黑龙江省科技攻关计划(GA09B503-1)
- 作品数：11 被引量：35H指数：4
- 相关作者：刘建禹李文涛陈泽兴沙微隋新更多>>
- 相关机构：东北农业大学黑龙江农业职业技术学院更多>>
- 发文基金：黑龙江省科技攻关计划黑龙江省研究生创新科研项目更多>>
- 相关领域：农业科学动力工程及工程热物理更多>>
- 寒区沼气工程加热增温过程能耗监测系统的实现被引量：2
- 2012年
- 随着我国经济建设和社会文明的高度发展,环境和资源问题日益突出,节能减排的压力越来越大。在我国社会总能耗中,新能源开发能耗占据了相当大的比例。在新能源开发能耗中,寒区沼气工程加热增温能耗的问题尤为突出。为此,以寒区沼气工程加热增温节能标准、能耗监测技术导则为依据,在分析研究能耗监测系统体系的基础上提出了寒区沼气工程加热增温能耗数据存储与处理系统的设计思路,并在生产现场搭建了能耗监测系统的基础平台。该系统能够对寒区沼气工程加热增温的能源利用率和消耗水平进行统计计算,为下一步建立基于寒区沼气工程加热增温节能的能源环境最优控制模型提供基本依据和基础资料。
- 柳雲莉刘建禹魏东辉李文涛陈泽兴
- 关键词：沼气能耗监测系统组态软件
- 寒区低能耗厌氧发酵反应器热工性能参数确定被引量：2
- 2019年
- 厌氧发酵反应器是沼气工程中的核心装置,研究寒区低能耗厌氧发酵反应器,不仅有助于降低沼气工程的能量损耗,提高耗能与产能的产出比,而且对大中型沼气工程在北方寒冷地区的推广与应用尤为重要。低能耗厌氧发酵反应器围绕的核心问题就是在保证反应器厌氧发酵功能的前提下,能的“量”和“质”合理有效利用程度。该文以建筑于地上全混合式厌氧发酵反应器为研究对象,采用能量分析和(火用)分析方法,从反应器的体形、围护结构保温性能以及低(火用)供热方式等方面对寒区低能耗厌氧发酵反应器节能特性进行了分析和研究,得到了低能耗厌氧发酵反应器最佳体形为高径比为1∶2的圆柱形;提出了哈尔滨、沈阳、北京地区在冬季室外计算温度下不同规模节能型反应器顶部、侧壁围护结构导热热阻的阈值;中温厌氧发酵反应器低(火用)热水供热系统进出口温度分别为45和38℃,供热系统(火用)效率为86%,反应器供能与用能间能级差为0.018,表明能级匹配合理,用能效率较高。该研究结论可为今后寒区低能耗厌氧发酵反应器的节能设计提供参考依据。
- 刘建禹邓斯文杨胜明管延萱
- 关键词：沼气工程体形系数
- 寒区沼气厌氧发酵反应器保温层厚度的研究——基于限定温降值和温降时间被引量：3
- 2013年
- 由于北方寒区冬季沼气工程存在产气率低,甚至无法正常运转等问题,需对反应器采取保温增温措施,而确定技术保温层厚度、降低能耗、保证沼气工程的正能输出是其中一系列关键环节。为此,以一体式全地上立式圆柱型反应器为例,用稳态传热原理分别对反应器的顶、壁和底部进行了传热分析,建立料液温降值与温降时间的数学模型,并用黑龙江省鸡西市兰岭乡大型沼气工程中实际工程监测值对模型进行了验证。最后,运用模型,计算出鸡西地区反应器不同保温层厚度下的温降和耗能,得出顶部散热是反应器整体散热主要影响因素,壁面散热量次之,底部散热量最小。此类反应器壁面不同保温层厚度对料液温降变化无显著影响,这对以后研究反应器耗能具有一定的指导意义。
- 沙微刘建禹陈泽兴李文涛
- 关键词：沼气厌氧发酵反应器保温层厚度寒区
- 牛粪发酵原料流变特性与表观粘度研究被引量：8
