基于热分析和(火用)分析的氧化铝生产蒸发工序节能研究

阐述热分析和(火用)分析在氧化铝蒸发工序节能降耗中的意义,建立工序的热分析和(火用)分析模型,并以此对某厂蒸发工序进行热效率和(火用)效率的分析.研究结果表明:蒸发工序热效率仅为30.67％,(火用)效率仅为15.08％,热损失严重,用能水平低,节能潜力大;热分析确定的高耗能环节为冷凝水自蒸发器和末效蒸发器,(火用)分析确定的高耗能环节不仅为冷凝水自蒸发器和末效蒸发器,还有传热过程(火用)损失和流动过程(火用)损失.通过对蒸发工序进行热分析和(火用)分析,评价工序用能水平,确定耗能的主要环节、部位及节能潜力,指出蒸发工序的节能降耗途径.     

氧化铝生产蒸发工序的(火用)分析

为降低氧化铝生产蒸发工序的能耗,根据工业铝酸钠溶液的密度、比热容、各组分的活度因子和标准化学炯等性质,推导出工业铝酸钠溶液的(火用)计算式;对四效蒸发器一三级闪蒸器系统炯进行分析,计算蒸发系统及其各单元的(火用)效率和炯损系数.研究结果表明:蒸发系统的(火用)效率为13%19%;三级闪蒸器的(火用)效率较高,均超过了90%;四效蒸发器的炯效率较低,几乎都低于80%,其中第4效蒸发器的(火用)效率最低,为9%~12%;冷凝水和乏汽形式的外部(火用)损失和蒸发器内传热过程引起的内部(火用)损失是蒸发系统的2类主要炯损失,其(火用)损系数分别为0.273-4).301和0.291~0.329;虽然预热器的混合炯损系数仅为0.016-0.030,但其用能过程不合理,因此,建议加强冷凝水和乏汽的余热回收利用,优化蒸发系统的传热温差分布和操作参数,改进预热器的使用方式.     

钢铁企业基于能耗指标分解模型的情景分析

在钢铁厂能耗指标分解模型的基础上运用情景分析法,对钢铁厂的主工序吨钢能耗情况进行分析和预测.为评价国内某钢铁厂2009年和2012年的能耗水平,构建了先进工序能耗、近期可行及远期可能余热回收情景,其中近期可行余热回收情景只涉及烧结烟气、热轧烟气和冷轧高温烟气的余热回收,远期可能余热回收情景则包括各工序排放的高温烟气和固体废弃物的余热回收.通过对各情景的比较,得出节能效果最好的是先进工序能耗情景,近期可行余热回收节能效果并不显著,远期可能余热回收可较大幅降低能耗,最后提出了应用先进电炉预热技术、发展高温固体余热回收技术及提高轧钢工序余热回收等进一步节能的建议.     

基于投入产出模型的武钢炼铁系统能耗与节能潜力分析

针对武钢炼铁系统建立多级能源投入产出模型,采集并分析武钢炼铁系统2010~2013年生产及能源数据,通过该模型计算焦炭、烧结矿及铁水的能值与能耗,运用吨钢能耗e-p分析法计算工序节能量,采用指数平滑法预测未来一年的能源需求量。结果表明,降低焦化、烧结、高炉工序能耗,加大回收余热、余能等二次能源的力度,增加喷煤量以提高煤焦置换比以及优化生产结构等措施均有助于该炼铁系统的能耗降低。     

烧结工序的物质流和能量流(火用)分析

本文讨论了烧结工序开展物质流和能量流的(火用)分析意义,应用物质流分析方法,建立了烧结工序的物质流和能量流(火用)分析模型.应用该模型,分析了烧结工序的(火用)效率、(火用)损失,指出了烧结工序的节能方向和途径.     

氧化铝生产蒸发工序能耗分析

为降低氧化铝生产蒸发工序的能耗,对测试结果误差进行修正;应用热分析和(煳)分析方法研究四效蒸发器-三级闪蒸器系统的用能状况.研究结果表明:蒸发系统的热效率仅为15.39％,其中Ⅳ效蒸发器的热效率仅为7.23％,其他单元热效率较高;Ⅳ效蒸发器的热损失主要是外排的冷凝水和乏汽带走大量的热所致;蒸发系统的(炯)效率仅为19.51％,其中各效蒸发器的(炯)效率均较低而(炯)损失率均较高,是提高系统(炯)效率的关键因素,因此,应加强乏汽和冷凝水的余热回收利用,并优化或改进蒸发器的操作参数和预热器使用方式.     

