基于LNG冷能利用有机朗肯循环发电研究

发布时间：2017-08-25 10:02

  本文关键词：基于LNG冷能利用有机朗肯循环发电研究

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【摘要】：能源是动力的源泉,对社会的进步发展有非常重要的作用,矿物能源的使用导致了全球温度的上升和严重的环境污染,开发和利用清洁能源是我们人类的必然选择。LNG因其高效性和清洁性,在21世纪得到了广泛的利用。由于LNG在气化过程中释放了大量的冷能,LNG冷能利用成为一个值得研究的课题。本文针对LNG冷能利用展开研究,主要内容如下：在概括归纳了国内外的大量文献后,本文阐述了LNG冷火用利用的研究现状,分析讨论了在液化天然气冷能利用的一些具体问题,如LNG冷能的利用方式,系统优化的目标以及目前尚未解决的问题。在此基础上确立了LNG冷能利用方案,-162℃的LNG首先进入空气分离装置释放低温冷能,然后进入设计的LNG冷能有机朗肯循环发电系统。在有机朗肯循环中,工质的工作温度,尤其是工质在冷凝器中的温度要比传统的发电系统要低得多,因此,工质是否选择恰当成为了一个关键问题。在考虑工质的环境性能,理化特性,安全特性和热力学性能的基础上,初步筛选出较适合的一些工质,然后对采用不同工质的系统的性能进行详细分析,从而得出最适合系统的高效工质,结果表明,R227ea为顶部循环最佳工质1,R116为底部循环最佳工质2。本文建立了LNG冷能发电系统的热力学特性和经济学特性的计算模型,引入CPP这一同时考虑了热力学动力特性和热经济性的综合指标,表示系统单位净功成本。研究分析了LNG冷能利用有机朗肯循环系统的性能研究,包括动力学特性和经济学特性。研究系统关键参数,如工质蒸发压力,工质的流量和换热器HEX3热流体工质1出口的蒸汽分率等对系统输出功、各效率、初投资和CPP的影响,以确定最优的运行参数和最佳的经济性。研究结果表明：新型LNG利用有机朗肯循环发电系统循环热效率可提高至25.64%,(?)效率为31.02%,可向外输出净功1.78MW,单位净功成本CPP最低可达5.1$/W,同时可将LNG温度提高到10℃。
【关键词】：液化天然气 冷能利用 有机朗肯循环 有机工质 数值模拟
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM61
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 有机朗肯循环研究现状12-13
• 1.2.2 LNG冷能发电研究现状13-15
• 1.2.3 目前研究尚未解决的问题15
• 1.3 论文的主要工作15-17
• 第2章 LNG冷能利用理论分析17-26
• 2.1 LNG冷能释放过程的理论分析17-21
• 2.1.1 LNG物理(?)的计算17-21
• 2.2 LNG冷能利用方式21-26
• 2.2.1 LNG冷能梯级利用21-22
• 2.2.2 LNG冷能发电系统22-26
• 第3章 LNG冷能利用发电系统26-34
• 3.1 发电系统集成26-28
• 3.2 循环性能分析计算模型28-34
• 3.2.1 循环热力学特性计算模型28-31
• 3.2.2 循环热经济性计算模型31-34
• 第4章 LNG冷能利用发电系统性能分析34-51
• 4.1 计算假设34-36
• 4.2 循环工质的选取36-38
• 4.2.1 有机工质的类型和筛选原则36-38
• 4.3 初选工质模拟计算结果分析38-45
• 4.3.1 工质蒸发压力对系统性能的影响39-42
• 4.3.2 工质流量对系统性能的影响42-45
• 4.4 最优工质性能分析45-51
• 4.4.1 变量φ对系统性能的影响45-47
• 4.4.2 系统热经济性分析47-51
• 第5章 结论与展望51-53
• 5.1 本论文的研究结论51
• 5.2 对以后工作的展望51-53
• 参考文献53-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58-59
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 曾燕丽;;浅析中国LNG应用技术发展现状及前景[J];中国石油和化工标准与质量;2012年16期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 冯驯;有机朗肯循环中低温余热发电系统理论研究[D];上海交通大学;2011年

2 王_";利用LNG冷能的朗肯循环适用工质的理论研究[D];上海交通大学;2011年

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本文编号：736380