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吸收式热泵在污泥低温干化工艺中的应用

中国给水排水 2023年第8期39卷 133-139页

作者：王旭任晓芬李广焕黄冠英郭艳平秦显强河北工程大学能源与环境工程学院河北邯郸056038 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 广东吉康环境系统科技有限公司广东佛山528216 广东省固体废弃物资源化与重金属污染控制工程技术研究中心广东环境保护工程职业学院广东佛山528216

以某处理规模为100 t/d的污泥低温干化项目为研究对象,介绍了吸收式热泵在污泥低温干化工艺中的应用。结合系统原理和现场运行工艺,探讨了该系统的热平衡模型,计算了各环节的能量分布,分析了系统的性能和经济性。结果表明,相较于传统的... 详细信息

以某处理规模为100 t/d的污泥低温干化项目为研究对象,介绍了吸收式热泵在污泥低温干化工艺中的应用。结合系统原理和现场运行工艺,探讨了该系统的热平衡模型,计算了各环节的能量分布,分析了系统的性能和经济性。结果表明,相较于传统的蒸汽圆盘式干化技术和蒸汽辅助热风带式干化技术,采用吸收式热泵结合的蒸汽污泥低温干化技术,系统单位能耗除水量可达10.9 kg水/kg标煤,分别为两种传统蒸汽干化技术的1.23倍和1.44倍。在除水量一定时,系统的标煤消耗量和CO_(2)排放量较两种传统的蒸汽污泥干化技术分别降低18.6%和30.5%,环保效益显著。该项目实施后,单位污泥干化成本为153.3元/t,较两种传统的蒸汽污泥干化技术分别降低21.7%和31.3%,污泥减重率达77.34%,节约处理费用26.3%,经济效益明显。该项目的实施和运行对于可提供低价蒸汽(燃煤电厂或垃圾焚烧发电厂)的大型污泥低温干化项目设计与建设具有参考意义。

关键词：吸收式热泵污泥低温干化

吸收式热泵辅助的太阳能-地热多联产系统4E研究

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动力工程学报 2021年第11期41卷 1010-1018页

作者：付文锋陆家纬王蓝婧叶学民华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003 华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

为实现在有限地热资源条件下,通过改变运行策略调整冷热电比例以满足用户需求,提出了一种多热泵辅助低温地热能的冷、热、电三联供系统(CCHP)。从热效率、[火用]效率、[火用]经济性成本和二氧化碳减排量4个角度对系统进行了性能分析。... 详细信息

为实现在有限地热资源条件下,通过改变运行策略调整冷热电比例以满足用户需求,提出了一种多热泵辅助低温地热能的冷、热、电三联供系统(CCHP)。从热效率、[火用]效率、[火用]经济性成本和二氧化碳减排量4个角度对系统进行了性能分析。结果表明:该系统在有限地热供给条件下,通过调整热泵组的运行方式,可以灵活调配用户的冷、热、电需求;在设计制冷工况下,系统热效率和[火用]效率分别为37.7%和12.15%;在设计供热工况下,系统热效率和[火用]效率分别为53.44%和40.68%,[火用]经济性分析表明制冷水成本为1.98元/(kW·h),供热水成本为0.81元/(kW·h);与传统燃气锅炉相比,在环境友好程度上,设计制冷与供热工况每吨地热水可减排二氧化碳量分别为7.5 kg/h和11.6 kg/h。

关键词：地热能冷热电联产吸收式热泵经济性分析

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吸收式热泵系统发生器罐液位控制策略研究

吸收式热泵系统发生器罐液位控制策略研究

作者：刘忠晨山东建筑大学

学位级别：硕士

发生器是吸收式热泵系统的核心部件,其工作效率与整个系统的制冷效率密切相关。系统运行时,发生器内部的工质对在热能的驱动下不停地发生传热和传质的变化,其内部压力也随着溶液温度的变化而变化,再加之其一入两出的结构特点,使得发生... 详细信息

