工程热力学可用能函数和热力循环的第二定律分析法

本文綜合論述可用能函数的热力学基础,有最常見的热力过程可用能量损失的計算公式。文中以这一函数为基础,作出实际循环的可用能流图,对循环的热力学完善性进行分析和評价——第二定律分析法。这种方法可把各类热力机械的效率指标統一起来,便于分析现代綜合的热力循环,对能量的合理利用提供了理論上的依据。文中还通过正循环和逆循环的实例,具体討論这种方法在力能装置和热泵中的应用。論述中作者說明了这种方法的重要性並从力能角度提出“数量分析”和“质量分析”的概念。     

炼油过程能量优化和低温余热回收利用

本文主要分析炼油过程能量传递和低温余热热源及热阱特征,运用热力学试探法和数学规划法建立了炼油过程系统能量优化方法和低温余热大系统优化回收利用方法。系统能量优化涵盖炼油过程总能规划、直接热联合和热供料、装置内部能量优化、低温余热利用等方面;低温余热利用包括热源热阱分类评价、热水子网络建立、大系统分析。     

冀中坳陷雄县地热开采区地热资源的成因机制

雄县地热开采区是雄安新区地热资源赋存条件最好的地区之一,蕴藏着丰富的中低温地热资源。但是随着开采强度的增加,研究地热田的成因机制显得日益重要,是后期地热田资源评价工作和布置地热开采方案的重要依据。在结合前人研究成果的基础上,应用环境同位素研究地热储层流体的补给来源和热水年龄,并结合地热流体的水化学特征,初步分析了各热储层之间的联系程度和径流关系。研究表明,雄县的地热流体主要来自古大气降水,大部分是在长期的径流过程中由地热升温形成。雄县地热流体的年龄为31～36 ka。在自然条件下,新近纪地热流体与上层含水层之间的水力联系较弱,不同时期热储的地热流体之间的水力联系也较弱。通过分析雄县地热开采区地热地质构造背景、热储特征及地热形成机理,建立了热储的三维地质模型和数学数值模型,对区域内地热资源的开采和回灌进行了水热耦合模拟,计算结果与热储温度测量数据和抽水试验数据拟合较好,在得到验证模型的基础上,通过在研究区内合理井距和采灌量的最优设计,评价了研究区的地热资源储量。当开采量为120 m³/h、井距为450 m时,满足100 a内开采井水温下降小于2℃的评价标准下,年可开...     

低温供热系统的用能分析

针对热泵装置用能效率的计算方法进行了探讨,分析了热泵提升式系统用能效率的两种计算方法.以热能效率和效率作为评价指标,对热泵提升式系统和锅炉提升式系统这两种低温供热系统的用能情况进行了能量分析与分析.计算结果表明,热泵提升式系统的热能效率要低于锅炉提升式系统的热能效率,但其效率要高于后者的效率;当低温热源的供水温度较高可直接用于供暖时,应将低温热源的热量或作为"代价"计入供给能或供给来计算热泵装置的用能效率.     

双流体循环地热发电辐流式汽轮机的研究

本文计论在双流体循环中应用辐流式汽轮机的技术经济意义。对汽轮机效率及主要设计参数选择进行了综合分析,介绍研试机组结构、制造特点和试验方法。通过实验,证明辐流式汽轮机具有结构简单、加工容易、效率较高和成本低等特点,比较适应于低沸点介质循环的中、低焓降和大流量的要求及中低温地热发电的中、小功率的特点。文中还说明在其他热水资源(余热及太阳热)发电中应用这种汽轮机的前景。     

聊城东部地热田地质特征研究

地热资源已成为现阶段重要的绿色能源之一.研究分析山东省聊城东部地热田,为开发利用本区的地热资源提供地质资料依据.该地热田位于阳谷凸起的北部区内,面积约600 km2,地热类型属低温层控岩溶裂隙型,盖层是第四系、新近系明化镇组及石炭-二叠系,常被利用的地热有新近系馆陶组和奥陶系马家沟组两个热储层.其中:馆陶组热储层中地热水矿化度为5000mg/L左右,其可利用地热资源量为2.5331×1018 J,热水资源静储量为1.4085×1010 m3;马家沟组热储层中地热水矿化度较高,为5251.38～5292.7 mg/L,其可利用地热资源量为1.1572×1018 J,热水资源静储量为2.16×109 m3.     

