蒸汽供热管网运行的热经济决策

1引言在能量系统中，用管网实现能量输送的配给是一个必要的环节。这样的管网有蒸汽热水输配管网，天然气输配管网，石油和化工物流的输配管网等。为了保证对各用户不间断地输配能量，在许多情况下，把连接能源（或物流源）与各用户的输配管网设计成多源或多环管网，如单源多环管网、多源多环管网以及多源树状管网，见图1。由于各用户对能量的需求量是动态的．以及多源（或单源）多环管网存在着许多可供选择的输配方案，这样就有一个如何确定最优输配方案的决策问题。也就是说，随着各用户才能量需求的变化，如何优选出一个输配方案，既能达…     

基于水力-热力耦合模型的供热管网优化调度研究

在城市集中供热管网运行过程中,供热系统的输配能耗由水泵能耗和供、回水管网的热损组成,降低供热系统的输配能耗对实现低碳供热目标具有重要意义．本文基于网络图论、流体输配原理和管道的一维传热,建立了集中供热管网的动态水力-热力耦合模型,并针对天津市实际供热管网的运行过程进行了仿真模拟,利用实际运行数据验证了动态水力-热力耦合模型的精确性．建立了集中供热管网输配能耗的计算模型,并对供热系统的运行能耗进行经济性分析．基于所建立的能耗分析模型,结合粒子群优化算法,建立了多热源环状管网的优化调度方法,该方法以供热管网的总输配损耗的成本最低为目标函数,以热源的供水温度、热源泵的转速比、热力站入口处的阀门开度为决策变量,以满足能量守恒和质量守恒为约束条件,通过进行算法参数匹配,给出基于PSO算法的多热源环状供热管网优化调度的计算步骤,并结合天津市实际管网对优化调度方法的调控过程进行了分析．仿真计算结果表明,由于管网存在输配延迟属性,热力站的总负荷变化与室外温度变化不存在静态的正相关性,此外,也发现水泵运行费用为整个管网运行费用的主要组成部分,占总运行费用的58%以上．本研究为城市集中供热管网运行调节的优...     

基于动态水力平衡的集中供热系统二次管网节能优化调节方法研究

针对二次管网各支路之间相互耦合、流量难以精确控制、输配系统各设备的动态调节容易造成水力失衡的情况,利用电网图论原理建立二次管网多元非线性水力工况模型,并利用实测数据建立二次管网输配系统能耗模型,以输配系统能耗最小为目标,以各支路动态水力平衡为主要约束条件,建立基于遗传算法的二次管网输配系统节能优化调节模型,用于在线优化二次管网输配系统各设备的运行参数。利用某高校集中供热系统二次管网进行建模和仿真。研究结果表明:动态调节方法相对变压差变流量调节方式可使输配系统运行能耗进一步降低约12.27%,为多执行机构二次管网水力平衡的动态优化调节提供参考。     

蒸汽梯级利用技术在大型蒸汽管网系统中的应用

针对目前钢铁企业蒸汽管网系统利用率不高的现实,提出蒸汽梯级利用的方法.对不同参数蒸汽运用热力学原理,采用分析和能分析方法对蒸汽利用过程中减温减压的能质损失、一次使用后高参数蒸汽和冷凝水能量损失进行热力学和经济性分析,提出减少损失的方法,以提高蒸汽利用率.     

分布式变频供暖系统实验比较研究

提高供热系统的能效并且降低输配的能耗,是对传统集中动力式输配系统进行节能的主要技术手段。近些年,集中供热事业不断发展,供热管网的规模不断增大,但是,传统阀门调节的形式存在着能源消耗巨大、调节效果不明显等种种问题。介绍了应用变频泵替换用户支路的调节阀的分布式变频供暖输配系统,并对分布式变频供暖输配系统与传统集中动力式输配系统的输配能耗和供暖效果进行了实验对比研究。结果表明分布式变频供暖系统具有更灵活的调节性能,并具有明显的节能效果,运行能耗下降16%。     

燃气输配中的管网结构分析探讨

燃气管网的设计是最核心的环节,在天然气建设工程中,它决定了燃气输配过程的效率和质量。为了增强管网设计人员对管网结构的认识,该文对燃气输配管网中的压力级制、管网型式等重要结构因素进行7探讨,对管网结构分析的目的和方法进行了阐释,分析了在研究管网结构的目的和方法,为提高管网设计质量提供理论参考。     

