原位注熱開(kāi)采油頁(yè)巖低溫余熱有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電系統(tǒng).pdf

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

2、。
　　 在對(duì)國(guó)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(kāi)采油頁(yè)巖油氣實(shí)際工程狀況,對(duì)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(duì)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(jì)算軟件EES來(lái)考察循環(huán)參數(shù)對(duì)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(guò)同一工質(zhì)循環(huán)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響分析來(lái)看,各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響程度不一,其中以蒸發(fā)溫度對(duì)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(duì)于系統(tǒng)存在一個(gè)“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(duì)于不同工質(zhì)之間循環(huán)參數(shù)對(duì)比分析,分別分析了不同

4、工質(zhì)最佳蒸發(fā)溫度所對(duì)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(jí)背壓式汽輪機(jī)為計(jì)算參考,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備選型,搭建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),對(duì)所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析以驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果。
　　 利用工程計(jì)算軟件EES,對(duì)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