Kalina地热发电循环分析

 Kalina地热发电循环的首次运用是在2000年7月的冰岛胡萨维克。运行两年后通过测试,Kalina循环被认为是利用中低温热能最具应用前景的方式之一。本文通过工程方程求解器EES编制计算软件,完成了系统循环过程的模拟计算,计算结果与实际运行参数吻合较好。在此基础上,对影响Kalina地热发电热力循环效率的汽轮机入口压力和氨的质量浓度进行了分析。同时,也对汽轮机的安全运行范围进行了计算。最后,分析了系统的火用损失。     

太阳能热气流电站系统的热力学分析

对太阳能热气流电站系统进行了热力学理论分析，将整个系统分成集热棚，风力透平和烟囱三个子区域，分析每个子区域内工质热力学过程，研究各参数变化影响因素，并对系统压力场进行分析．首次提出了能量利用度的概念，并对不同尺寸的太阳能热气流电站的性能进行了分析计算．结果表明：太阳辐射能和涡轮机负荷对系统能量利用度有显著影响，而且系统能量利用度随着太阳能热气流电站的规模增大而增大．该计算结果将为建设不同规模的太阳能热气流电站提供理论依据．     

南海盆地地热地质条件和资源形成因素

南海是世界上第三大边缘海,也是中国最大的边缘海。复杂的构造应力和演化过程成就了该区域优质的地热背景条件。本文以南海海域大地热流、热储、流体地热数据为依据,基于南中国海的热历史、热状态以及流体地热特征认识基础上,分析研究莺-琼盆地11个地层水样和13件样品岩石热物性参数,从盆地热演化、岩石圈热结构、构造背景、热源、热储、盖层条件等方面探讨了南海盆地地热地质条件,对地热资源形成进行了分析。认为其是5 Ma以来活动构造最为活跃的地带,发育海山、高压流体底辟、气烟囱等,是热事件最活跃区;地幔热流与地表热流之比为0.59,具有“冷壳热幔”的岩石圈热结构特征;洋中脊、红河断裂等深大断裂带、以伸展构造为主的断块、底辟核心影响区等,提供了深部热物质上涌“热通道”,造成现今地温异常;以莺-琼盆地为例,按热储区域封盖组合特点,由浅层乐东组到深层崖城组,划分了浅层中-低温地热系统,中深层高温地热系统、深层超温地热系统。南中国海地热资源的勘探和利用研究尚处于起步阶段,结合海洋地热开发利用现状以及对比南海地热资源优势,从技术、经济角度探讨海洋地热资源开发利用发展方向。     

运用热泵提高低温地热采暖系统能源利用率的分析

本文探讨我国京津市区丰富的低温地热资源有效利用的方法。文中着重分析有热泵参与的各种地热采暖系统的负荷分配和节能效果,论证热泵系统是提高低温能源利用率和城市采暖的有效方式。本文还介绍了地热热泵模拟试验和所得到的某些结果。在经济性分析中指出我国电和燃料比价与国外有很大不同,所以电动热泵直接经济效果还不明显。提议城市地区可用燃气机拖动热泵,并建议要有合理的能源政策促进热泵节能技术的发展。     

一种三热源热泵热水系统及其节能评价

文章对空气源热泵热水系统、地下水源热泵热水系统和三热源热泵热水系统进行对比分析。三热源热泵热水系统是空气源、污水源和能量回收联合热水系统,空气源热泵利用夜间谷电运行生产热水,午后洗浴废热能量回收后,污水源热泵在峰电下运行生产热水。火用评价结果表明,该系统稳定性好,运行成本低,年平均火用效率高,值得推广。     

地热发电及综合梯级利用系统

 高效利用地热资源已成为地热开发利用的焦点话题,中国地热资源丰富,但大多分布偏远,地热资源利用率总体较低。本文结合国内外地热利用现状及发展趋势,重点阐述以氨水作为工质的动力循环系统,提出了净功率、电力产率、热效率和换热面积比率的性能指标,并分析氨水溶液质量分数、循环倍率和热水温度对上述指标的影响。在此基础上,探讨了建设适合于华南地域特征的地热资源综合梯级利用示范项目,实现资源利用率达到70%以上,为中低温余热利用提出了一个新的途径。     

天然气水合物藏注热水开采敏感因素试验研究

采用自制的一维天然气水合物(NGH)开采模拟试验装置,模拟海洋地质条件,在填砂模型(填砂管直径8 cm,长80 cm)中生成天然气水合物,并通过注入热盐水进行热力开采的物理模拟试验,分析水合物藏地质因素和注热参数对注热水开采能量效率(水合物分解所得甲烷气的热量与注入热量之比)的影响。结果表明:影响能量效率的因素由大到小依次为注热水温度、水合物饱和度、初始温度、注热水时间、注热水速度;在水合物藏地质因素中,水合物饱和度越大,初始温度越高,注热水开采能量效率越高;在注热参数中,注热温度越高,能量效率越低;在注热开采时需要合理优化注热水温度、注热水时间和注热水速度;试验条件下,注热水开采能量效率最高的试验组合为水合物饱和度48%,初始温度5℃,注热水温度40℃,注热水时间350 min,注热水速度12 mL/min,最高能量效率为6.74。     