- 2016年
- 由于牛粪发酵原料的流变特性和表观粘度对其在管道运输、混合及热交换等厌氧发酵过程中均有重要影响,因此对其流变特性和表观粘度的研究具有重要意义。为此,利用旋转粘度计测定了不同含固率(TS)、温度条件下的牛粪发酵原料的表观粘度,并分析牛粪发酵原料TS、温度对其流变特性的影响,以及TS、温度、转速与其表观粘度的关系。结果表明:牛粪为假塑性流体且符合幂率方程。同一剪切速率下,随着温度的升高,其表观粘度呈下降的趋势;同一温度下,随着剪切速率的增大,表观粘度减小;在同一剪切速率、同一温度下,表观粘度随其TS的增大而增大。此研究为牛粪在厌氧发酵过程的工艺设计及热交换等提供了重要依据。
- 朱坤展刘建禹赵欣贺佳贝杜越
- 关键词：牛粪发酵原料流变特性表观粘度
- 沼气燃烧器燃烧性能参数优化的试验研究被引量：2
- 2011年
- 通过对沼气燃烧器进行燃烧参数优化的试验研究,明确各参数对燃烧性能的影响规律,为进一步设计和改进沼气燃烧器提供基础技术参数。试验通过采用多因素多水平设计,对数据进行处理后得到热负荷、热效率与试验因素之间的回归方程,并通过等值曲线曲面分析了试验因素对性能指标的影响规律以及之间的交互作用,最后经过对试验结果的回归分析和参数优化,得到了沼气燃烧器的最佳工作组合为:沼气流量3.0m3/h、喷口直径6.0mm、一次空气量系数0.61;并且进行了验证,得出的实际值与预测值非常接近,表明了优化结果的合理性。
- 李文涛刘建禹陈泽兴沙微
- 关键词：参数优化热负荷热效率
- 寒区沼气工程热能损耗分布规律及节能途径探讨被引量：4
- 2018年
- 热能损耗是制约沼气工程在北方寒冷地区发展的瓶颈问题。全面系统分析沼气工程全年热能损耗,探寻其分布规律,是实现沼气工程节能降耗的基础和前提,也是全面科学评价沼气工程加热系统合理有效地利用能源,提高能源利用率的依据。沼气工程热能损耗主要包括工程新投入的发酵原料温升所需的耗热量和厌氧发酵反应器的传热耗热量2部分。该文以月为单位建立了沼气工程各项热能损耗的计算模型,并将模型应用到黑龙江省哈尔滨市一中温厌氧发酵的沼气工程中,获得了沼气工程全年各月热能损耗量。结果表明,在厌氧发酵反应器各月的总热能损耗中,厌氧发酵反应器围护结构的传热耗热量占总耗热量的比例约为70%～90%,厌氧发酵反应器节能的关键在于围护结构的节能,减小反应器的体形系数,增大围护结构导热热阻,可有效降低厌氧发酵反应器能耗;在各月沼气工程的总热能损耗中,发酵原料温升能耗占沼气工程总能耗的比例约为85%～95%,此项能耗是沼气工程加热系统能源消耗过程中的薄弱环节,回收沼气工程排出沼液中的余热,是实现沼气工程节能降耗的有效途径;通过对各月沼气工程产能与总热能损耗的对比分析,沼气工程热能损耗量占产能量的比例约为15%～37%,沼气工程在保证正常的中温厌氧发酵的情况下,产能量远大于热能损耗量,在北方寒冷地区实现沼气工程正能输出是可能的。该文研究结果可为今后全面科学合理评价沼气工程用能状况,减少用能过程的损失和浪费,实现沼气工程低能耗、高产能提供参考依据。
- 刘建禹杨胜明贺佳贝邓斯文隋新
- 关键词：热能损耗节能沼气工程产能
- 寒区沼气工程地源热泵加热系统能耗分析
- 2015年