发生器是吸收式热泵系统的核心部件,其工作效率与整个系统的制冷效率密切相关。系统运行时,发生器内部的工质对在热能的驱动下不停地发生传热和传质的变化,其内部压力也随着溶液温度的变化而变化,再加之其一入两出的结构特点,使得发生器内部的液位控制极其复杂。本文通过对吸收式热泵系统发生器工作原理的分析,利用不同的方法提出了三种发生器液位的控制策略,并进行了比较分析。本文主要研究内容包括以下几个方面:(1)利用聚类算法提出了一种PID的多模型切换控制策略。该策略首先利用K-means聚类算法对发生器的工作状态信息进行聚类分析,使用肘部判据法确定最佳聚类数目,并对工作状态进行分类处理;然后,在每种工作状态中,利用实验数据建立一阶加滞后的系统模型,使用ZN临界比例度法整定该工作状态下PID参数。PID控制器工作时,利用系统工作状态变量与各聚类中心的距离作为各PID控制器切换的标准,并利用系统误差确定延迟切换准则,实现控制器间的平滑切换。仿真和实验结果表明,提出的控制策略在超调量、响应时间等性能指标方面均优于常规PID控制算法。(2)利用自适应神经网络模糊算法(ANFIS)提出了发生器的液位控制策略。该策略通过人工控制获得发生器液位控制的实验数据,使用ANFIS网络训练T-S模型参数,建立模糊规则库。ANFIS网络权值由最小二乘法确定,T-S模糊模型的参数由梯度下降法确定。使用Mamdain模糊推理法获得模糊控制器输出,建立了以偏差和偏差导数为输入的二维模糊控制器。仿真实验结果表明,ANFIS网络训练误差与测试误差较小,符合预期目标;此外,与常规模糊控制算法相比,所提出的ANFIS液位控制策略在超调量、响应时间等性能指标方面均有所提高。(3)使用RBF神经网络提出了自适应PID发生器液位控制策略。该策略首先利用ZN临界比例度法整定增量式PID控制器的初始参数,然后利用RBF神经网络在线实时修正PID的三个参数。RBF神经网络以PID控制器的输出、发生器液位的实际值和RBF神经网络预测值与实际值的误差为输入,以PID控制器三个参数的变化量为输出,其内部为单隐含层结构,采用高斯函数作为径向基函数,高斯函数的中心、基带宽度和神经网络的输出权值通过梯度下降法确定。增量式PID控制器的三个参数利用梯度下降法根据RBF神经网络的雅可比矩阵进行更新。仿真实验结果表明,RBF神经网络对PID参数有较强的跟踪能力,RBF-PID控制器能稳定控制发生器罐的液位,控制效果优于常规PID控制器。

关键词：吸收式热泵液位控制多模型PID ANFIS RBF神经网络

吸收式热泵对生物质直燃烟气余能利用的影响研究

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中国农机化学报 2020年第9期41卷 216-223页

作者：李金平张博杨笑语黄娟娟王春龙兰州理工大学西部能源与环境研究中心兰州市730050 甘肃省生物质能与太阳能互补供能系统重点实验室兰州市730050 西北低碳城镇支撑技术协同创新中心兰州市730050 兰州理工大学能源与动力工程学院兰州市730050

针对生物质热电联产系统烟气直接排放造成的能源浪费等问题,本文提出一种利用吸收式热泵梯级回收烟气余热的系统,分析了生物质直燃锅炉的[火用]平衡,利用Aspen Plus软件模拟了烟气余热回收系统,并基于模拟数据进行[火用]分析和节能环保... 详细信息

针对生物质热电联产系统烟气直接排放造成的能源浪费等问题,本文提出一种利用吸收式热泵梯级回收烟气余热的系统,分析了生物质直燃锅炉的[火用]平衡,利用Aspen Plus软件模拟了烟气余热回收系统,并基于模拟数据进行[火用]分析和节能环保效益分析。结果表明:生物质直燃锅炉的[火用]效率为40.36%;烟气余热回收系统的[火用]效率达32.89%,[火用]损失主要分布在排烟损失;相比于未回收排烟余热的生物质直燃热电联产系统,加入烟气余热驱动的吸收式热泵辅助供暖后,系统的烟气余热回收利用率、节能率和综合能源利用率分别提升了11.06%、4.79%和6.70%;每个采暖季供热量可折合标煤2088.56 t,相应地可减排CO2、SO2、NOX和碳粉尘分别为5206.78 t、17.75 t、15.66 t和1402.22 t。因此,利用吸收式热泵回收生物质直燃烟气余热具有可观的节能环保效益。

