检索结果-南通市图书馆

作者：刘骁纬三峡大学

学位级别：硕士

煤/生物质混合富氧燃烧不仅能促进可再生能源利用,还可以降低CO及污染物的排放,已成为低碳能源领域的研究热点之一。由于燃烧中的协同效应和富氧气氛的影响,使得其燃烧特性与常规燃烧相比存在较大的差异。现有研究对煤/生物质富氧混合... 详细信息

煤/生物质混合富氧燃烧不仅能促进可再生能源利用,还可以降低CO及污染物的排放,已成为低碳能源领域的研究热点之一。由于燃烧中的协同效应和富氧气氛的影响,使得其燃烧特性与常规燃烧相比存在较大的差异。现有研究对煤/生物质富氧混合燃烧的污染物释放特性尚没有普遍结论。所以阐明燃烧热反应过程和污染物释放机理对该技术的发展和应用具有重要意义。因此,本文对于煤/生物质富氧混合燃烧进行了如下研究:首先,本文对华能华亭煤和稻壳两种样品进行了工业分析和元素分析,理论分析了煤与稻壳混合燃烧的互补性。通过现有公式对煤的发热量进行了预测;利用稻壳工业分析数据和HHV建立了针对稻壳单一物质的发热量预测公式,对其进行分析验证后与现有公式比较发现,本文提出的预测公式误差最小。其次,对稻壳/煤进行混合富氧燃烧热重实验。结果表明,随着稻壳掺混比增加至70%,燃尽温度从730℃降低至650℃,燃尽程度增大,综合燃烧指数由2.153×10增加到1.183×10;随着升温速率增加,样品的燃尽温度和综合燃烧指数均会增大;随着空气变为富氧气氛,样品的点火温度和燃尽温度下降,综合燃烧指数增加;随着氧气浓度增加到100%,燃尽温度由530℃降低到442℃,综合燃烧指数由1.9×10增加到2.52×10;混合燃烧时组分间会发生协同作用,随着掺混比的增加,协同效应参数逐渐增大,而氧气浓度的增加对协同效应的影响愈加显著;分析样品活化能后发现,燃烧过程中活化能随着稻壳掺混比的增加呈现出先增大后减小的趋势,随着空气变为富氧气氛并增加氧气浓度,混合燃料的活化能平均值也呈下降趋势。最后,对煤/稻壳混合富氧燃烧的污染物释放特性进行实验。结果表明,随着掺混比增加,混合燃料烟气中的SO释放量呈降低趋势,NO的释放量曲线由单峰变为双峰趋势,释放量峰值由316mg/m下降至149.8 mg/m;富氧燃烧时,富氧气氛下的SO、NO释放量峰值和总释放量均低于空气气氛;随着氧气浓度增加,SO释放量峰值和总释放量依次下降,而NO释放量峰值和总释放量增大;随着燃烧温度的增加,SO释放量先减小后增大,NO总释放量由842.7 mg/m增加至2690 mg/m。因此,在富氧燃烧时要选择合适的氧气浓度和燃烧温度提高燃料的燃烧特性并且以此来降低污染物的释放量。

关键词：稻壳发热量预测富氧燃烧燃烧特性污染物释放

燃气轮机余热利用有机朗肯循环系统的热力学研究

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燃气轮机余热利用有机朗肯循环系统的热力学研究

作者：高丹三峡大学

学位级别：硕士

余热回收利用、节能环保及发电等技术领域都与有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）有着紧密的联系,且它在低温余热发电中也扮演着重要的角色。利用ORC对燃气轮机（Gas Turbine,GT）烟气余热进行二次利用,构建GT-ORC联合循环,其... 详细信息

余热回收利用、节能环保及发电等技术领域都与有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）有着紧密的联系,且它在低温余热发电中也扮演着重要的角色。利用ORC对燃气轮机（Gas Turbine,GT）烟气余热进行二次利用,构建GT-ORC联合循环,其具有较强的余热回收能力,且可用于解决大量烟气废热和环境热污染等关键性问题。而燃气轮机-ORC联合循环的研究还不够完善,因此本文以燃气轮机烟气余热回收为背景,研究ORC热力学过程及性能,开展了如下研究:首先,基于ORC热力学分析,研究膨胀机进口温度和压力对功比、热效率、（?）效率及净输出功的影响。研究结果表明,循环热效率和净输出功的主要影响因素是膨胀机进口温度和压力,除了功比外,其他参数随着膨胀机进口温度的增加而减小,而随着进口压力的增加而增大,主要是系统工质质量流量的不同变化导致这样的结果。净输出功和热效率等指标与工质的临界温度呈正相关关系;选取R141b作为联合循环中ORC系统的工质。其次,提出一种筛选ORC的混合工质组合的方法。基于冷凝器温度滑移与夹点温差的关系以及沸点差法两种标准下,比较了八种混合工质系统性能参数。研究表明,含有R141b的四种混合工质的净输出功和热效率均优于其他混合工质。butane/R141b的质量比为（0.1/0.9）和（0.2/0.8）时,热效率和净输出功最高。R141b的净输出功和热效率超过了部分混合工质,说明混合工质的净输出功和热效率不一定大于纯工质,组分比不同直接影响系统的性能,butane/R141b（0.2/0.8）的综合性能最好。然后,对燃气轮机-ORC联合循环进行了（?）分析,将（?）损分为内源、外源、可避免的和不可避免,以提供整体系统组件改进潜力的详细信息。研究表明,在设计工况下,提出的GT-ORC联合循环系统热效率为28.42%,（?）效率为37.42%,可输出电能114.64MW,有着良好的热力性能。燃气轮机-ORC联合循环的（?）损主要由组件自身结构的不可逆性和系统不同组件的相互影响共同决定。在优化工作中应将重点放在提高系统部件自身性能上,重点优化蒸发器和冷凝器等换热部件,对实际的生产设计具有一定指导意义。

