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双吸收Kalina地热发电热力循环系统模拟与实验方案研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 05:07:52
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双吸收Kalina地热发电热力循环系统模拟与实验方案研究【摘要】:在Kalina地热发电循环系统中,经发生器换热后排出地热水温度均在80℃以上,在Kalina热力循环系统中无法再次

【摘要】:在Kalina地热发电循环系统中,经发生器换热后排出地热水温度均在80℃以上,在Kalina热力循环系统中无法再次利用,造成能源浪费。 针对这一问题,本文利用第二类吸收式热泵的原理,将Kalina循环系统与第二类吸收式热泵装置进行耦合,组成新型的双吸收Kalina发电循环系统,提高系统发电量。本文针对Kalina循环特性,采用Engineering Equation Solver(EES)软件对Kalina循环系统进行模拟分析。在初始条件相同的情况下,与冰岛实际运行的Kalina地热电站进行参数与特性的对比,对模型及假设条件进行验证。在此基础上,模拟分析了双吸收Kalina循环系统特性,分析该循环的系统的参数变化(包括冷凝水温度、热源变化、氨的质量浓度、发生压力等)对循环效率和系统净发电量的影响。最终设计并搭建吸收回热装置试验台,并对双吸收Kalina热力循环中的回热效果进行验证。 计算结果表明:Kalina循环效率随着冷凝水温度的升高而降低,随着汽轮机入口压力的升高先增加后减小,随着氨的质量浓度的升高而升高。 对于双吸收Kalina地热发电循环,冷凝水的温度决定着汽轮机的背压,冷凝水温度越高,汽轮机的背压也越高,导致汽轮机焓差减小,即发电量减小;随着抽出地热水温度的升高,与系统配合的工质的质量流量也增大,使得进入汽轮机的工质焓差和量都有所增加;对于给定发生压力,都有一个最佳的氨质量浓度与之对应,当热源温度122℃,冷凝水温度25℃,发生压力为32.3bar时,比较合理的氨质量浓度为0.7。而对于给定浓度的氨水,系统的循环效率和净发电量都随着发生压力的增大,先增加后减小。 【关键词】:双吸收 Kalina循环 吸收回热装置 氨水混合物 循环效率 净发电量
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM616
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-7
  • 第一章 绪论7-13
  • 1.1 研究背景7-8
  • 1.2 Kalina 技术的发展与特点8-11
  • 1.2.1 国内外研究进展10-11
  • 1.2.2 Kalina 循环的特点与优势11
  • 1.3 课题的提出11-12
  • 1.4 课题研究内容12-13
  • 第二章 Kalina 循环系统模拟与分析13-31
  • 2.1 Kalina 循环系统原理13-14
  • 2.2 Kalina 循环工质介绍14-17
  • 2.3 Kalina 循环系统模型的建立17-19
  • 2.3.1 基本控制方程17-19
  • 2.3.2 基本条件的确定19
  • 2.4 EES 介绍及模型求解思路19-21
  • 2.5 模拟结果及分析21-29
  • 2.5.1 冷凝水温度对循环效率的影响22
  • 2.5.2 热源的变化对循环效率的影响22-24
  • 2.5.3 氨的质量浓度对循环效率的影响24-25
  • 2.5.4 发生压力对循环效率的影响25-26
  • 2.5.5 汽轮机出口干度与汽轮机保护26
  • 2.5.6 关于低温回热器的讨论26-28
  • 2.5.7 火用分析28-29
  • 2.6 结论29-31
  • 第三章 双吸收 Kalina 热力循环模拟与分析31-48
  • 3.1 双吸收 Kalina 循环系统原理31-32
  • 3.2 双吸收 Kalina 循环系统模型的建立32-34
  • 3.2.1 基本控制方程32-33
  • 3.2.2 基本条件的确定33-34
  • 3.3 模拟结果及分析34-48
  • 3.3.1 冷源温度的变化对系统的影响35-36
  • 3.3.2 热源的变化对系统的影响36-38
  • 3.3.3 氨的质量浓度对系统的影响38-40
  • 3.3.4 发生压力和蒸发压力对系统的影响40-45
  • 3.3.5 吸收器对回热性能的影响45-46
  • 3.3.6 汽轮机出口干度与汽轮机保护46-48
  • 第四章 Kalina 循环改进比较及其优化48-52
  • 4.1 尾水回热 Kalina 循环48-49
  • 4.2 循环系统的优化49-52
  • 4.2.1 尾水回热 Kalina 循环优化50-51
  • 4.2.2 双吸收 Kalina 循环优化51-52
  • 第五章 吸收回热装置实验台建立52-60
  • 5.1 系统方案及状态参数的确定52-55
  • 5.1.1 系统方案52-53
  • 5.1.2 系统状态参数的确定53-55
  • 5.2 实验系统的设计55-58
  • 5.2.1 实验装置设计55-57
  • 5.2.2 附属设备与测试仪器57-58
  • 5.3 实验方案与步骤58-60
  • 第六章 结论与建议60-62
  • 6.1 结论60-61
  • 6.2 建议与进一步工作61-62
  • 参考文献62-65
  • 文中符号说明65-66
  • 发表论文和参加科研情况说明66-67
  • 致谢67


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