采用天然气的小型斯特林冷热电三联供关键技术研究和应用分析
采用天然气的小型斯特林冷热电三联供关键技术研究和应用分析【摘要】:能源的主要用途之一就是给用户提供电力、采暖(卫生热水)和制冷等。以往的能源单独供应方式使能源利用效率不高。而小型冷
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TK019
【目录】:
- 第1章 绪论12-27
- 1.1 引言12-14
- 1.2 国内外冷热电联供系统发展现状14-22
- 1.2.1 用于联供的小型/微型燃气轮机15-17
- 1.2.2 用于联供的燃气内燃机17-18
- 1.2.3 用于联供的燃气外燃机18-19
- 1.2.4 用于联供的燃料电池19-21
- 1.2.5 三联供系统中制冷系统的选择21-22
- 1.3 天然气燃烧器研究的现状和进展22-24
- 1.3.1 国内外斯特林天然气燃烧器研究现状22
- 1.3.2 气体燃烧过程22-23
- 1.3.3 燃烧技术的研究方法23-24
- 1.3.4 湍流燃烧数值模拟进展24
- 1.4 本文所作的工作24-27
- 第2章 小型斯特林冷热电联产系统的分析27-58
- 2.1 斯特林原理及配套制冷系统原理27-34
- 2.1.1 斯特林循环原理27-30
- 2.1.2 溴化锂吸收式制冷机原理30-32
- 2.1.3 除湿空调原理32-33
- 2.1.4 压缩式热泵33-34
- 2.2 小型斯特林冷热电联产系统的节能性分析34-44
- 2.2.1 一次能源利用率的概念34-36
- 2.2.2 小型斯特林联供系统的一次能源利用率分析36-44
- 2.3 小型斯特林冷热电联产系统的经济性分析44-48
- 2.3.1 回收期法44-46
- 2.3.2 净现值比较46-48
- 2.4 小型斯特林冷热电联产系统的敏感性分析48-56
- 2.4.1 对天然气价格的敏感性48-51
- 2.4.2 对电价的敏感性51-53
- 2.4.3 年运行时间的敏感性53-54
- 2.4.4 对卫生热水负荷的敏感性54-55
- 2.4.5 对设备使用年限的敏感性55-56
- 2.5 各个方案的分析比较56-57
- 2.6 本章小结57-58
- 第3章 斯特林发动机天然气燃烧系统的设计58-115
- 3.1 燃烧器设计概述58-63
- 3.2 斯特林的天然气燃烧系统的设计和数值模拟63-94
- 3.2.1 斯特林燃烧器的设计要求63-67
- 3.2.2 湍流燃烧的数学模型67-79
- 3.2.2.1 数值模拟的意义67-68
- 3.2.2.2 燃烧过程满足物理和化学的基本定律68
- 3.2.2.3 湍流的模拟68-70
- 3.2.2.4 燃烧模型70-73
- 3.2.2.5 辐射模型73-76
- 3.2.2.6 多孔介质内的能量方程76
- 3.2.2.7 基本方程的离散及求解76-78
- 3.2.2.8 NO_x的生成与预测模型78-79
- 3.2.3 空气预热器的设计79-86
- 3.2.4 燃烧器的烧嘴部件设计和优化86-88
- 3.2.4.1 旋流器设计和优化86-87
- 3.2.4.2 燃烧器喷嘴设计和优化87-88
- 3.2.5 燃烧器的数值模拟和实验88-94
- 3.2.5.1 计算域、网格及边界条件88-91
- 3.2.5.2 数值模拟结果及分析91-94
- 3.3 扩散燃烧器的实验94-104
- 3.3.1 燃烧实验的测量手段94-100
- 3.3.2 燃烧实验的结果和分析100-104
- 3.4 污染物的生成机理和抑制污染物排放的方法104-109
- 3.4.1 燃烧过程中NO_x的生成途径104-105
- 3.4.2 降低NO_x排放的方法105-107
- 3.4.3 一氧化碳的生成和抑制107-109
- 3.5 低排放的燃烧器设计和数值模拟109-114
- 3.5.1 低排放的燃烧器结构设计109-111
- 3.5.2 低排放的燃烧器的数值模拟和分析111-114
- 3.6 本章小结114-115
- 第4章 小型斯特林三联供的系统实验115-122
- 4.1 小型斯特林三联供实验系统的组成115-117
- 4.2 小型三联供系统实验的测量117-119
- 4.3 实验结果和分析119-121
- 4.4 本章小结121-122
- 第5章 冷热电联供系统用户运行方式分析122-142
- 5.1 典型用户能源负荷比例分析122-123
- 5.2 不同季节、时间的负荷统计和分析123-130
- 5.2.1 宾馆负荷统计123-127
- 5.2.2 全年各季度用热、用电负荷运行分析127
- 5.2.3 日平均用热和用电负荷运行规律分析127
- 5.2.4 用户热负荷设备配置分析127-129
- 5.2.5 用电负荷分析129
- 5.2.6 系统方案配置129-130
- 5.3 系统的运行模式分析130-139
- 5.3.1 数学模型131-132
- 5.3.2 模式一运行方式分析132-135
- 5.3.3 模式二运行方式分析135-139
- 5.4 两种运行方式的比较139-141
- 5.5 本章小结141-142
- 第6章 系统运行控制策略和控制参数142-146
- 6.1 系统总体控制策略142-143
- 6.2 电负荷的控制143-144
- 6.3 热(生活热水)的控制144
- 6.4 冷负荷的控制144-145
- 6.5 本章小结145-146
- 结论146-148
- 参考文献148-156
- 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果156-157
- 致谢157
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