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钢铁工业自备电厂余热资源的回收利用

刘彤 , 张鑫 , 黄圣伟 , 徐钢 , 杨勇

钢铁研究 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130313

对钢铁企业自备电厂的烟气余热资源及主要利用方式进行了对比分析.在此基础上针对选取的某典型案例,提出在锅炉尾部加装低温省煤器回收烟气余热加热凝结水设计改造方案,一方面回收了锅炉的排烟余热,另一方面提高了汽轮机抽汽效率,同时结合工程约束条件展开热经济性分析计算,对钢厂燃用煤气锅炉尾部烟气的余热回收利用进行了深入探讨.研究结果表明,经改造后排烟温度降低近50℃,每年增加发电量约106.7万kW·h,折合节约购电资金100多万元,直接经济效益显著,对钢铁企业的余热利用系统的优化设计和工程应用具有一定的参考价值.

关键词: 钢铁工业 , 自备电厂 , 高炉煤气 , 余热利用 , 节能减排

集成两级MCFC回收燃机排放CO2的复合动力系统研究

段立强 , 朱竞男 , 陈新明 , 杨勇

工程热物理学报

本文以燃气轮机联合循环为基准系统,集成氧离子传输模(OTM)和两级熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)提出了一个回收CO2的新型燃气轮机复合动力系统.采用与余热驱动制冷相结合的CO2压缩液化新方法减少了总系统能耗.通过Aspen plus模拟分析了CO2回收率,电流密度,燃料利用率对系统性能的影响,研究结果表明当碳捕获率为80.06%时,新系统效率(55.83%)比传统不回收CO2的燃气轮机联合循环(56.03%)仅仅低了0.2个百分点,比常温冷却压缩CO2方法(55.25%)高出了近0.6个百分点.本文研究成果将为回收CO2的MCFC复合系统研究提供有益参考.

关键词: 两级熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) , 燃气轮机 , 氧离子传输膜(OTM) , Aspen plus

能量系统故障诊断的热经济学模型

杨勇 , 郭民臣 , 刘文毅 , 郭喜燕

工程热物理学报

本文将建立在热力学第二定律基础上的#[1316]分析方法与热经济学方法运用于能量系统的故障诊断。通过与常规热力学方法的定量比较,证明了#[1316]分析方法与热经济学方法对系统中发生的故障具有更高的敏感度,并建立了进行能量系统故障诊断的#[1316]分析模型与热经济学分析模型,并以某200 MW火电机组为例,分别采用这两种方法对机组在某一况时的故障情况进行了诊断,并对结果进行了分析比较。

关键词: 能量系统 , 故障诊断 , 热经济学

椭圆管矩形翅片间空气流动的扰流特征

冯丽丽 , 杜小泽 , 杨勇 , 杨立军

工程热物理学报

针对椭圆管矩形翅片间的空气流动特性,将应用于直接空冷电站椭圆管矩形翅片的几何中心相对于椭圆管的几何中心偏置.针对不同偏心距离x,以及不同入口风速u,得到空气侧对流换热系数h和压差P随u的变化规律.模拟结果表明翅片的偏置会对着空气侧的流动与换热产生不同影响:翅片向前偏置,低速尾流区对翅片表面换热的影响减小,空气侧总的表面传热系数h增加,且向前偏心距离△x越大,h越大;翅片向后偏置,低速尾流区造成翅片表面局部换热的恶化,以及压力损失的增加.利用PEC对低速尾流区对矩形翅片椭圆管空气侧的换热与流动的综合影响进行了比较.

关键词: 直接空冷凝汽器 , 椭圆管 , 偏心翅片

新型燃煤发电-CO_2捕获-供热一体化系统

徐钢 , 李守成 , 杨勇 , 刘彤 , 张锴

工程热物理学报

本文在深入分析燃煤电站CO_2捕获和汽水系统热平衡的基础上,提出一种新型燃煤发电-CO_2捕获-供热一体化系统。该系统通过汽水流程、碳捕获流程及地暖供热流程的有效集成,实现了系统中、低温余热的高效利用,降低了碳捕获对电厂效率的影响。分析结果显示,本文提出的一体化系统,在CO_2回收率90%时,供电效率可达31.32%,供电效率降低8.96%,而传统化学吸收法碳捕获电站效率惩罚普遍在10~12个百分点或更高。同时,该系统可供热350 MW,全厂(火用)效率达34.49%,全厂热效率高达55.88%;该系统以较少的能耗代价实现高效供电、供热与CO_2减排,为燃煤发电机组碳减排提供了独特的学术思路与技术方案。