关键词：生物质热电联产烟气余热回收吸收式热泵 Aspen Plus模拟 [火用]分析节能环保效益

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含吸收式热泵的高能效热电厂优化运行研究

电网技术 2023年第2期47卷 698-708页

作者：章艳周运虎王一泽陈筑李杨吕阳吕泉大连理工大学电气工程学院辽宁省大连市116024 华能大连电厂辽宁省大连市116113

针对乏汽余热利用方案的差异性对比,文章首先基于吸收式热泵整体建模,建立配置最佳容量吸收式热泵后抽凝机组的可行运行区间模型以及煤耗函数模型。以此为基础,量化分析配置吸收式热泵较低压缸可灵活切除改造、高背压改造二者在运行灵... 详细信息

针对乏汽余热利用方案的差异性对比,文章首先基于吸收式热泵整体建模,建立配置最佳容量吸收式热泵后抽凝机组的可行运行区间模型以及煤耗函数模型。以此为基础,量化分析配置吸收式热泵较低压缸可灵活切除改造、高背压改造二者在运行灵活性、调峰成本和供热能力方面的优劣,提出包含3种余热利用方案的高能效热电厂厂内机组优化调度通用模型。最后根据东北某热电厂的数据,在不同场景下校验了3种余热利用方案的差异,进一步总结不同余热利用方案并存时,厂内不同类型机组之间的协同运行规律。

关键词：吸收式热泵热电厂灵活性提升余热利用电热解耦

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吸收式热泵辅助集中供热系统性能分析

吸收式热泵辅助集中供热系统性能分析

作者：李思远中南大学

学位级别：硕士

作为一类热驱动热泵,吸收式热泵能有效提高集中供热系统的供热能力和(火用)效率。现有的研究聚焦吸收式热泵对一次网供热能力的提高,忽视了对二次网供热参数的影响。为此,本文开发了吸收式热泵的模拟算法和程序,深入分析了吸收式热泵对... 详细信息

作为一类热驱动热泵,吸收式热泵能有效提高集中供热系统的供热能力和(火用)效率。现有的研究聚焦吸收式热泵对一次网供热能力的提高,忽视了对二次网供热参数的影响。为此,本文开发了吸收式热泵的模拟算法和程序,深入分析了吸收式热泵对二次网侧的供热温度和供热量的影响,进一步阐明了吸收式热泵对热力站供热系统整体性能的影响。首先,利用数学模型分析计算了二次侧合并供热系统(简称合供系统)和二次侧分供系统(简称分供系统)的(火用)指标,并与热力站常规供热系统进行比较。结果表明,相同工况下吸收式热泵可将一次网供热负荷提高约64%,一、二次网换热(火用)效率提高约13%。其次,通过参数分析研究了系统供热性能随一、二次网参数的变化规律。对于合供系统,用户之间共用相同的二次管网,通过调节流量分配热负荷。在不减少供热面积的情况下,必须通过增加二次供水流量维持原用户的热负荷,且二次供水温度必然降低,其实质是以“质”的牺牲换取“量”的增加。另外,合供系统中新用户在一次供水温度高、流量大的场合能获得更高的热负荷,原用户也只需更小的二次供水流量就可满足热负荷需求,但温度更高、流量更大的一次网供水却无法明显提升二次供水温度。对于分供系统,设定机组参数与合供系统相同,新用户的二次回水温度、流量与原用户均相同的情况下,新用户与原用户获得的热负荷比例约为9:5,该比例随一次网分流比、一次网供水温度和流量以及新用户二次回水流量的增大而增大,随原用户二次回水流量的增大而减小。分供系统对一次网的扩容能力与合供系统相同,但相同工况下,原用户的二次供水温度比合供系统低约6℃,新用户的二次供水温度比合供系统高约3℃,可达到常规供热系统下的二次供水温度,65℃。分供系统在一次网供水温度高,流量大的场合不仅能获得更高的热负荷,而且可明显提升二次供水温度。图33幅,表16个,参考文献76篇

关键词：吸收式热泵数学模型大温差供热系统热力站

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吸收式热泵对热电联产机组调峰能力影响分析

热力发电 2021年第10期50卷 95-100,129页

作者：张抖张光明牛玉广李泓周振华新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 国电电力大连庄河发电有限责任公司辽宁大连116400