成品油管网运行优化

针对我国成品油管网的特点,以管网运行周期内的能耗费用最小为目标函数,考虑管网中各站场的进、出站压力约束、管网高低点压力约束及管网运行时的能量平衡约束等建立成品油管网优化运行的数学模型,并采用分阶段动态规划方法求解模型,得出管网系统在输送周期内各时段的优化配泵方案。将模型应用于某成品油管网,并将优化模拟计算结果与穷举法的计算结果进行对比分析。结果表明,优化模型可以得到令人满意的配泵方案,且计算效率更高,可以较好地应用于工程实践。     

某生物制药厂蒸汽冷凝水节能改造与效益分析

某生物制药厂区内由燃气锅炉产生的蒸汽作为热源进行供暖.蒸汽在经过换热器换热后产生的高温冷凝水直接就地进行排放,造成了水资源、热资源的大量浪费,增加了日常运行成本.本文通过对厂区内供热量、冷凝水量分析并提出了一种利用高温冷凝水混合供暖并回收利用的节能改造方案,并进行了经济效益分析.结果表明:通过对高温冷凝水的回收与利用,减少燃气锅炉的天然气消耗和CO2排放,降低13. 2%的运行费用,达到了节能减排的目的.该项改造具有非常良好的经济、环境效益.     

大型蒸汽管网降压运行的可行性分析

以热力学理论为基础,结合某大型钢铁企业的实际情况,在满足蒸汽系统安全稳定运行的前提下,对当前运行压力为1.6 MPa低压管网提出降压运行方案.分别对汽源及管网进行降压可行性分析,并做出综合效益评价.结果表明,针对大型蒸汽管网用户普遍用汽压力较低的情况,管网降压运行可有效减少蒸汽在节流减压过程中的能质损失,提高汽源发电负荷,从而提高能源的利用率.     

严寒地区典型城市既有非节能居住建筑采暖能耗与节能潜力研究

目的研究严寒地区典型城市既有非节能居住建筑的采暖能耗,分析二次输配管网及建筑本体的节能潜力.方法选择两家供热公司的两座换热站进行实地测试,对换热站、二次输配管网以及建筑本体3处节点进行数据收集,分析采暖季的供暖能耗水平以及各节点处的能耗损失.通过与《民用建筑能耗标准》(GB/T51161—2016)及《居住建筑节能检测标准》(JGJ—T132—2009)进行对比,得出各节点处的节能潜力.结果两座换热站间的各节点处的节能潜力差异较大,换热站的补水量处于较高水平.建筑本体单位面积耗热量平均值为0.343 GJ/(m2·a),85.7%的建筑满足过量供热率,换热站的二次输配管网热损失在20%左右,换热站的供暖能耗平均值为0.37 GJ/(m2·a).结论科学评估非节能居住建筑能耗水平和节能量,加强供热运行的管理水平,按需供热,制定合理的运行调节策略,可以挖掘既有居住建筑节能潜力.     

热电厂最佳负荷分配方法的研究

提出了一种热电厂负荷的新方法－－将供热机组的热耗分解为热化发电部分和凝汽发电部分，从而将热电厂负荷的分配简化成为热负荷和电负荷两种相对独立的分配，并给出了该分配方法的具体内容和应用实例。     

三角形微通道中环状冷凝过程的数值模拟

建立了三角形微通道中环状冷凝的一维稳态模型,给出了等边三角形微通道中环状冷凝过程的液相毛细半径沿轴向的变化曲线.计算发现,在等边三角形微通道中,气液界面毛细半径先沿程急剧增加,然后趋向平缓,最后再急剧上升,且毛细半径的平缓段占据了绝大部分冷凝段总长度.在接触角和通道热流密度较小或者通道水力直径和入口蒸气压力较大时,冷凝段长度较长.在冷凝过程中,流速和液相压力沿程变化剧烈.该模型较好地解释了三角形微通道环状冷凝机理,并能用于估算冷凝过程的部分参数,为进一步推导更完善的微通道冷凝模型奠定了基础.     

