原位注熱開采油頁巖低溫余熱有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電系統(tǒng).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、油頁巖作為常規(guī)能源的補(bǔ)充,其熱解可得到類似原油的頁巖油和可替代天然氣的煤氣,對改變我國能源結(jié)構(gòu),具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
   原位注熱開采油頁巖油氣技術(shù)是未來油頁巖安全高效開采的有效手段和技術(shù)途徑,但是在熱采過程尾端大量低溫余熱蒸汽因起不到油頁巖熱解作用而被浪費(fèi),因此對這部分熱量進(jìn)行回收發(fā)電不僅可以節(jié)約能源,同時也可以提高原位注熱開采油頁巖油氣技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。本文以回收原位注熱開采油頁油氣低溫余熱為目的,開展了低溫余熱發(fā)電的研究

2、。
   在對國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合原位注熱開采油頁巖油氣實(shí)際工程狀況,對現(xiàn)行的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行比較,選擇了由蒸發(fā)器、冷凝器、工質(zhì)泵、汽輪機(jī)等主要部件組成的有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電系統(tǒng)模型。
   本文從安全性和經(jīng)濟(jì)性等各方面考慮,選取了五種作為可選用的有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì),針對有機(jī)朗肯循環(huán)各組成部分,以熱力學(xué)理論為基礎(chǔ),進(jìn)行了詳細(xì)的熱力分析,確立了系統(tǒng)熱力方程,并且以系統(tǒng)的凈輸出電功和熱效率作

3、為性能的衡量標(biāo)準(zhǔn),采用工程計算軟件EES來考察循環(huán)參數(shù)對其的影響,以及不同工質(zhì)之間的區(qū)別,從而確定最佳循環(huán)參數(shù)及最佳循環(huán)工質(zhì)。通過同一工質(zhì)循環(huán)參數(shù)對系統(tǒng)的影響分析來看,各參數(shù)對系統(tǒng)的影響程度不一,其中以蒸發(fā)溫度對凈輸出電功的影響最大,在余熱流體溫度、汽輪機(jī)背壓一定的情況下,對于系統(tǒng)存在一個“最佳蒸發(fā)溫度”使得凈輸出電功達(dá)到最大,并且“最佳蒸發(fā)溫度”隨著余熱流體溫度、汽輪機(jī)背壓的增加而增加。對于不同工質(zhì)之間循環(huán)參數(shù)對比分析,分別分析了不同

4、工質(zhì)最佳蒸發(fā)溫度所對應(yīng)的各種參數(shù),綜合經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的考慮,選取R11作為最適宜循環(huán)工質(zhì)。
   以R11為循環(huán)工質(zhì),額定功率為5kw的單級背壓式汽輪機(jī)為計算參考,對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備選型,搭建了系統(tǒng)實(shí)驗平臺,并進(jìn)行了實(shí)驗,對所得到的實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析以驗證數(shù)值模擬結(jié)果。
   利用工程計算軟件EES,對系統(tǒng)進(jìn)行了及(火用)效率、(火用)損失分析,分析了(火用)損失的部位、類型和數(shù)量,得出預(yù)熱器蒸發(fā)器、冷凝器(火用)損失所占的

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