分布式地热系统双循环发电效率分析与梯级供热试验研究

【摘要】： 能源可持续发展面临的挑战,使得地热能在未来能源结构中的地位必将越来越突出,国内储量丰富的中低焓地热能的规模化开发和利用具有较大的发展潜力。本文以中低焓地热能的梯级利用系统为研究对象,采用理论推导、数值计算和试验数据分析的方法,对地热发电和区域供热系统进行了热力学性能研究,对中低焓地热资源的开发、系统设计和性能评价均具有一定的指导价值。 本文基于?分析方法,建立了ORC地热双循环发电系统力学性能分析方法,该方法完善了常规双工质循环系统各主要部件的?效率模型。选用我国某中低焓地热田为研究对象,通过实例计算,分析了不同选定标准下双循环发电系统的热效率和?效率;同时,利用EES软件建立计算模型,优化分析了汽轮机进口压力和环境寂态温度对系统循环效率的影响,对提高双循环发电系统循环效率的技术措施进行了分析,从而为改进双循环系统运行性能提供理论依据。 针对中低焓地热能的梯级利用模式,本文提出“分布式地热能系统”的概念,以“Kalina双工质循环地热发电”+“地热梯级区域供热”的串联系统进行了热经济学模型分析。同时,利用热经济学结构分析优化方法,对系统中主要换热设备进行了CSB值的判别和评价。 本文建立了国内典型的规模化地热梯级供热试验系统的能效分析和研究平台,分析了该系统地热利用率和系统总能效比的变化规律以及地热水回灌温度对指标参数的影响。根据建立的地热梯级供热示范系统的?分析模型,得出地热水侧各换热器的换热量分布规律和?损值及?损率的分布状况,可以有针对性地减小系统中这些薄弱用能环节的能质损失,提高地热系统的能源利用率。本研究工作的开展可以为我国进行大规模地热区域供热系统的工程设计提供技术指导。 本文最后对可持续性发展、环境影响和能源系统的?效率之间的变化关系及地热尾水“对井”灌采技术进行了分析。同时,对地热资源的环境效益和环境影响进行了综合评价。 【关键词】：中低焓地热能 梯级利用 地热发电 地热区域供热 (火用)效率 热经济学分析 环境影响评价
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK521;TM616
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-39
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 国内外能源消耗形势9-11
• 1.1.2 可再生能源应用前景11-12
• 1.2 地热资源及利用方式12-18
• 1.2.1 地热能与地热资源的概念及类型13-14
• 1.2.2 地热资源分布状况14-15
• 1.2.3 地热能利用技术15-18
• 1.3 地热发电循环形式及现状18-26
• 1.3.1 地热发电循环形式18-23
• 1.3.2 地热发电现状23-26
• 1.4 中低焓地热能梯级利用的研究现状26-36
• 1.4.1 中低焓地热发电系统性能相关研究26-34
• 1.4.2 地热发电系统的热经济性研究34-35
• 1.4.3 地热区域供热试验系统的热力学性能研究35-36
• 1.5 本课题研究的内容和意义36-38
• 1.5.1 本课题研究的内容36-38
• 1.5.2 本课题研究的目的和意义38
• 1.6 本章小结38-39
• 第二章 中低焓地热双循环发电(火用)效率研究39-61
• 2.1 地热发电系统(火用)分析方法39-46
• 2.1.1 (火用)分析的引入40
• 2.1.2 (火用)与(火用)效率40-44
• 2.1.3 地热发电系统的能量分析方法44-46
• 2.2 双循环地热发电系统的循环效率分析46-53
• 2.2.1 双循环地热发电系统组件的(火用)分析模型46-51
• 2.2.2 双循环地热发电系统的循环效率分析与比较51-53