以二氧化碳作介质的冷凝汽轮机排汽的节能分析

以100 MW 高压凝汽式汽轮机发电机组为例,对采用以二氧化碳为介质的带膨胀机的排汽冷凝系统进行了循环过程的热力计算,得出这种系统通过二氧化碳膨胀机回收汽轮机排汽中的部分能量,不仅能够减少汽轮机系统的冷源损失,还能减少冷却水的消耗量,减少系统运行的动力消耗,并与现在常用的汽轮机排气冷却水系统在热效率、冷却水用量、冷却水系统用电量等方面进行了对比分析。     

水平管外蒸气轴向流动凝结传热理论与实验研究

根据水平管外蒸气轴向流动速度随轴向距离的增加而逐渐减小的流动特性 ,建立了边界层外蒸气轴向流动速度方程 ,通过对数学模型的数值求解 ,得到了无量纲液膜厚度及凝结换热系数的数值解 ,同时得出了蒸气轴向流动速度随轴向坐标 z的变化关系 .并通过实验进行了验证 ,理论计算结果与实验结果吻合得较好 .通过数据整理得到了实验关联式 .     

采用伺服压力机实现冲压节能的定量研究

为了研究伺服压力机在冲压加工中的节能效果，对一台用于洗衣机外壳冲压生产的6300 kN多连杆机械伺服压力机的整机能耗和滑块做功进行了定量测量，并对其能耗情况进行了计算分析。结果显示，被测压力机在完成伺服冲压工艺要求的前提下，整机单次能耗为0.094 5 kW·h，单次比能耗为15.0×10^-6 kW·h/kN，从整机输入到滑块的能量传递效率为39.5%。由此可得，被测压力机单次能耗与所替代的传统8000 kN油压机相比降低86.4%，能量传递效率比文献数据提高至少25%。结果表明，采用伺服压力机在实现高性能伺服冲压工艺基础上取得了显著的节能效果。     

采用伺服压力机实现冲压节能的定量研究

为了研究伺服压力机在冲压加工中的节能效果,对一台用于洗衣机外壳冲压生产的6300 kN多连杆机械伺服压力机的整机能耗和滑块做功进行了定量测量,并对其能耗情况进行了计算分析。结果显示,被测压力机在完成伺服冲压工艺要求的前提下,整机单次能耗为0.094 5 kW·h,单次比能耗为15.0×10^-6 kW·h/kN,从整机输入到滑块的能量传递效率为39.5%。由此可得,被测压力机单次能耗与所替代的传统8000 kN油压机相比降低86.4%,能量传递效率比文献数据提高至少25%。结果表明,采用伺服压力机在实现高性能伺服冲压工艺基础上取得了显著的节能效果。     

普通型板式热交换器中的水蒸汽凝结放热

通过试验研究确认了将普通型板式热交换器用于水—水蒸汽凝结放热具有显著节能效果。分析了在板式热交换器中,在水蒸汽的高速流动下水蒸汽凝结换热系数与蒸汽流速、蒸汽压力、冷凝温差之间关系,获得了求解凝结换热系数的关联式,也分析了顺、逆流对压降及水蒸汽凝结放热系数的影响。     

国产300MW汽轮机通流部分改造及其效益分析

本文介绍了N300-16.5/535/535型汽轮机组通流改造前的设备现状及存在的主要问题,并提出了改造技术方案、原则及内容。改造后的热力性能试验表明:能耗指标达到国内300 MW机组先进水平,修正后的热耗率由8800.8 kJ·kW-1·h-1降低至8050.3 kJ·kW-1·h-1,汽轮机效率显著提高,最大连续出力为337.205MW,高于设计出力334.363MW,机组发电煤耗降低27.79g·kW-1·h-1,每年可节约标煤约5.75万吨,安全性能和热效率明显提高。     

水平管外蒸气轴向库特流动时的凝结换热

根据蒸气在管束间和套管环流道内流动特性，建立了适应该种流动凝结换热的物理及数学模型；通过数值求解，得到了蒸气流束对流膜厚度的影响区域及其随雷诺数，雅可比数及普朗特数的变化关系，表明这种流动形式强化了凝结换热。     

负压多级降膜蒸发在太阳能海水淡化中的应用研究

深入分析了海水在水平管外蒸发以及饱和水蒸气在水平管内冷凝的机理。分析表明：采用负压多级降膜蒸发，在加热水温度一定的情况下可大大强化传热传质过程，提高海水的蒸发量；利用饱和水蒸气在水平管内加压冷凝，可有效地促进热质交换过程，提高冷凝的效果。在该理论指导下设计制造的具有闪蒸与压缩蒸馏性能的太阳能海水淡化装置，不仅比传统的盘式太阳能淡化装置效率提高很多，而且可利用较低温度的太阳能加热水进行海水淡化，淡化效率保持在70％以上。