在役天然气管网中加入氢气会使相关临氢部件出现氢脆隐患。对临氢零部件内部流动特性及氢浓度分布分析是十分必要的。以掺入氢气的甲烷为主要工质,对A型、B型、C型、D型4种掺氢入口位置的高压调压阀内部流场进行模拟仿真研究,分析流场内压力、速度、温度、氢气摩尔分数等物理参数的分布状态。结果表明,压力损失主要出现在阀门处,降压比在2.5以上;由于有效流动横截面积的变化和高压差的存在,气体在出阀门和节流孔后形成喷射流,速度达到峰值,同时温度急剧下降;通过对比分析,D型为最佳掺氢位置模型。该模型在出口处氢气摩尔分数达到8%,在掺氢天然气管道的安全范围内。研究结果可对掺氢天然气在高压调压阀内部的流动特性和掺氢入口位置选取提供参考。

针对压缩空气储能系统传热性能和压缩/膨胀效率低的问题,提出了一种多管阵列近等温压缩空气储能方法,设计了液体活塞结构与管式换热结构耦合的多管阵列压缩/膨胀机,液体活塞结构实现高压密封,管式换热结构增加换热面积以提高换热量,采用隔膜式结构实现气-液隔离避免空气的溶解,采用水箱储存压缩热并在空气膨胀时释放。建立了系统热力学模型和传热学模型,分析了多管束参数对空气压力、温度和压缩功的影响,使空气从0.8 MPa增压至5 MPa,采用1000根管、压缩时间60 s时,可实现空气压缩效率达到70%。为高压和高效的近等温压缩空气储能提供了一种新的方式。

当前阶段,我国主要的电力来源是煤、石油和天然气这三种广泛使用的传统能源。未来,我国火电发电的量将在很长一段时间内保持下降的趋势,将会难以满足调峰以及调频的需求,因此,储能是解决电力供需平衡的有效手段。压缩空气储能是一种容量较大的储能技术,在压缩空气储能技术的背景下,研究了一种将液体作为驱动介质,利用高压压缩空气进行发电的方法。在系统中建立了压缩空气的热力学模型、液压马达的数学模型以及同步发电机的数学模型,并将这些模型在Simulink中进行仿真搭建,分析了储气罐压力和马达排量对于系统中马达转速的影响,并对这些参数进行设计选取,针对马达转速波动过大无法并网发电的问题,采取传统PID的方法来减小马达的转速波动,稳定系统的输出,保证发电机的平稳运行。

工业余热主要集中于能源密集型行业,量大且利用率低或直接排放;同时,压缩空气广泛且大量应用于能源密集型行业,能耗消耗量大。结合二者各自特点,以工业低品质余热产生水蒸气进而凝结产生雾滴为出发点,在压缩时向压缩空气中喷入微米级水雾,吸收压缩空气的压缩热,减小压缩空气温升,实现近等温压缩。对比蒸气凝结产生雾滴的功率与高压产生雾滴的功率,得出水蒸气凝结雾滴的压缩节能效率更接近于等温压缩节能效率。通过余热回收和水蒸气冷却凝结雾滴的方式能够提高压缩空气制取的能源效率,降低企业生产压缩空气成本,减少工业二氧化碳排放,改善气候环境。

压缩空气产生过程中,大量的电能转换成热,余热回收利用潜力巨大。高效回收利用压缩空气热量成为空气压缩领域的当务之急。针对空压机余热回收利用,介绍了空压机余热产生的原理;归纳总结了空压机余热常用回收利用的直接、润滑油间接或热泵制热水的方式;基于有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)在低品质余热方面的应用,详细总结了空压机余热发电和制冷的研究内容及发展现状;重点总结了大规模压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)系统在实现空

重型燃气轮机是提供电力和调节电力波动的重要设备,其组成复杂、精密程度高,发生故障后会产生严重的安全隐患,进而影响经济效益。采用机器学习算法是实现重型燃气轮机健康监测的有效方法。机器学习算法的优化及融合对重型燃气轮机系统的健康运行具有重大意义。介绍了重型燃气轮机健康监测的发展过程;综述了采用不同机器学习算法对燃气轮机大部件及其子部件健康诊断的预测结果;重点分析对比了气路故障和整体状态健康监测、寿命预测的不同

该研究以用于工件表面吹扫除杂的喷嘴为对象，提出了一种新的节能方案。广泛应用于工业自动化中的空气喷嘴耗气量很大，通常是接减压阀来降低喷嘴供气压力、减少流量，但这种方法在减压阀存在大量气动功率损失。为此，该文不使用减压阀，而是通过新型喷嘴节能装置，把连续气流转化为矩形波等不连续流量的气流，并优化矩形波参数（频率和占空比），在增强吹扫除杂效果的同时，实现大幅降低空气消耗量。实验结果表明本装置能大大提高能量的利用率。