关键词：燃气轮机有机朗肯循环热效率净输出功 (?)分析

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低温太阳能ORC系统性能分析及优化研究

低温太阳能ORC系统性能分析及优化研究

作者：刘骁三峡大学

学位级别：硕士

随着我国经济的发展,生活水平的提高,能源与环境受到严峻挑战。太阳能作为一种清洁能源,总量大,便于采集,受到了越来越多的关注。有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）具有结构简单、装配紧凑、回收余热量大等特点,被认为是利用... 详细信息

随着我国经济的发展,生活水平的提高,能源与环境受到严峻挑战。太阳能作为一种清洁能源,总量大,便于采集,受到了越来越多的关注。有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）具有结构简单、装配紧凑、回收余热量大等特点,被认为是利用低品位热能的最有效的方法。本文将对以低温太阳能为热源的ORC系统进行了热力性能分析和优化的研究。首先,本文对低温太阳能ORC系统建立各个部件（膨胀机、工质泵、蒸发器和冷凝器）的热力学模型以及经济性模型,选取热效率、输出净功作为热力性能的评价指标,选取平均化发电成本（levelized energy cost,LEC）作为经济性能的评价指标。其次选择了R245ca、R600、R236ea、R245fa和R123作为候选工质,研究了采用不同工质时的ORC系统的热力性能。研究表明,R245fa和R123的综合性能优于其余三种工质,在本文的工况范围内,R245fa和R123最大热效率可达14.02%和14.75%,净功可达2474W和2775W。将五种候选工质两两以不同的配比混合形成了新的非共沸混合工质,发现含有R600组分的混合工质热力性能高于其它组分的混合工质,但是相比纯工质提升不到0.4%。然后针对内回热式、抽气回热式和再热式的ORC系统建立了热力学模型,并分析了循环结构对系统性能的影响。研究表明,提高蒸发温度、减小冷凝压力能有效提高ORC的热力性能,换热器节点温差和过热度则对热力性能的影响较小。再热式ORC能较大幅度增加系统输出净功,回热式ORC能较大幅度增加系统热效率和（火用）效率,相同净输出功下回热式ORC的热效率比再热式ORC高0.27%-3.03%。由于内回热式的设备要求更低,再热式的结构较为复杂,最终选择基本ORC和内回热式ORC作为优选结构。最后,根据低温太阳能ORC系统的实际需求,采用遗传算法对系统热效率和LEC进行多目标优化。研究表明,选用R123作为工质的ORC系统的热效率与LEC均优于R245fa;在基本ORC的最优热效率内,LEC均优于内回热式ORC;综合考虑热力性能和经济性,最终得到的最优ORC系统的热效率为13.55%,LEC为1.76元/kWh,实际输出功率可达14.91kW。

关键词：余热利用有机朗肯循环热效率循环净功优化

超临界CO2布雷顿循环核能发电系统的热力学研究

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超临界CO2布雷顿循环核能发电系统的热力学研究

作者：龚棋超三峡大学

学位级别：硕士

随着低碳经济的提出,新能源在能源消费结构中的占比不断提高,其中核能发电技术发展十分迅速。作为第四代反应堆中技术最为成熟的堆型,钠冷快堆核电站已逐渐具备了商业化的条件,但在其换热过程中,仍存在较多安全性问题,其中高温钠与水发... 详细信息

随着低碳经济的提出,新能源在能源消费结构中的占比不断提高,其中核能发电技术发展十分迅速。作为第四代反应堆中技术最为成熟的堆型,钠冷快堆核电站已逐渐具备了商业化的条件,但在其换热过程中,仍存在较多安全性问题,其中高温钠与水发生接触会产生剧烈的化学反应,从而导致含放射性的钠发生泄漏,为避免这一问题,需在放射性钠与蒸汽发生器之间增加一个中间回路。S-CO布雷顿循环具有较高的热效率和更高的安全性,因此可用其作为钠冷快堆的热动力装置,本文对S-CO布雷顿循环核能发电系统进行了如下研究:首先,构建了简单回热、分流再压缩和分流膨胀三种不同循环结构的S-CO布雷顿循环核能发电系统,并对三种系统进行建模和热力学分析。对于简单回热系统,研究了循环初始参数对系统性能的影响,发现循环最低温度和压力保持在CO临界点附近时,系统性能最优;在简单回热系统的基础上,主要研究了分流比等参数对分流再压缩和分流膨胀两种系统性能的影响,得到了两种系统的最佳分流比分别为0.36和0.43;对比三种系统在同一工况下的最大热效率,分流再压缩循环热效率最大。其次,提出了再热分流再压缩S-CO核能发电系统,研究了循环参数对系统性能的影响,得到了系统的最优工况;与钠冷快堆BN-800单环路相比,该系统在最优工况下电功率的提高了9.5%;在最优工况下,利用以CO为基的混合气体作为循环工质进行研究,通过改变加入气体的种类及其质量分数,得到加入Xe可以提高系统的热效率,且在Xe质量分数为20%时热效率提高了1%。然后,对再热分流再压缩系统进行了(?)分析,研究了循环最高温度和压力、分流比、透平等熵效率和压缩机等熵效率对设备(?)损失和(?)效率的影响,得到冷却器的(?)效率最小,其可提升空间最高。最后,对性能最优的再热分流再压缩S-CO核能发电系统进行数学建模,并构建其Simulink模型,通过仿真可得系统主要参数的实时变化,为S-CO布雷顿循环与钠冷快堆相耦合的核能发电系统研究提供参考。

关键词： S-CO2循环循环热效率循环净功 (?)分析 Simulink仿真