• 2.3 双循环地热发电系统效率的实例分析与优化53-60
• 2.3.1 双循环地热电站实例系统参数设定53-54
• 2.3.2 双循环系统循环效率的推导54-55
• 2.3.3 循环工质最佳换热量的确定55-56
• 2.3.4 计算结果分析56-58
• 2.3.5 双循环发电系统循环效率的影响分析58-60
• 2.4 本章小结60-61
• 第三章 中低焓地热梯级利用系统热经济学模型与优化方法61-76
• 3.1 能源梯级利用概述61-63
• 3.1.1 能源梯级利用的总能系统原则61-62
• 3.1.2 狭义分布式能源系统的形式及优势62-63
• 3.2 分布式地热能系统的提出与分类63-64
• 3.3 串联式分布式地热能系统(火用)经济学分析和评价64-75
• 3.3.1 (火用)经济学与模型系统64-65
• 3.3.2 (火用)成本65-69
• 3.3.3 (火用)经济评价指标69-71
• 3.3.4 (火用)经济优化71-75
• 3.4 本章小结75-76
• 第四章 中低焓地热区域供热系统的规划设计分析76-92
• 4.1 中低焓地热区域供热系统概述77-78
• 4.2 中低焓地热区域供热组成78
• 4.3 中低焓地热区域供热的规划与设计78-89
• 4.3.1 地热供热的热储分析79-80
• 4.3.2 地热供热范围的确定80-82
• 4.3.3 地热供热方式的选择82-85
• 4.3.4 地热供热调峰的设计85-89
• 4.3.5 地热供热系统的经济性分析89
• 4.4 中低焓地热区域供热的优势和影响因素分析89-91
• 4.4.1 地热区域供热系统的优势分析89-90
• 4.4.2 地热区域供热的影响因素分析90-91
• 4.5 本章小结91-92
• 第五章 地热梯级供热试验系统的性能研究92-109
• 5.1 地热梯级供热系统的基本原理和工程模式92-94
• 5.1.1 地热梯级供热系统基本原理92
• 5.1.2 地热梯级供热系统工程模式92-94
• 5.2 地热区域供热系统的热力学性能分析94-96
• 5.2.1 地热区域供热系统设备的(火用)分析94-96
• 5.2.2 地热区域供热系统(火用)效率计算96
• 5.3 地热—热泵梯级供热试验系统性能研究96-100
• 5.3.1 地热供热试验系统概述96-97
• 5.3.2 地热—热泵站供热系统方案97-100
• 5.4 地热梯级供热示范系统的能效分析100-107
• 5.4.1 供热系统的能分析100-102
• 5.4.2 供热系统的(火用)分析102-107
• 5.5 本章小结107-109
• 第六章 地热资源的可持续性发展与环境影响评价109-121
• 6.1 地热资源的可持续性与环境影响109-111
• 6.1.1 能源可持续性、环境影响与(火用)效率109-110
• 6.1.2 地热资源的可再生特点与可持续性发展110-111
• 6.2 地热水回灌开采技术及回灌模式111-115
• 6.2.1 对井异层采灌技术111
• 6.2.2 对井同层采灌技术111-112
• 6.2.3 天津地区地热对井采灌分析112-115
• 6.3 地热资源利用的环境影响评价115-120
• 6.3.1 地热资源利用的环境效益评价指标115-116
• 6.3.2 地热资源利用的环境影响分析116-120
• 6.4 地热能可持续利用对策及建议120
• 6.5 本章小结120-121
• 第七章 结论、创新点和今后的研究方向121-124
• 7.1 主要结论121-122
• 7.2 本文创新之处122-123
• 7.3 今后研究工作的建议123-124
• 参考文献124-133
• 发表论文和科研情况说明133-135
• 致谢135

