低温热能-LNG联合发电系统热经济性分析与优化

发布时间：2024-05-17 22:50

　　能源与环境是可持续发展的重要议题,清洁能源和可再生能源的利用逐渐受到人们重视。受限于科技水平,我国丰富的低温热能资源未能得到有效利用,造成能源的浪费和对环境的污染。液化天然气作为清洁的新型能源,在使用过程中需要释放大量冷能。为了充分利用低温热能与LNG的冷能,耦合低温有机朗肯循环与LNG直接膨胀系统,构建了低温热能-LNG联合发电系统,展开热经济性能相关研究。主要研究内容及结论如下:(1)针对低温热能与LNG冷能的特性,初步建立有机工质的筛选机制,以工质的热物理性质、整体经济性、工作安全性以及综合环保性为筛选条件,选取R600、isobutene、R600a、propane、R32、R152a、R161、R1234ze、R245fa、R134a这10种有机物作为循环工质。(2)通过MATLAB软件模拟程序运行,进行关键运行参数和热源条件对系统热经济性能影响的研究。对于不同的评价标准,取得最大目标的蒸发温度、过热温度、夹点温度和LNG蒸发压力有所区别,而较低的冷凝温度有利于系统性能。在温度参数中,冷凝温度与蒸发温度的敏感度突出。对于低温热源,温度的提高对性能产生积极影响,同时可通过参数优...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 低温有机朗肯循环与LNG冷能发电研究现状
        1.2.1 低温有机朗肯循环研究现状
        1.2.2 LNG冷能发电技术研究现状
    1.3 评价指标
    1.4 本文的研究目的与内容
        1.4.1 本文的研究目的
        1.4.2 本文的研究内容
第二章 联合发电系统原理和数学模型
    2.1 联合发电系统工作原理
    2.2 联合发电系统计算模型
        2.2.1 系统热力学模型
        2.2.2 换热面积计算
        2.2.3 系统经济模型
    2.3 有机工质的筛选
        2.3.1 有机工质的筛选条件
        2.3.2 候选有机工质的初步筛选
    2.4 模型分析
        2.4.1 模型验证
        2.4.2 分离系统与联合系统的比较
    2.5 本章小结
第三章 联合发电系统热经济性分析
    3.1 内部循环参数分析
        3.1.1 蒸发温度的影响
        3.1.2 冷凝温度的影响
        3.1.3 过热温度的影响
        3.1.4 夹点温度的影响
        3.1.5 LNG蒸发压力的影响
        3.1.6 敏感性分析
    3.2 热源温度对系统性能的影响
        3.2.1 不同热源温度下蒸发温度对净输出功的影响
        3.2.2 不同热源温度下蒸发温度对(?)效率的影响
        3.2.3 不同热源温度下蒸发温度对EPC的影响
    3.3 本章小结
第四章 联合发电系统热经济性优化
    4.1 性能优化方法
        4.1.1 优化方法的选择
        4.1.2 优化模型的建立
    4.2 边界值条件
    4.3 不同目标优化结果
        4.3.1 以(火用)效率为目标的优化
        4.3.2 以EPC为目标的优化
        4.3.3 多目标优化
    4.4 不同热源条件下多目标优化结果
    4.5 本章小结
第五章 联合发电系统多级结构优化研究
    5.1 双级联合发电系统原理
        5.1.1 双级并联联合发电系统
        5.1.2 双级串联联合发电系统
    5.2 不同热源温度下系统优化结果
        5.2.1 双级并联系统优化结果
        5.2.2 双级串联系统优化结果
    5.3 不同结构对比
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
    附录1 不同优化目标模拟结果
    附录2 不同热源温度多目标优化模拟结果
    附录3 不同热源温度并联系统优化模拟结果
    附录4 不同热源温度串联系统优化模拟结果
致谢
个人简历
在学期间的研究成果及发表学术论文



本文编号：3976088