【摘要】： 能源可持續(xù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn),使得地熱能在未來能源結構中的地位必將越來越突出,國內儲量豐富的中低焓地熱能的規(guī)�；_發(fā)和利用具有較大的發(fā)展?jié)摿�。本文以中低焓地熱能的梯級利用系統(tǒng)為研究對象,采用理論推導、數(shù)值計算和試驗數(shù)據(jù)分析的方法,對地熱發(fā)電和區(qū)域供熱系統(tǒng)進行了熱力學性能研究,對中低焓地熱資源的開發(fā)、系統(tǒng)設計和性能評價均具有一定的指導價值。 本文基于?分析方法,建立了ORC地熱雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)力學性能分析方法,該方法完善了常規(guī)雙工質循環(huán)系統(tǒng)各主要部件的?效率模型。選用我國某中低焓地熱田為研究對象,通過實例計算,分析了不同選定標準下雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的熱效率和?效率;同時,利用EES軟件建立計算模型,優(yōu)化分析了汽輪機進口壓力和環(huán)境寂態(tài)溫度對系統(tǒng)循環(huán)效率的影響,對提高雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)效率的技術措施進行了分析,從而為改進雙循環(huán)系統(tǒng)運行性能提供理論依據(jù)。 針對中低焓地熱能的梯級利用模式,本文提出“分布式地熱能系統(tǒng)”的概念,以“Kalina雙工質循環(huán)地熱發(fā)電”+“地熱梯級區(qū)域供熱”的串聯(lián)系統(tǒng)進行了熱經(jīng)濟學模型分析。同時,利用熱經(jīng)濟學結構分析優(yōu)化方法,對系統(tǒng)中主要換熱設備進行了CSB值的判別和評價。 本文建立了國內典型的規(guī)模化地熱梯級供熱試驗系統(tǒng)的能效分析和研究平臺,分析了該系統(tǒng)地熱利用率和系統(tǒng)總能效比的變化規(guī)律以及地熱水回灌溫度對指標參數(shù)的影響。根據(jù)建立的地熱梯級供熱示范系統(tǒng)的?分析模型,得出地熱水側各換熱器的換熱量分布規(guī)律和?損值及?損率的分布狀況,可以有針對性地減小系統(tǒng)中這些薄弱用能環(huán)節(jié)的能質損失,提高地熱系統(tǒng)的能源利用率。本研究工作的開展可以為我國進行大規(guī)模地熱區(qū)域供熱系統(tǒng)的工程設計提供技術指導。 本文最后對可持續(xù)性發(fā)展、環(huán)境影響和能源系統(tǒng)的?效率之間的變化關系及地熱尾水“對井”灌采技術進行了分析。同時,對地熱資源的環(huán)境效益和環(huán)境影響進行了綜合評價。
【圖文】：

天津大學博士學位論文 第一章 緒論從圖 1-1（b）可以看出按燃料類型分類的全球能源消耗變化趨勢。其中，石油是全球增長速度最慢的能源，從 2005 年到 2030 年其消耗以每年 1.2%的速率增長；可再生能源和煤炭是增長最快的能源，分別以 2.1%和 2.0%的速率增長；由于石油和天然氣價格的上漲以及全球對化石能源導致環(huán)境影響的日益關注，可再生能源的開發(fā)和消耗份額將逐步增加。

地熱能與地熱資源的概念指儲存于地球內部的能量，一方面來源于地球深處的地球內部蘊藏放射性元素（U、TU、40K）的衰變。是指能夠為人類經(jīng)濟地開發(fā)利用的地球內部的熱資源地區(qū)，如近代火山活動、構造板塊活動強烈地區(qū)，并達度的這種地熱，才構成可利用的地熱資源。地熱資源類型熱能儲存形式，，可以把地熱資源分成四種類型，即水熱地壓型[7]。其中，水熱型是指在埋藏地層淺表（地下 1氣為主的對流水熱系統(tǒng)，約占已探明地熱資源總量的 25℃到 350℃。干熱巖型是位于地下幾千米深處的熱巖度約為 150～650℃，其儲量較大，約占已探明的地熱用現(xiàn)代鉆探技術、人工注水的辦法將其熱能取出。如圖示意圖，干熱巖型和熔巖型統(tǒng)稱“干熱型”地熱資源干熱巖系統(tǒng)
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TK521;TM616

【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 郭濤;中低溫地熱熱電耦合利用系統(tǒng)優(yōu)化研究[D];天津大學;2011年

相關碩士學位論文 前2條

1 楊曉晨;低品位余熱的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的實驗分析與優(yōu)化設計[D];天津大學;2012年

2 嚴雨林;有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)渦旋膨脹機工作過程分析與實驗研究[D];天津大學;2012年

本文編號：2638792