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

中低温地热热电耦合利用系统优化研究    郭涛

低品位余热的有机朗肯循环发电系统的实验分析与优化设计    杨晓晨

有机朗肯循环系统涡旋膨胀机工作过程分析与实验研究    严雨林

分布式供电和冷热电联产的前景    徐建中

北京市高效用能的探讨    王建

地热发电简述    周大吉

地热开发利用过程中的环境效应及环境保护    申建梅,陈宗宇,张古彬

从深层到浅层地热供热/制冷看北京2008奥运场馆能源方案    丁良士,张长春,陈建平

Kalina循环放热过程的热力学分析    路岭,严晋跃,马一太,吕灿仁

中低温能源全流发电螺杆膨胀机的性能及实验研究    胡亮光,庞风彪,王之安,范文伯,吕灿仁

热经济学的结构理论及其应用    程伟良,黄其励

夹点技术及其应用    张济民

天津地热水直接采暖系统的试验研究    张静玉

我国民族地区教育发展的现状与对策    顾华详

节能住宅室内外气候计算参数的选择    韦延年

南充市教室夏季热环境测试、分析与改造    孙立新;闫增峰;张樱子;

过渡季节不同气候区公共建筑热环境研究(Ⅱ)    袁涛;李剑东;王智超;徐昭炜;

高龄老人户外交往空间设计分析    付飞;李异;张健;

全球气候变化下低碳城市实现的规划途径    张洪波;徐苏宁;

关于间歇采暖室外计算温度的取值    刘艳峰;王莹莹;孔丹;

夏热冬暖地区中庭玻璃能耗分析    彭小云;

夏季空调热舒适响应空间及节能潜力研究    雍静;文充;曾礼强;

基于情景分析法的循环经济规划研究——以安徽能源循环经济规划为例    崔木花;

长三角循环经济发展所面临的主要挑战    胡建一;

京津冀区域旅游文化产业合作研究    常慧娟;

节能高效、减排低碳与责任和快速工业化及经济腾飞    滕吉文;阮小敏;张永谦;闫雅芬;

民营房地产业发展报告    李毅;

我国生活垃圾分类回收的推广与普及    王娜;邱琦;

化肥减施及秸秆过腹还田对土壤理化性质的影响——以弘毅生态农场为例    唐海龙;徐玉新;蒋高明;刘沙沙;张偲;钟世霞;

苕溪流域典型村落水污染特征调查研究    郭雪松;邹娟;梁瀚文;刘俊新;

变频技术在供热系统中的应用    余太保;潘军华;孙爱华;

某大酒店水源热泵机房设计简介    郑丽娟;

闭式循环水系统定压点的选择    李兴友;

珠江三角洲城市职业女性体育生活方式研究    杜熙茹

科学人才观的理论内涵与实践应用研究    胡雪梅

科技进步对劳动就业影响的实证研究    汪慧玲

转型中的中国国家治理研究    陈春常

我国高校教师人力资本定价研究    董国强

黑龙江省产业结构优化及仿真    李玉凤

高新技术产业可持续发展模式研究    刘林

信任和关系承诺对第三方物流整合与绩效的影响    罗力

中国粮食流通支持政策研究    王耀鹏

中国新型农村社会养老保险制度研究    闫俊

基于DEA方法的农地利用效率差异研究    高晓辉

棉花纤维发育伸长期和次生壁加厚期数字表达谱分析    闫恒超

资源型城市生态经济系统可持续发展研究    王旭

煤粉永磁强磁滤器的研究    刘鹏

湘中南地区农村初中学校体育发展的影响因素及对策研究    谭啸

梯级水电站优化运行研究与应用    郑慧涛

空调系统经济节能性分析    王海霞

开发节地型居住小区的技术措施研究    史玉岩

通风系统对地坑窑结构性能影响的研究    刘源

中国政治发展过程中的合法性构成与获取研究    毕圣洁

Kalina循环的热力学第一定律分析    张颖;何茂刚;贾真;刘逊;

涡旋式膨胀机热力过程分析与实验研究    沈永年

中国能源现状、发展趋势及对策    周志强;

用非共沸混合工质R22/R142b实现劳伦兹循环代替R12的研究    马一太,吕灿仁,严晋跃

新型氨吸收式动力/制冷复合循环的热力学分析    郑丹星,陈斌,齐云,金红光

Comparative analysis of CO_2-based transcritical Rankine cycle and HFC245fa-based subcritical organic Rankine cycle using low-temperature geothermal source    