关键词: CO_2捕获 , 燃煤发电 , 供热 , 系统集成

壳核结构纳米颗粒阵列消光效应和近场辐射传热

吴娅 , 周乐平 , 杜小泽 , 杨勇

工程热物理学报

通过改变壳核结构纳米颗粒半径比率和材料可改变纳米流体的光谱特性.本文采用Quasi-Static近似的Rayleigh散射方法,分析计算处于非独立散射状态下壳核结构纳米颗粒的消光效应,并采用波动电动力学方法计算了相应体积分数下纳米颗粒间的近场辐射传热.结果表明,壳核结构纳米颗粒消光系数与半径比、体积分数、粒子内外壳材料有关,近场辐射传热量与温度、间距、体积分数有关.比较辐射导热系数、近场辐射等效导热系数、有效导热系数可见,在颗粒均匀分布假设下,体积分数fv>0.6%且距离波长比小于0.5时,采用波动电动力学的方法颗粒阵列间近场辐射作用可忽略.

关键词: 壳核结构 , 纳米颗粒 , 消光效应 , 近场辐射 , 光谱特性

温度依变性对纳米颗粒悬浮液导热系数测量影响

周乐平 , 王补宣 , 彭晓峰 , 杜小泽 , 杨勇

工程热物理学报

本文报告了50 nm氧化铜(体积百分比φ≤0.6%)与去离子水的悬浮液有效导热系数测量结果,讨论了温度依变性对导热系数的影响,运用适用于低浓度悬浮液的能量和质量方程进行分析表明,颗粒空间分布和温度场间相互影响,进而影响导热系数测量结果.考虑低浓度悬浮液中颗粒布朗扩散和热泳作用,讨论了运用准稳态方法测量纳米颗粒悬浮液导热系数的有效性,即需同时保证合适的加热热流密度和液体试样两侧的温差.

关键词: 温度依变性 , 纳米颗粒悬浮液 , 导热系数 , 测量

火电机组湿法脱硫系统能耗的回归分析

杨勇 , 袁星 , 黄圣伟 , 徐钢

工程热物理学报

本文以火电机组石灰石石膏湿法脱硫系统能耗为研究对象,通过分析脱硫系统主要能耗设备的能耗特性,得出影响脱硫能耗的主要因素,并对这些主要影响因素与脱硫能耗间的关系进行多元回归分析,从而建立脱硫能耗的数学模刊。最后以我国40台典型火电机组湿法脱硫系统实际运行数据为基础,通过多元回归分析,建立脱硫能耗的数学模型,结果表明脱硫能耗数学模型既有一定的物理意义,又具有良好的统计学依据,与电厂实际脱硫能耗数据能较好地符合,从而为火电机组湿法脱硫系统的能耗预测和节能运行提供依据和基础。

关键词: 火电机组 , 湿法脱硫 , 能耗模型 , 多元回归

分布式能量系统的综合评价

刘殿海 , 杨勇 , 杨昆 , 杨志 , 郭喜燕

工程热物理学报

分布式能量系统由于具有良好的经济与环保性能,得到了世界各国的普遍重视.本文选取人们所关注的经济性、可靠性、环保性及CO2减排的几个因素作为指标,建立了分布式能量系统综合评价的指标体系和模糊识别模型.通过分布式能量系统与传统大电网集中供电方式的比较,结合实际案例,对几种常用的供能方式进行了综合评价.本文的研究成果为在电力市场竞争机制下分布式能量系统的发展与规制提供了决策支持,有利于实现分布式能量系统与大电网集中统一供电的相互补充,以满足不同用户的需求.

关键词: 分布式能量系统 , 综合评价 , 模糊识别

声空化外场对振荡流热管传热性能的影响

陈传宝 , 冼海珍 , 刘登瀛 , 商福民 , 杨勇

工程热物理学报

本文通过实验研究了声空化外场对振荡流热管传热性能的影响规律.声空化外场对振荡流热管传热性能有显著影响,在某些工况下声空化外场可以加速热管的启动,提高热管传热性能,但亦出现施加声空化外场反而削弱传热的现象.声空化外场对振荡流热管具有独特的作用,其特殊的规律,以及内、外场之间的耦合机制亟需进行更加深入的研究.

关键词: 振荡流热管 , 声空化 , 强化传热

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