氯化铵回收的三效降膜蒸发系统的(火用)分析

利用黑箱和灰箱模型对氯化铵回收三效降膜蒸发系统进行了[火用]分析，找到了系统[火用]损的关键，即二次蒸汽的消耗引起的外部[火用]损．对各效蒸发器采用白箱模型，分析了蒸发器[火用]损的主要环节，结果表明，对于一、二、三效蒸发器，传热温差引起的[火用]损率分别为77．64％、68．59％和75．87％，降低传热温差引起的[火用]损是提高蒸发系统效率的主要途径．由于浓缩热引起的[火用]损也是不容忽视的，应提高系统的真空度，采用低温蒸发路线．     

催化裂化装置的用能分析与改进

基于流化催化裂化过程的特点及过程系统三环节能量结构模型,对国内某炼油厂催化裂化装置进行了能量和火用分析,提出了相应的用能优化改进措施。通过采取优化分馏塔回流取热、增加高温位中段及油浆等循环取热、增设烟机回收装置烟气压力能、优化换热网络和利用装置低温热等措施,可使装置能耗大幅度降低,节能效果显著。     

钢铁企业能耗瓶颈诊断数学模型及应用

针对钢铁厂物质流和能量流对能耗同时产生影响的问题,建立了能耗瓶颈诊断模型. 模型分别用钢比系数和工序能耗衡量物质流和能量流,其功能是将吨钢综合能耗的变化分解为钢比系数的变化和工序能耗的变化,从而将两种因素的影响相分离,寻找能耗瓶颈. 模型分析通过三步进行,分别针对总流程、区域和工序,形成了系统的分析体系. 同时,提出了贡献指数的概念,以定量地描述各个因素对吨钢综合能耗的影响大小. 利用该模型对某钢厂2001年和2007年的能耗指标进行实例分析,找出了相应的能耗瓶颈为炼铁区域和轧钢区域钢比系数的增加与炼钢区域工序能耗的上升,并提出了增加热送热装比、降低加热炉燃料消耗等节能对策.     

钢铁工厂热能最佳利用

本课题是从能质分析((火用)分析)和系统优化两个方面开展的工作。能质分析是以热力学完善性为依据探求能量利用的潜力和已经利用的深度,是近年来国际上开始运用的一种指导节能和合理用能的新理论。系统优化是按系统工程的方法寻求生产过程的最佳用能方案,国外也正在开始从事这方面的工作。 通过在现场广泛的能源调查和测试工作以及大量的分析计算,从(火用)分析、广义节能     

四效逆流降膜蒸发系统的建模与故障仿真

针对氧化铝生产蒸发过程难以控制、故障数据难以采集的现象,根据热力学的基本原理,利用奥秘仿真系统,用高保真的模型元件通过模块化的方法建立四效逆流降膜蒸发加三级闪蒸的氧化铝生产蒸发过程模型。根据氧化铝蒸发系统的特点,将模型分为4个蒸发器模块、3个预热器模块和3个闪蒸器模块。为了体现系统的中间过程,模型中把蒸发器模块分为蒸汽单元和物料单元。通过软件中模型计算和仿真验证模型的有效性,与氧化铝蒸发过程实际测量值相比较,证明模型能够很好地反映氧化铝蒸发的动态生产过程。此外,模型还设置一些实际过程中常发生的故障。研究结果表明:通过数据分析发现故障仿真结果与理论结果相符合,为故障检测和优化控制系统奠定了基础。     

基于PCA的氧化铝蒸发系统故障检测

针对氧化铝蒸发系统结构复杂、物理模型难以搭建、大量数据得不到合理利用的问题,提出了基于主成分分析(PCA)的故障检测方法和直观的故障分离方法.通过对氧化铝蒸发系统进行深入分析,对系统故障进行分类,并在仿真模型中建立了不同的故障类型模型.最后,基于对氧化铝蒸发故障进行模拟得到的故障数据,给出了在氧化铝蒸发过程故障检测中的实例,验证了PCA方法的可行性.     

预热竖窑气固传热与水分蒸发数值模拟

通过对一种新型预热竖窑的预热脱水研究，建立了气固两相传热和水分蒸发收缩核模型.在气体速度分别为10,15和20 m/s与993 K的温度条件下，针对预热竖窑的气体温度分布，以铬铁球团为主的固体混合物料温度分布和水分蒸发情况进行模拟分析.结果表明，该预热竖窑在20 m/s与993 K的条件下，固体物料温度达到850 K以上并实现球团干燥，可以满足物料预热的温度和含水量要求.通过合理的预热工序，防止了冶炼过程中因含水率过高导致球团出现爆裂影响生产安全的问题，也满足了企业对冶炼过程中产生的高温尾气的余热利用的目标.     

