,冷能空分项目的连续稳定运行受到了一定的制约。针对此问题,提出了利用液氮冷媒补冷,维持空分装置连续运行的方案,研究结果表明:LNG冷能供应中断时,通过利用液氮冷媒补冷可维持空分装置连续运行,相比较空分装置直接停车再冷开车,该方案经济上切实可行。     

AA-CAES压缩膨胀系统的运行级数优化

先进绝热空气压缩储能系统(AA-CAES)由压缩机、透平机、储气室、换热器等装置组成,压缩机与透平机的级数为一级或多级,而级数存在一个最优组合,本文通过计算不同压缩膨胀级数系统的功效率与(火用)效率,得出了AA-CAES系统压缩机与透平机级数的最优组合。结果表明,AA-CAES系统的储气室压力和初始状态一定的情况下,储气室的(火用)损失只与终止压力有关;在总压比一定的情况下,压缩级数越少,在同样膨胀压力条件下,系统输出功越大;压缩级数相同时,透平级数越多,空气单位质量的输出功越多,系统的最合理的压缩级数为两级,膨胀级数为三级。     

热工问题的分析

本文在热工问题的(火用)分析方面作了下列各项工作: 1.提出了四种工程意义明确而又严密的(火用)效率定义,并分别对各种具体情况提出了各类热工设备的合理的(火用)效率定义。 2.对高速稳定流动的理想气体工质的作功能力(总(火用)e~*),进行了分析,分析指出除常数零(火用)e_0外,总(火用)e~*系由两类不同质的作功能力所组成,由此引入了两个新概念:总焓(火用)e_i*和总压(火用)e_p*。由于新概念的引入,就区分了两类不同质的作功能力,这是热工问题(火用)分析的一个新发展。 3.指出了用(火用)分析法进行热工设备的最优分析,能否得到比热效率法更为合理的结果,这需视两种分析法的目标函数随分析对象的变化是否一致而定。 4.关于薄弱环节(火用)分析,本文指出了薄弱环节的确定,不仅需要进行纵的比较,而且还需要进行横的比较,也要注意区分两类不同质的作功能力((火用))的损失。     

实际工质焓图的应用与修正

本文讨沦了几种典型不可逆过程在(火用)焓图中的图示方法,分析了(火用)焓图在不可逆循环方面的应用,列举了朗肯循环和蒸气压缩制冷循环的(火用)分析,最后还探讨了蜩焓图中(火用)值和(火用)值差随环境温度变化所采用的修正方法。     

燃煤机组凝结水节流过程蓄(?)转换特性分析

提高燃煤发电机组的运行灵活性是电力行业的迫切需求,但提高灵活性的措施一般会降低燃煤发电机组的效率。为此,本文针对提高燃煤发电系统灵活性的主要措施之一凝结水节流过程展开研究,建立了凝结水节流系统的动态模型,获得了其动态特性,采用(火用)分析方法研究了不同节流比例下系统蓄(火用)转换特性。结果表明:凝结水节流过程中,效率与灵活性成负相关,节流比例越大,输出功率变化越快,但输出功率总量减小,附加(?)损失增大。节流比例从20%变为90%时,附加输出能量增量减小117 MJ,附加(火用)损失增加255 MJ。     

基于甲醇化学链燃烧的新型燃气轮机间冷循环

本文提出一种新颖的甲醇化学链燃烧动力循环系统.该系统利用空气压缩的间冷热提供甲醇和Fe2O3反应热,将间冷的低温热转换为高品位化学能;同时得到预冷的空气吸收燃烧产物Fe2O3的显热,降低了还原反应的温度.与常规化学链循环相比,该循环利用间冷的热量代替高温Fe2O3的显热提供还原反应的反应热,系统内能量品位匹配更加合理.根据图像(火用)分析方法,阐明了甲醇化学链燃烧过程(火用)损失减少和间冷热品位提升的机理.本文对新循环进行了分析,并以常规化学链循环为参照,研究了其性能.新循环的效率较高,同时可以实现CO2无能耗的分离.     

利用液氮冷能的小型天然气液化流程

为了简化小型天然气液化流程中的制冷装置,增加产品的收益率,设计了一种利用液氮冷能且带精馏的天然气液化流程,在得到液化天然气(LNG)的同时得到液化石油气(LPG)。采用HYSYS软件对流程进行模拟,选取P-R方程计算天然气气液相平衡特性,以生产单位质量的LNG耗功最小为目标函数进行优化,得到了关键节点参数,主要分析了塔内工作状况和换热器管路的热负荷分布情况。结果表明:塔的操作压力对产品纯度影响很大,换热器过大的温差和负荷造成了主要的火用损失,LNG回收率大于90%。     

灰体辐射(火用)分析

以两个无穷大平板组成的系统为例,本文利用Karlsson和Candau对光谱辐射(火用)的定义,通过对系统内光谱辐射(火用)强度的数值求解,获得了灰体光谱辐射(火用)强度随波长和发射率的变化规律,比较了光谱辐射强度、光谱辐射(火用)强度的峰值所对应的波长与发射率的关系,最后从宏观热力学理论分析光谱辐射(火用)强度的定义式.结果表明光谱辐射(火用)强度的峰值波长和光谱辐射强度的峰值波长不一致,光谱辐射能有用度随发射率的增大而增大,光谱辐射(火用)损失与系统熵产间的关系满足宏观热力学中的Gouy-Stodola理论.     

