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某石化公司碳九分离装置单体分离塔再沸器因热源调控能力不足,引发环戊二烯(CPD)过度聚合、换热设备堵塞、管线堵凝及装置非计划停工的突出问题,开展热源结构调整与工艺技改专项研究.本文通过深入剖析环戊二烯聚合反应动力学特性及温度耦合关联规律,结合现有 3.6 MPa 蒸汽热源只能加热、无法降温调温的固有局限性,提出将单体分离塔再沸器壳程热源由饱和蒸汽置换为装置公用工程34℃循环水的优化改造方案.本文系统阐述了技改设计思路、工艺流程重构、管线匹配优化、施工实施步骤及全过程安全管控体系,从源头破解塔釜温度超温失控诱发的聚合物持续堆积难题.技改实施后可实现塔釜温度窄区间精准稳态调控,及时移除环戊二烯二聚自聚反应放热,大幅抑制三聚体、四聚体等多聚体生成,显著降低换热器管束与管线堵塞频次,保障碳九分离装置长周期连续稳定运行,同时为同类型含易聚合组分精馏分离装置的传热系统优化、热源型式替换提供工程实践参考与可复制技术范式.
碳九分离环戊二烯多聚体反应热
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间苯二甲腈是合成高效杀菌剂百菌清的核心原料,工业主流采用间二甲苯催化氨氧化法生产,其核心流化床反应器内氨氧化为强放热反应,释放大量高品质余热,未回收将造成能源浪费、抬升成本、加重环境负荷.本文以年产 2 万吨间苯二甲腈装置为研究对象,结合化工热力学与工程实践,剖析余热产生机理、能级特性及回收瓶颈,重点研究"反应器内盘管换热+后续梯级利用"技术路径,阐述关键要点、集成方案及实施效益.研究显示,该装置反应热负荷达 36 MW,通过内换热盘管可产 1.0 MPa(g)、184℃饱和蒸汽,经 ECT 纯凝式透平发电,输出 490～1400 kW 电能,乏汽凝结水闭环复用.该系统可大幅降低外购电汽成本,减少水耗与温室气体排放,为装置提效、增强竞争力及实现"双碳"目标提供理论支撑与工程范例.
间苯二甲腈流化床反应器氨氧化反应余热回收热电联产
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蒸汽发生器传热管破裂是压水堆核电厂设计基准事故中发生概率较高的事故之一,小泄漏的早期识别对于保障核安全具有重要意义.针对现有在线辐射监测方法易受电磁干扰、存在共因故障风险以及定期取样离线监测周期限制等局限性,提出一种基于热工水力耦合效应的小泄漏早期识别的补充方法.以国内在运数量最多的二代及改进型压水堆核电机组为对象,利用仿真平台,设定满功率稳态初始工况,选取 0.53kg/s～3kg/s 范围内的三个典型泄漏率(0.6 kg/s、1.4 kg/s、2.8 kg/s),模拟蒸汽发生器传热管小泄漏瞬态过程,分析堆芯及一、二回路关键参数的演变规律.结果表明:温度调节棒位置、主蒸汽压力、凝汽器水位三个参数的响应方向明确、易于识别且响应环节互补,可构成泄漏早期识别的特征参数组合.基于正常稳态运行波动统计与泄漏瞬态响应幅度,确定预警阈值为温度调节棒位置负向偏移5 步、主蒸汽压力正向偏移0.05 MPa、凝汽器水位正向偏移2 mm,各阈值均显著超过正常波动范围,并采用三参数同时偏移的"与"逻辑作为判据以规避误触发.对于 2.8kg/s、0.6kg/s 泄漏事件,系统可分别在约 540 s、1 560 s 发出预警.该预警判据可为操纵人员提供一种独立于现有辐射监测方法的辅助判断手段,从纵深防御角度丰富泄漏监测技术多样性,对同类型机组具有工程参考价值.
蒸汽发生器传热管小泄漏热工水力耦合瞬态响应早期识别特征参数
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为研究铅冷快堆蒸汽发生器传热管破裂事故中,二回路高压水或水蒸气向铅铋合金主回路泄漏的安全问题,针对湿蒸汽/过热蒸汽区段破口处射流蒸汽在铅铋池内呈现的非凝结特性,以空气-水作为替代工质,搭建不凝性气体高速浸没射流实验装置,开展了不同孔径(3～18 mm)和入口压力(0.15～0.9 MPa)条件下的浸没射流实验.结果表明:高速空气浸没射流流场可分为惯性射流区和浮力羽流区,惯性射流穿透长度随着入口压力的增大而增大;惯性射流区存在射流相界面颈缩、鼓胀、回击和漩涡演化等影响相界面形态的现象,并在喷孔附近产生不同频率的压力振荡信号;喷孔尺寸≤8 mm时,最大压力振荡强度随着入口压力的增大而增大,喷孔尺寸≥10 mm时,最大压力振荡强度随着入口压力的增大呈现先增后减的趋势.本文研究可为铅冷快堆蒸汽发生器传热管破裂事故的安全分析提供参考.
空气浸没射流相界面演化特征压力振荡特性
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《电动汽车液冷整车控制器凝露风险仿真模型建立》一文中提出了一种可以预测整车控制器在不同工况下凝露发生位置和凝露质量的模型,本文的目的是对该模型进行实验验证.搭建了复现整车控制器在不同工况下凝露发生过程的实验台,其中工况通过加热功率、环境温湿度和冷却液温度调节.对于凝露发生位置的确定,通过铺设无水硫酸铜并观察变色情况来判断电路板上的凝露区域,通过将内窥镜深入整车控制器内部进行局部拍摄来确定密封板的凝露区域;对于凝露质量的测定,通过将整车控制器内凝露加热蒸发并转移至干燥剂中进行称量来确定凝露质量.实验工况包括常温常湿(25 ℃/50％)、中温中湿(35 ℃/75％)和高温高湿(45 ℃/95％)3种工况.整车控制器凝露区域与凝露质量验证结果显示:模型对电路板表面凝露区域的预测精度在94％以上;对整车控制器密封板表面凝露区域的预测精度在95％以上;对整车控制器内凝露质量的预测精度在95％以上.
