分布式地热系统双循环发电效率分析与梯级供热试验研究

发布时间：2020-04-24 09:13

【摘要】： 能源可持续发展面临的挑战,使得地热能在未来能源结构中的地位必将越来越突出,国内储量丰富的中低焓地热能的规模化开发和利用具有较大的发展潜力。本文以中低焓地热能的梯级利用系统为研究对象,采用理论推导、数值计算和试验数据分析的方法,对地热发电和区域供热系统进行了热力学性能研究,对中低焓地热资源的开发、系统设计和性能评价均具有一定的指导价值。 本文基于?分析方法,建立了ORC地热双循环发电系统力学性能分析方法,该方法完善了常规双工质循环系统各主要部件的?效率模型。选用我国某中低焓地热田为研究对象,通过实例计算,分析了不同选定标准下双循环发电系统的热效率和?效率;同时,利用EES软件建立计算模型,优化分析了汽轮机进口压力和环境寂态温度对系统循环效率的影响,对提高双循环发电系统循环效率的技术措施进行了分析,从而为改进双循环系统运行性能提供理论依据。 针对中低焓地热能的梯级利用模式,本文提出“分布式地热能系统”的概念,以“Kalina双工质循环地热发电”+“地热梯级区域供热”的串联系统进行了热经济学模型分析。同时,利用热经济学结构分析优化方法,对系统中主要换热设备进行了CSB值的判别和评价。 本文建立了国内典型的规模化地热梯级供热试验系统的能效分析和研究平台,分析了该系统地热利用率和系统总能效比的变化规律以及地热水回灌温度对指标参数的影响。根据建立的地热梯级供热示范系统的?分析模型,得出地热水侧各换热器的换热量分布规律和?损值及?损率的分布状况,可以有针对性地减小系统中这些薄弱用能环节的能质损失,提高地热系统的能源利用率。本研究工作的开展可以为我国进行大规模地热区域供热系统的工程设计提供技术指导。 本文最后对可持续性发展、环境影响和能源系统的?效率之间的变化关系及地热尾水“对井”灌采技术进行了分析。同时,对地热资源的环境效益和环境影响进行了综合评价。
【图文】：

天津大学博士学位论文 第一章 绪论从图 1-1（b）可以看出按燃料类型分类的全球能源消耗变化趋势。其中，石油是全球增长速度最慢的能源，从 2005 年到 2030 年其消耗以每年 1.2%的速率增长；可再生能源和煤炭是增长最快的能源，分别以 2.1%和 2.0%的速率增长；由于石油和天然气价格的上涨以及全球对化石能源导致环境影响的日益关注，可再生能源的开发和消耗份额将逐步增加。

地热能与地热资源的概念指储存于地球内部的能量，一方面来源于地球深处的地球内部蕴藏放射性元素（U、TU、40K）的衰变。是指能够为人类经济地开发利用的地球内部的热资源地区，如近代火山活动、构造板块活动强烈地区，并达度的这种地热，才构成可利用的地热资源。地热资源类型热能储存形式，，可以把地热资源分成四种类型，即水热地压型[7]。其中，水热型是指在埋藏地层浅表（地下 1气为主的对流水热系统，约占已探明地热资源总量的 25℃到 350℃。干热岩型是位于地下几千米深处的热岩度约为 150～650℃，其储量较大，约占已探明的地热用现代钻探技术、人工注水的办法将其热能取出。如图示意图，干热岩型和熔岩型统称“干热型”地热资源干热岩系统
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK521;TM616

【引证文献】

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本文编号：2638792