促进中低温对流型地热资源的开发利用

 地热资源是一种廉价、洁净的资源。中低温对流型地热系统指温度低于150℃、地下深处没有年轻岩浆活动作为附加热源、在正常或略为偏高的区域热背景条件下,出现在孔隙-裂隙介质或断裂破碎带中的地下热水环流系统,其在自然界分布较为广泛。     

清洁能源与可持续发展

正太阳能:是指太阳的热辐射能,其利用有光热转换和光电转换两种方式,一般用作发电或者为热水器提供能源。核能:由原子核的链式反应所产生的能量,包括用于原子电站的核裂变能和正在研究的核聚变能。生物质能:植物叶绿素将太阳能转化为化学能储存于生物质内部的能量。风能:太阳辐射引起的空气流动的能量,到达地球表面的太阳能约有2%转化为风能。氢能:氢氧化所释放出来的能量。地热能:地球内部具有的热能,是地球本身蕴含的能量。这种能源是从地壳中提出来的天然热能。     

剩余污泥低温热水解中试

中国污泥有机物质量比低,厌氧消化速率慢、产气少,60℃左右的热水解是改善措施之一。该文在热水解罐中进行了剩余污泥低温热水解的中试研究,采用热泵供热。对水力停留时间(HRT)、温度(T)、污泥含固率和有机物质量比(CVSS/CSS)等对剩余污泥低温热水解的影响以及重要性进行了分析。试验结果表明:低温热水解的最佳工艺条件为:HRT为1d,温度54~60℃,污泥含固率3%。加碱可以促进水解,当污泥含固率5%时,调节pH到10可使VSS去除率和有机物溶出率分别增加46.8%和100%。正交试验结果表明:温度、污泥含固率和有机物质量比都是热水解的关键影响因素,各因素对VSS去除率和有机物溶出率影响的重要性顺序一致,由大到小的顺序为:污泥含固率、温度、有机物质量比。在最佳工况下,剩余污泥低温热水解后进行中温(35℃)厌氧消化,消化时间10d的情况下,沼气产量比未低温热水解时增加44%。     

印染企业的能级平衡与热能的合理利用

在我国印染企业中,能耗占纺织工业总能耗的20％以上,其中90％是热能。因此,热能的合理使用尤为重要。本文根据参考文献[2]的能级平衡理论,对某印染厂能量平衡作了分析。作者还提出了以(火用)热效率比及(火用)热比评价印染企业的合理供能,并提出节能的途径和方向。     

天然场音频大地电磁法在云南省普洒河花岗岩区地热水资源勘查中的应用成果

在云南省个旧市普洒河花岗岩分布区开展物探天然场音频大地电磁法勘查，结合该区地热地质情况，确定了1口地热水资源勘查井的井位和井深，设计井深600 m,钻进至601.88 m终孔，成功揭露到地热水含水层，具承压性，水温39℃,自流量655 m³/d;基本查明了区内地热水储水断裂(裂隙)破碎带的空间分布情况，属带状热储；对该井地热水自流的成因进行了分析和判断，取得了很好的地热水资源勘查成果.     

共和盆地恰卜恰地区新近系地下热水化学特征

位于青藏高原东北缘的共和盆地地热资源丰富、种类齐全,既有中低温水热型,又有高温干热型地热资源,但两者间的相关关系研究目前还相对较弱。以共和盆地恰卜恰地区新近系地热系统为研究对象,通过选取对水样的分析估算深层地下热水水化学特征及热储温度、循环深度,从而推测研究区新近系地热系统的成因模式,探索干热型和水热型地热系统相互影响关系。分析结果表明：该区地下水优势阳离子为Na⁺,占比多超过90%,水化学类型主要为Na-Cl·HCO₃、Na-HCO₃·Cl或Na-Cl·HCO₃·SO₄,经过较长的径流路径和较慢的水循环过程,水岩作用程度较高,属地下水径流的末端或排泄区;通过化学温标估算研究区新近系热储温度为71～134℃,地下热水的循环深度为1 300～2 200 m,深于研究区花岗岩结晶基底顶面埋深;研究区新近系地热系统主要热源为深部高温干热岩体,新近系含水层地下水受深部高温花岗质岩体热传导导热加热升温,第四系地层为盖层,起到隔热保温作用,形成中低温地热系统。研究结论加深了干热岩地热系统对...     

四川双流区域地下水资源评价

在对四川双流区域水文地质特征研究的基础上,进行了一系列单孔和群孔非稳定抽水试验。利用0.618优选法,模型识别出水文地质参数并进行了参数分区;采用有限单元法模拟出区域渗流场,研究了区域地下水补径排特征,建立了符合双流具体实际的资源计算模型,最后计算并评价了研究区域的地下水资源。