一些常压流化床燃煤联合循环方案

一、绪言 本文按照我国现有情况建议一些常压流化床燃煤联合循环(包括功热并供)方案,并进行简明的热力分析以了解其具体性能及初步判明其可行性。计算中,本文对燃(空)气侧作如下简化:以一个单一的相对压力损失D=Δp/p来代替全部压力损失;压缩、膨胀、受热、散热各段过程的比热分别各取为该段大致平均温度下的热;没有漏气;     

空分系统压缩热回收利用方法比较研究

本文将三种空分压缩热的利用方式加以比较，包括有机朗肯–空分压缩热回收系统(ORC-ACS)，有机朗肯–电驱动式蒸气压缩–空分压缩热回收系统(ORC-VCR-ACS)，以及有机朗肯驱动式–蒸气压缩–空分压缩热系统(ORVC-ACS)。计算结果显示，ORVC-ACS具有最高的节能性和经济性，其节能功率可达1723 k W，折合节约电量15.1 GWh/a，空压机节能率达7.5%。ORC-VCR-ACS次之，其最高节约功率约为1268 k W,ORC-ACS的节能功率最低，其最高节能功率约为783 k W。ORVC-ACS的最高净现值约为9.9千万元，折现回收周期小于3.2年，具有较高的经济效益。ORC-VCR-ACS和ORC-ACS的最高净现值和最大折现回收周期分别约为9.7千万元、3.4年和4.4千万元、4.8年。此外，三个系统每年最多可节约二氧化碳分别为10.8、11.4和4.9百万吨，显示出巨大的环境潜力。     

余热动力回收系统的分析

本文给出了不同条件下余热流(火用)值的计算式,对于双循环系统,还专门给出了比较方便的单位水当量余热流的最大有用功率、实际功率以及双循环系统最高理论热效率的图解曲线。本文还采用(1-T_0/T)-I图分析了双循环系统中的(火用)损失,讨论了循环方案、蒸发温度、冷凝温度、节点温差、蒸汽管路中的节流和散热损失对(火用)效率的影响,指出了提高(火用)效率的某些途径。     

低温空分系统中压缩余热利用研究进展

低温空分系统是煤化工、冶金和航天等重要领域的关键支撑之一。然而,作为低温空分系统最大的耗能单元,空气压缩机的效率提升已接近瓶颈,压缩能耗居高不下,产生大量低品位、低能量密度的压缩余热,有效利用该部分余热可望成为提升压缩过程能效的重要突破口。本文首先从热力学角度对不同压缩过程进行了分析,总结了空分应用中压缩过程的主要特点,分析了减少压缩能耗的基本方向。在此基础上,对低温空分系统中压缩余热的特殊性进行了总结凝练。最后,立足于直接热利用和能量品位提升两个视角,从相对广义的压缩余热利用逐步聚焦到空分系统内压缩余热利用,综述了国内外的相关研究进展,并展望了空分压缩余热利用的未来研究与应用方向。     

600MW直接空冷机组背压优化分析

电厂空冷技术近年来得到飞速发展,尤其是电站直接空冷技术,已成为我国西北富煤缺水地区燃煤电厂的重要发展方向。本文对真空系统进行分析,研究系统内各设备的用能情况,结果表明:直接空冷凝汽器效率很低,不到5%,其损可达90 MW。通过对真空系统进行性能分析,为机组的安全与经济运行提供理论指导。     

水煤浆与干粉给料方式两种IGCC系统的(火用)分析

通过将煤气化过程与联合循环系统相结合,IGCC成为目前最有发展前途的洁净煤技术之一.但以往对IGCC系统的研究多集中联合循环或气化过程本身,而忽略了气化效率对系统整体性能的影响.为揭示气化过程与系统性能之间联系,本文对Texaco与Shell公司的两个IGCC系统实例分别进行了流程模拟和(火用)分析,并着重从热力学角度比较了系统煤气化部分的差异对系统整体性能的影响,得出结论:Shell煤气化技术与Texaco煤气化技术相比,气化过程的(火用)损失相对减小15%,冷煤气效率提高2.6个百分点,系统热转功效率上升2.1个百分点.本文研究成果为IGCC系统进一步改进提供了热力学基础理论支撑.     

LNG化学能与冷(火用)综合梯级利用的多重联合循环

本文提出了综合梯级利用LNG化学能和冷(火用)的多重联合循环。住对多重联合循环系统集成的设计构思基础上,通过不同物性工质和不同循环方式的系统集成,实现了LNG化学能和冷(火用)的高效梯级利用。新循环的(火用)效率与参比循环相比提高了2.3个百分点。本文成果为更高效综合利用LNG提供新的构思和方案。     

中冷回热布雷顿热电联产装置的(火用)性能优化

建立了变温热源内可逆中冷回热布雷顿热电联产装置模型,基于(火用)分析的观点,用有限时间热力学理论和方法研究了装置的性能,导出了无量纲(火用)输出率和(火用)效率的解析式.对热导率的分配、中间压比的选取进行了优化,得到了最大(火用)输出率及相应的(火用)效率和最大(火用)效率及相应的(火用)输出率,进一步对总压比进行优化...