汽液全流螺杆膨胀机发电新技术应用    陈建和,葛洪

涡旋齿端圆弧类型线修正概述    高秀峰 ,郁永章

涡旋式膨胀机泄漏损失的数值计算与分析    王向红,沈永年,王洪明

涡旋压缩机泄漏研究综述    杨骅,屈宗长

地热资源开发产业投资基金研究    郭丽华

低品位热能有机物朗肯动力循环机理研究和实验验证    顾伟

低温余热发电模型的研究    王建财

涡旋式膨胀机的热力特性研究    陈波

中高温热泵工质理论与实验循环性能研究    郭涛

基于R134a常温热泵系统的中高温热泵工质的研究    张圣君

喷射式有机朗肯循环的热力学分析    胡晓辰

循环工质与变温热源匹配的热力学分析    严晋跃,路岭,马一太,吕灿仁

水源热泵采暖系统的可用能效率分析    张伟伟,刘俊杰,朱能

天津地热水直接采暖系统的试验研究    张静玉

地热供热系统调峰期调节方式分析    刘金盛

塘沽地热供暖试验总结    曹金荣

地热水系统运行障碍的控制途径    张静玉

天津地热能与综合利用    张静玉

低温余热能源发电装置综述    汪玉林;

热经济学的辉煌发展    程伟良,王加璇

按能级分摊产品成本的方法    杨俊,谢诞梅

关于在我国开展“增强型地热资源发电”的建议    吴治坚;龚宇烈;骆超;马伟斌;

世界地热发电动向    

地热发电及其在我国的进展    吕灿仁;

世界地热发电概况    卢智林;

地热发电技术研讨会综述    李念如

运用全流地热发电技术开发藏滇地区的地热资源    孙政，毛润治，胡亮光，吕灿仁

《地热发电用汽轮机技术条件》审查会    任启华

地热发电用深井热水泵开发成功    

国内外地热发电概况    毛肇滨,汪洋

深藏不露的地热    孙鸿铮

初探实施环境管理体系与环境影响评价工作关系    曾红艳;

公众参与环境影响评价势在必行    周玉梅;

关于环境影响评价及其管理的思考    李宇斌;

金沙江干流梯级水电开发对生态地质环境影响评价    许向宁;李胜伟;唐川;黄润秋;袁永旭;

城市总体规划环境影响评价初探    刘英彩;乔润卓;

关于环境影响评价中公众参与的探讨    罗春;彭民浩;彭辉;李萍;桂贤丰;

关于环境影响评价中公众参与的探讨    彭民浩;罗春;彭辉;李萍;桂贤丰;

土地利用规划环境影响评价探讨    蔡玉梅;郑伟元;贾克敬;杨枫;

扩散模式在垃圾发电厂环境影响评价中的应用    徐春阳;丘文先;吴新胜;付云燕;吴杰;沈伟;

公路规划环境影响评价技术的研究    耿红;孔亚平;陈济丁;徐宪立;

掌握实情 务求实效 纠建并举    本报记者 周文颖

环保部罕见叫停两高铁项目    记者 孟斯硕

建设港口要先进行环境影响评价    许跃芝

我国将加快建立重污染企业退出机制    江国成

建院八年科研结硕果    林烨

加强公众参与环境影响评价    李士安

上海将所有规划建设项目纳入环境影响评价范围    记者 赵关良

黎川拒批重污染项目12个    佐刚　邱河清

环境影响评价类问题比例较大    记者 陈松

对环境影响评价制度的实际效果仍需要继续加强    国际大坝委员会主席 中国水利水电科学研究院副院长 贾金生

分布式地热系统双循环发电效率分析与梯级供热试验研究    崔俊奎

基于有效管理模型的环境影响评价公众参与有效性研究    陈昕

跨界环境影响评价制度研究    宋欣

区域土地利用的战略环境影响评价    马蒂丽

京北地热田特征及其开发对地震地下流体动态的影响    吕金波

环境影响评价中引入生态补偿机制研究    王辉民

矿产资源规划环境影响评价的理论与实践    华建伟

土地利用总体规划环境影响评价指标体系研究    陈光建

土地利用规划环境影响评价及其经济学分析    余振国

环境绩效审计研究    李山梅

土壤环境影响评价法律制度完善研究    曹壮

我国环境影响评价若干制度研究    张金艳

杭州地铁工程环境影响综合评价研究    魏鹂

市级土地利用总体规划环境影响评价研究    徐庭慎

论我国环境影响评价的公众参与    吴敬涛

论我国环境影响评价制度的构建    张艳娇

我国环境影响评价制度研究    赵丽霞

土地利用规划环境影响评价指标体系研究    张美华

世行贷款MY市路网建设项目环境影响评价研究    张国滨

矿产勘查可行性评价中引入环境影响评价及其模型研究    王瑞霞