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低温余热发电系统的试验分析与应用研究

作　者: 李虎
导　师: 张于峰
学　校: 天津大学
专　业: 热能工程
关键词: 有机工质 朗肯循环 低温发电 系统优化
分类号: TM617
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 2次
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内容摘要


随着人类社会的不断进步，能源与人们的生活生产息息相关。近些年来，由于能源危机频发所引发的环境问题给人们敲响了警钟。面对日趋紧张的能源和环境问题，充分开发利用可再生能源及工业余热，提高能源利用率成为缓解能源危机的重要途径。受当前技术所限，人类对于低温余热资源的利用还不充分，有机工质低温发电系统旨在充分利用低温余热资源进行发电，不仅减少了环境热污染还提高了能源的利用效率。本课题针对这种问题，通过对有机朗肯循环的热力学分析，搭建了试验台，并通过大量的实验对影响系统发电效率的蒸发温度、冷凝温度、有机工质的物性、螺杆机膨胀比等因素进行了分析，从中得到了一些重要结论，并对发电系统主要部件进行了优化，从而提高了整个系统的发电效率。同时，首次将有机工质低温发电机组应用在乙醇-异丙醇精馏工艺中，通过多次试验，根据实验现象和数据分析对整个系统的匹配性进行了优化，在保证系统稳定运行的同时也提高了系统发电效率。此外，本课题还对低温发电技术在乙醇-异丙醇精馏工艺中的节能效益进行了估算，通过系统的研究证明了有机工质低温发电技术的可行性和经济性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-17
  1.1 研究背景  7-10
    1.1.1 全球能源形势  7-8
    1.1.2 开发新能源的必然性  8-9
    1.1.3 世界新能源形势  9-10
  1.2 低温发电技术的研究历程  10-15
    1.2.1 低温发电技术的发展史  10-12
    1.2.2 低温发电技术在工业余热方面的应用现状  12-13
    1.2.3 低温发电技术在可再生能源方面的应用  13-15
  1.3 课题研究的主要内容和意义  15-17
    1.3.1 本课题研究的主要内容  15-16
    1.3.2 本课题研究的重要意义  16-17
第二章 低温发电原理及系统介绍  17-26
  2.1 低温发电技术的基本原理  17-18
  2.2 低温发电过程主要参数表达式  18-19
  2.3 低温发电机组的主要部件  19-22
    2.3.1 蒸发器  19
    2.3.2 冷凝器  19-20
    2.3.3 膨胀机  20-21
    2.3.4 工质泵  21
    2.3.5 同步发电机与自控设备  21-22
  2.4 低温发电系统主要影响因素  22-25
    2.4.1 蒸发温度  22-23
    2.4.2 冷凝温度  23
    2.4.3 气化潜热  23-24
    2.4.4 膨胀比  24-25
    2.4.5 干度  25
  2.5 本章小结  25-26
第三章 低温发电系统的优化设计及故障分析  26-38
  3.1 蒸发器的优化设计  26-29
    3.1.1 理论分析  26-27
    3.1.2 实验测试  27-29
  3.2 冷凝器的优化设计  29-31
    3.2.1 理论分析  29-30
    3.2.2 实验测试  30-31
  3.3 膨胀机的优化设计  31-34
    3.3.1 理论分析  31-32
    3.3.2 实验测试  32-34
  3.4 低温发电系统运行故障分析  34-36
    3.4.1 气蚀  34-35
    3.4.2 螺杆机转速偏低  35-36
    3.4.3 低温发电机组不稳定运行  36
  3.5 本章小结  36-38
第四章 低温发电系统在精馏工艺中节能技术的研究  38-47
  4.1 实验系统  38-39
    4.1.1 传统精馏工艺  38-39
    4.1.2 改造后的精馏工艺  39
  4.2 实验分析  39-45
    4.2.1 水物系实验  39-41
    4.2.2 乙醇-异丙醇物系精馏试验  41-43
    4.2.3 乙醇-异丙醇系统冬、夏季理论与实际发电效率的分析  43-44
    4.2.4 乙醇-异丙醇系统年运行分析  44-45
  4.3 本章小结  45-47
第五章 结论与展望  47-49
  5.1 课题总结  47-48
  5.2 创新点  48
  5.3 后续研究方向  48-49
符号说明  49-50
参考文献  50-54
发表论文和参加科研情况说明  54-55
致谢  55

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电 > 余热发电
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