糖厂低温热能利用及其(火用)评价

对大型糖厂蒸发站用能进行(火用)分析及对其低温热能利用的(火用)评价.     

基于串联电感同步开关控制技术的振动能量回收电路仿真研究

研究了压电振动能量回收电路中串联电感同步开关电路,对开关的控制策略进行优化。首先建立机电耦合模型,通过等效电路建模分析法得到压电振动系统的电学模型;利用Multisim软件建立振动能量回收系统的仿真模型和开关控制电路仿真模型。以负载作为储能元件,分析了压电片受夹电容电压与负载电压的变化。与标准能量回收电路相比,其输出功率提高近4倍。     

利用神经网络技术预测轧钢厂的工序能耗

利用神经网络技术，建立了产量、成材率和作业率神经网络能耗模型，与数学回归模型相比，提高了拟合精度，当产量从12kt/月增加到55kt/月时，工序能耗的实测值从270kg/t减少到165kg/t，神经网络模型工序能耗的计算值从260kg/t减少到160kg/t；当作业率从64%增加到73%时，工序能耗的实测值从164.18%/t减少到162.6kg/t，神经网络模型工序能耗的计算值从164.7kg/t减少到162.5kg/t，为研究轧钢厂工序能耗决策提供了可靠的方法。     

混联法生产氧化铝流程的物流对能耗的影响

以钢铁生产流程中的“基准物流图”概念为基础,提出了氧化铝生产流程基准物流图的概念,构筑了用混联法生产氧化铝流程的基准物流图·并以某混联法氧化铝厂生产数据为依据,分别绘制了该厂的实际物流图和基准物流图,并定量地分析了生产流程的物流对能耗的影响·结果表明:在混联法生产氧化铝的流程中,凡是由外界向某中间工序输入的含氧化铝物料,必有利于节能;凡是由某中间工序向外界输出或返回上游工序处理的含氧化铝物料,必使能耗增加,而且越是后部工序,耗能越多     

基于模糊层次分析的注水系统能耗主控因素确定方法

目前国内油田注水系统优化改造时,需要确定注水系统能耗的主控因素,为此提出了一种基于模糊层次分析法的注水系统能耗主控因素确定方法.首先明确了注水系统能量的流向,把损失的能量分为3类,并进一步分析了造成这3类损失的影响因素,从而建立了注水系统能耗影响因素的分层模型;提出了基于模糊层次分析法的注水系统能耗主控因素确定方法,构...     

能量网络的传递规律与网络方程

为实现多种类型能源的综合利用,在深入探讨能量本质的基础上,建立了能量网络的基本理论。首先定义了由多条能量传递线(管)路相互连接形成的能量网络,传递不同形式能量的子网通过能量转换器(包括泵、换热器等)互相耦合。然后从能量在空间的普遍化传递方程出发,推导出能量在线(管)路中的普遍化传递方程,并深入分析了能量和火用在线(管)路中传递的变化规律。根据所提方法对电能、热能和压能实际传递过程的分析结果与传统方法相同,证明了其正确性。为建立能量网络方程,将电网络理论中的基尔霍夫定律推广至适合于能量网络建模的广义基尔霍夫定律,然后以能量(火用)在线(管)路中的传递特性方程为基础,推导出普遍化的集中参数等效传递方程,再将所得到的方程统一为能量网络方程组并论证了其可解性。通过对一个由电网络和流体网络组成的简单能量网络的实例计算结果表明,如果用户所需热量恒定不变,当电网络和流体网络分别向用户提供热量的比值不同时,该能量网络会有不同的能耗和火用损,而能耗与火用损并不成正比,因此需要寻求最优的比值,由此证明了所提模型和方法的有效性。比研究可为能量网络的建模、分析、运行与规划奠定了基础。     

大型低速船用柴油机余热回收装置的（火用）平衡分析

介绍了当前一般船用柴油机的余热回收装置,对特定型号主机废气余热回收装置进行（火用）平衡分析,通过计算求出了该装置的（火用）分配及利用情况,以及各装置（火用）效率的潜在提高程度.结果表明,该余热回收装置具有较高的（火用）效率和较好的经济性.（火用）分析的结果可以指导人们合理的提高（火用）的利用效率.