中低温地热能梯级综合利用系统评价及优化

《中低温地热能梯级综合利用系统评价及优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechologyfortheDegreeofMasterIYIIIIIl2JIIIl5IIllll8IIIIll45IIIIIIIIlllII罂(MasterofEngineeringScience)～。。-一●。‘‘一‘‘一‘-●EvalutionandoptimizationofanIntegratedcomprehensiveutilizationsystemoflowandmediumtemperaturegeothermalenergyCandidate：WangYong

2、zhenSupervisor：PrOf．ChenYingAssociateProf．LuoXianglongJune2014FacultyofMaterialsandEnergyGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong，P．R．China，510006摘要地热能作为稳定性好、储量大且分布广的能源，其利用规模己在可再生能源中占据了相当的地位。但是，目前中低温地热能的利用普遍是以传统的单一利用模式为主，其利用温差小、效率低，造成了地热能的大量浪费。而梯级综合利用系统则可以根据能量“品位”的高低，实现能量的梯级综合利用

3、，提高能量的利用率。然而，地热能梯级综合利用系统相对于单一利用系统，具有结构复杂、系统庞大、负荷供应多样的特点。因此如何设计、评价和优化中低温地热能梯级综合利用系统则显得尤为重要。本文以我国邓屋地热闪蒸试验电站地热尾水回收利用为背景，提出地热水梯级综合利用的方案，并采用合理的方法进行分析、评价和优化。结合丰顺当地居民生产、生活需求负荷的特征，按照能量“温度匹配、梯级利用"的原则，提出将发电后的地热水进一步利用的思想，将地热水依次供入两级溴化锂吸收式制冷系统、农产品干燥系统和居民洗浴换热系统，以替代原有传统的电力分供系统，形成集地热发电、制冷、干燥和洗浴四级功能于一体的地热

4、梯级综合利用系统，地热水利用温位由原来的19℃，扩大到5l℃，有效地提高了地热水的利用率。首先，针对地热能梯级综合利用系统每级子系统对地热水温位特性要求的不确定性，采用离散化数据处理方法，设计了12种典型温位特征的地热梯级综合利用系统运行方案。进而，把灰色关联分析方法与层次分析方法相结合，对上述12种方案进行集热力、经济和环境等方面性能的综合评价。其中，选择系统炯效率、设备投资和二氧化碳减排量作为备选方案综合性能不同属性的评价指标，最后得到了集热力学、经济和环境减排等不同属性指标于一体的综合性能最佳的运行方案。其次，考虑到建立的梯级综合利用系统中，制冷子系统炯损失最大，炯

5、效率最低且结构最为复杂，优化潜力最大。本文对低温地热驱动的两级溴化锂制冷系统进行炯经济分析，建立了并联和串联两种模式的两级溴化锂制冷系统炯经济分析模型，并对两种模式进行了炯经济成本对比。最后，并联供入方式确定为冷冻水炯经济成本较小的方式。最后，针对两级溴化锂吸收式制冷子系统中设备不可逆损失大和设备投资成本大的缺点，建立系统多目标优化模型。利用多目标遗传算法，分别以系统炯损失和年度化设备成本为目标，对两级溴化锂吸收式制冷系统的单目标和多目标优化模型进行求广东工业大学硕士学位论文解，对比分析了多目标非劣解与单目标最优解，并得到了放气范围对系统各性能的影响关系。论文所做工作和所

6、得结论可为中低品位热能驱动的两级溴化锂吸收式制冷系统的优化设计提供参考，并进一步可为中低温地热梯级综合利用系统的优化设计提供指导。关键词：地热能；梯级综合利用；综合评价；炯经济；多目标优化ⅡABSTRACT1f1璩utilizationscaleofthegeothermalenergyhasbeenregardedasanimportantroleamongtheUSeofrenewableenergy．But，thewayoftheutilizationoflowandmediumtemperaturegeothermalenergyin0111"countryiss

7、tillthetraditionalsinglepattern,withthedrawbacksofsmalltemperaturedifferenceandlowefficiencyatpresent，andleadstothehugewasteofgeothermalenergy．Whiletheintegratedcomprehensiveutilizationsystem,whichbaseontheprincipleofenergy’Slevelofhighandlow,realizestheintegratedco