电气体发电循环系统的性能分析

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1、------------------中文摘要摘要能源的可持续发展以及能源危机促进了储量丰富的中低温地热资源的规模化开发和利用。针对中低温地热能资源的回收和深度利用并结合电气体发电(EGD)的特点，本论文构建了基于电气体发电的热电复合循环系统和三联产循环系统，并基于热力学第一、第二定律对所构建的电气体发电循环系统进行了性能分析。这不仅能促进地热资源的开发和利用，又能增加并优化传统的发电方式，产生特别适用于小功率发电场所的高电压、低电流的直流电。通过大量的文献调研并结合实际情况，本论文规定温度高于493.15K为高温地热流体，393.15-493.15K

2、为中温地热流体，低于393.15K为低温地热流体。针对中低温地热资源利用，本论文在蒸发温度333.15-493.15K范围内选择了7种不同种类的工质并详细分析了与低品位热源温度有关的参数：蒸发温度、窄点温差及热源进口温度等对系统火用效率、能量利用系数、发电功率、火用损率等目标函数的影响规律。研究表明，亚临界状态和分析条件下，系统发电功率随蒸发温度增加单调递增，不存在极值；热源进口温度对两个电气体复合循环系统的火用效率影响均非常显著，同一窄点温差，热源进口温度不高于临界温度约2倍的窄点温差时，火用效率具有一极大值；选择合适的热源进口温度，使其高于工质临

3、界温度约2倍的窄点温差且设定蒸发温度在工质临界温度范围内变化，可有效降低地热流体回灌火用损率，提高系统火用效率；对于临界温度较低的工质，如R134a，选择低温热源可有效提高系统火用效率，而对于临界温度较高的工质，当蒸发温度约低于370K时选择低温热源也可有效提高系统火用效率。另外，为保证混合后的气体有足够的动能流经扩压管，使喷管出口的压力高于或等于冷凝压力，在相应的引射系数下，电气体发电的三联产循环系统的蒸发温度不应低于一最小值。本论文的研究结果为电气体发电技术在低品位能源的开发和利用提供了工质选择、性能优化方面和实验研究的理论指导，引起人们对电气体

4、发电技术的重新重视和深入研究。关键词：电气体发电循环系统，地热流体，能量利用系数，火用效率，引射系数-----------I-----------重庆大学硕士学位论文-----------II-----------英文摘要ABSTRACTNowadays,withtheintensecontradictionofenergyandenvironment,thedemandforutilizingthelowgradeenergyissurgingatanunprecedentedpace,especiallytheusageofmediumorlow

5、temperaturegeothermalenergyresources.Combinedwiththecharacteristicsofelectrogasdynamic(EGD)converter,theelectrogasdynamicpower-cyclesystemsareestablishedtorecycleandin-depthutilizethelow-grateenergyrecoursesinthesubcriticalstate.Theelectrogasdynamicpower-cyclesystemscontaintwoc

6、ombinedsystems,whicharethermoelectricsystemwithelectrogasdynamicconverterandtrigenerationsystemwithelectrogasdynamicconverter.Thosetwosystemsnotonlycanpromotethedevelopmentandutilizationofgeothermalresources,butalsocanincreaseandoptimizethetraditionalwaytoproducingtheelectricit

7、y.Inaddition,highvoltageandsmallcurrentarethesignificantcharacteristicsoftheelectrogasdynamicconversion,soitcanbewidelyusedinsomecertainoccasions.Accordingtoalargenumberofliteratureinvestigationsandalsotheactual situation,thespecificdefiningisasfollows.Itdefinesthatthegeotherma

8、lfluidof higherthan493.15Kishigh-temperaturegeothermal