电动汽车整车控制器液冷凝露风险实验验证
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晋能控股装备制造集团天源山西化工有限公司 2×180 kt/a 合成氨联醇装置于 2006 年 5 月建成投产,其制冷系统氨压缩机(单套装置设置 1 台氨压缩机,一开无备)与合成气压缩机均采用全凝式汽轮机驱动,运行过程中存在蒸汽消耗高、运行效率低、燃料煤耗偏高等问题.为积极响应国家能源"双控双降"政策,2025 年 8 月对 2 台氨压缩机组实施了汽驱改电驱的节能改造(将原动机由汽轮机改为二级变频电机,由变频器控制电机频率以实现电机的变速运行,增设 1 台增速齿轮箱,并对润滑油系统、控制系统进行改进),并新增1台电驱离心式合成气压缩机.改造后,2 台电驱氨压缩机运行成本降低1 328.09 元/h,年可节约费用 1 062.47 万元,技改项目投资回收期约 15.2 个月;单位产品能耗可降低 65.23 kgce/t(单位产品能耗达到基准水平),碳排放可减少 69.42 kt/a,既可达到节能减排的目的,又可提升系统运行的稳定性与可靠性.
氨压缩机汽驱改电驱变频电机变频器变速箱润滑油系统控制系统效益分析
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对某天然气净化厂富 H2S 和 CO2 火炬气资源化利用进行研究,建立高含硫火炬气制高纯二甲基亚砜(DMSO)全流程 Aspen Plus 模型,并分别选用 PR,PSRK,ELECNRTL 物性方法保障不同工段的模拟精度.基于温焓图平台区与塔能耗特征,对脱水塔、萃取-再生塔、DMSO 分离塔实施带中间冷凝的分割式热泵、双塔串联供热式热泵和机械式蒸汽再压缩热泵系统改造.确定夹点温差为 16.5℃,通过删除小面积换热器、Loop 回路和跨工段换热器并拆分大温差换热器、匹配合适公用工程,实现换热网络优化.模拟结果表明,节能改造后,脱水塔、萃取-再生塔和 DMSO 分离塔能耗降低 9.26%,66.71%,59.69%,成本降低 10.94%,56.10%,47.73%,全流程能耗与成本降低 31.32%和 26.33%.换热网络优化后,能耗与成本进一步降低 6.40%和 12.74%.高纯 DMSO 生产全流程经节能改造与换热网络优化后,总能耗与成本降低 35.72%和35.71%,碳排放减少1.13%,DMSO 产品纯度稳定为99.99%,实现高含硫火炬气资源化与节能降碳、经济效益的协同提升.
火炬气回收与资源化利用二甲基亚砜节能技术换热网络优化
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针对工业循环水冷却过程高效性制约能源枢纽设备经济运行的问题,突破传统单因素能效分析框架,构建了"温度场-热力学效率-碳排成本"耦合模型,揭示了空分汽轮机系统在循环水温度梯度作用下的能-碳协同演变规律.结果表明凝汽器真空度对水温变化的响应存在显著非线性.通过建立温控成本函数,为高耗水行业提供投资回报周期短的减碳路径.研究通过多目标决策优化,为工业系统破解"能效提升—碳减排—成本控制"三角矛盾提供了可复制的技术范式.
循环水温度场能-碳协同帕累托最优空分汽轮机临界阈值
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随着新能源汽车行业的高速发展,专用车行业新能源渗透率呈倍数级增长,混凝土搅拌车作为城市建设、工程建设的主要车型,其新能源化趋势已不可替代.混凝土搅拌车的作业工况有其特殊性需求,因此纯电动混凝土搅拌车上装动力系统的设计匹配与选型非常关键.为此,依据混凝土搅拌车使用运行工况要求,基于传统燃油车液压驱动方式的设计经验、计算方法、试验数据和经验参数,以某 31t纯电动混凝土搅拌车为研究对象,对其上装电机驱动匹配与选型设计进行验证与分析.
上装驱动电机纯电动混凝土搅拌车减速器驱动扭矩电机功率扭矩校核计算
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针对动力站煤电机组改造后背压机组能效优势未能充分发挥、工新区 0.6 MPa 蒸汽管线运行超设计温度 260℃以及下网电量受限等问题,提出将动力站 0.6 MPa 蒸汽由正送改为倒送、退出低压减温减压器的运行优化方案.利用化工新区 0.6 MPa 蒸汽管网模型对原始工况与倒送工况进行全管网水力热力模拟,校核模型准确度达 98.6%.对比两组工况下的流速分布、冷凝水分布及关键节点压力温度变化,发现倒送工况下用户点压力保持稳定,温度普遍下降 12～15℃,但满足用户需求.同时对动力站外供母管两处膨胀弯开展应力分析,计算轴向、周向、弯曲、热膨胀及综合应力,结果表明倒送工况下综合应力较原始工况略有降低(77.12 MPa 降至 76.92 MPa,77.54 MPa 降至 77.34 MPa),远低于 Q235-A材质的许用应力 156.67 MPa,结构安全可靠.该优化方案实施后,低压减温减压器全部转为热备,背压机组负荷提升,累计节约成本近千万元,实现了节能降耗与安全供汽的双重目标.
蒸汽管网倒送汽管网模型应力分析优化运行