吸收式热泵能有效改善热电联产机组的电热耦合现象,提高机组运行灵活性。根据吸收式热泵运行原理,建立了通用热电联产机组加装吸收式热泵前后的运行安全区模型。以某典型330 MW机组为例,绘制其运行安全区,分析了热泵制热系数对机组供热... 详细信息

吸收式热泵能有效改善热电联产机组的电热耦合现象,提高机组运行灵活性。根据吸收式热泵运行原理,建立了通用热电联产机组加装吸收式热泵前后的运行安全区模型。以某典型330 MW机组为例,绘制其运行安全区,分析了热泵制热系数对机组供热能力和运行安全区的影响,定量计算了机组调峰能力随供热抽汽流量及热泵制热系数的变化关系。分析和计算结果表明,机组的运行安全区及调峰能力经热泵改造后有明显增加,且随着热泵制热系数的提高而增大,这一特点在供热抽汽流量大时尤为明显。

关键词：吸收式热泵热电解耦运行安全区调峰能力制热系数

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热电联产机组耦合吸收式热泵运行特性的研究

动力工程学报 2023年第7期43卷 951-958页

作者：李蔚杨存辉吴国林王海鸿梅传颂赵永良盛德仁浙江大学能源工程学院杭州310027 北京热力集团有限责任公司北京100028 北京京能能源技术研究有限责任公司北京100089

为提升耦合吸收式热泵热电联产机组的经济性,基于Ebsilon搭建机组热力模型,采用控制变量法,分析热泵内外部参数对热泵效率和机组热经济性的影响,结合某2×350 MW热电联产机组实际运行数据进行研究。结果表明:在额定采暖工况下,耦合吸收... 详细信息

为提升耦合吸收式热泵热电联产机组的经济性,基于Ebsilon搭建机组热力模型,采用控制变量法,分析热泵内外部参数对热泵效率和机组热经济性的影响,结合某2×350 MW热电联产机组实际运行数据进行研究。结果表明:在额定采暖工况下,耦合吸收式热泵比只采用热网加热器可节省约18%的抽汽量,机组热效率提高1.2%;热网回水温度升高10 K,热泵性能系数COP下降约0.1%,机组的热经济性下降约4%,可通过提高热泵供热负荷,减小机组热经济性下降的幅度;提高低温循环水温度,热泵COP和机组热经济性均增大,当热网回水温度与其差异小于10 K时,供热性能提高效果不明显;热泵发生器出口蒸汽温度升高10 K,热泵COP增大18.9%,机组供热耗汽量增加约1%;通过调整热泵运行参数,可提取更多循环冷却水余热,降低热网加热器出力,减少机组的冷端损失。

关键词：热电联产吸收式热泵余热利用热经济性

基于中间换热器-吸收式热泵精馏节能系统的优化

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石油炼制与化工 2022年第10期53卷 86-92页

作者：李岩丁一笑曹曼曼燕山大学河北省建筑低碳清洁供热技术创新中心河北秦皇岛066000

为提升精馏环节的能源利用效率,基于高效回收换热器余热和梯级用能的理念,提出了设置中间换热器与吸收式热泵相结合的精馏节能系统;以某石化企业180 kt a气体精馏“三塔”(脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯精制塔)系统中的脱丙烷塔为研究对象,... 详细信息

为提升精馏环节的能源利用效率,基于高效回收换热器余热和梯级用能的理念,提出了设置中间换热器与吸收式热泵相结合的精馏节能系统;以某石化企业180 kt a气体精馏“三塔”(脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯精制塔)系统中的脱丙烷塔为研究对象,采用Aspen Plus建立数学模型,对中间换热-吸收式热泵精馏节能系统的中间再沸器、中间冷凝器以及热泵的操作参数进行优化,并对“三塔”精馏流程的节能效果进行分析。结果表明,采用中间换热-吸收式热泵精馏节能系统可将脱丙烷塔的蒸汽消耗量降低25%;对于完整“三塔”精馏流程,蒸汽消耗量可降低38.8%,循环冷却水用量节约42.5%,新增利润约530.8万元a,项目静态投资的回收期为3 a。

关键词：精馏中间换热吸收式热泵梯级用能节能