- 由于寒区沼气工程运行时室外温度较低,需要采用加热保温措施,因此选择适当的加热系统直接关系到寒区冬季沼气工程中温发酵能耗的大小和能否正能输出的问题。为此,基于黑龙江省鸡西市兰岭乡一处沼气工程参数,在沼气工程35℃中温发酵热负荷的条件下,通过计算和对比地源热泵和燃煤锅炉对沼气工程进行加温的各月份能耗,得出了地源热泵加温方式比燃煤锅炉加温方式节约15%左右能源消耗的结论,为寒区沼气工程采用地源热泵加热系统进行采暖提供了有力依据。
- 隋新刘建禹朱坤展
- 关键词：沼气工程地源热泵能耗分析
- 厌氧发酵反应器内温度场的数值模拟被引量：3
- 2017年
- 厌氧发酵反应器是沼气发酵工程的重要装置,由于其内部反应十分复杂,因此发酵反应器内的局部流动和传热过程的研究一直是一个颇具研究价值的问题。掌握反应器内的温度分布是厌氧发酵过程控制工艺优化的基础,对反应器的温度控制起着至关重要的作用。为此,采用CFD(计算流体力学)的数值模拟方法对发酵料液内的温度场、速度场进行模拟,分析了反应器内料液的流动和换热情况。由于发酵料液的流动速度非常微小,基本可以忽略不计,因此反应器内部料液与反应器侧壁和地面之间热量传递方式以导热为主,可以忽略对流换热作用。由此为今后进一步研究提供理论依据。
- 杜越刘建禹王尚坤朱坤展贺佳贝
- 关键词：沼气发酵反应器温度场CFD
- 寒区沼气工程地下水源热泵加热系统能效分析被引量：1
- 2018年
- 在北方寒冷地区,沼气工程加热系统如何能有效、合理地利用能源,提高能源利用率,是沼气工程实现低能耗,高产能必须解决的现实问题。该文依据地下水源热泵加热系统在沼气工程中应用的实例,建立了以?效率、热效率以及能级系数为评价准则的沼气工程加热系统能效分析模型,并通过对加热系统实际运行参数的测试,得到了沼气工程用户系统?效率为97.8%,地下水源热泵机组系统?效率为13.4%,沼气工程加热系统总的?效率为13.1%;加热系统总的热效率为85.3%;沼气工程用户耗热量的能级系数为0.161,用户供给热量的能级系数为0.164,地下水源热泵机组的能级系数为0.567。结果表明,对于沼气工程低品位热能用户,采用低温水供热科学合理;热泵机组系统回收了地下水中低品位热能,节约了高品位电能,加热系统能的数量有效利用程度较高;但热源与用户之间供需能质存在差异,在能质利用方面还需进一步完善。该结论可为今后沼气工程选择合理的加热模式提供参考依据。
- 刘建禹贺佳贝杨胜明隋新邓斯文
- 关键词：沼气[火用]效率
- 基于地下水源热泵的寒区沼气工程加热模式的探讨被引量：7
- 2013年
- 合理选择节能环保型沼气发酵料液加热增温的模式和设备,是北方高寒地区发展大中型沼气工程必须解决的问题。该文提出了利用地下水源热泵对沼气发酵系统进行加热的模式,通过沼气工程应用实例与现场测试,验证了地下水源热泵加热系统对保持沼气中温发酵系统稳定运行的作用;获得了热泵机组的平均能效比为4.39,加热系统平均能效比为2.71;热泵机组一次能源利用系数为1.27,高于燃煤锅炉直接供热方式近1倍。同时通过对加热系统在2010-09-29—2011-02-25供热期内的实时跟踪监测,获得系统的实际能耗为4.79×108kJ,与燃煤锅炉直接供热方式相比,可节约标准煤10.8t,节约标准煤44%,减少二氧化碳排放量25.9t。结果证明地下水源热泵加热系统应用于沼气工程中是可行的,具有高效节能,运行稳定可靠,环境效益显著等优点,可为热泵技术在寒区沼气工程中的应用提供参考。
- 刘建禹李文涛陈泽兴沙微
- 关键词：沼气节能减排
