熱能與動力工程文獻翻譯--熱電廠發(fā)展的趨勢(節(jié)選）

1、<p>　　外文翻譯原文 中文3418字</p><p><b>　　外文翻譯譯文</b></p><p><b>　　熱電廠發(fā)展的趨勢</b></p><p>　　摘要 熱電廠是人類環(huán)境的主要污染源，其燃燒的化石燃料能產(chǎn)生二氧化碳并釋放到大氣中。而正是這種氣體產(chǎn)生溫室效應(yīng)造成全球變暖。對于這個問題根本的解決方法

2、是通過節(jié)約能源減少燃料燃燒進而減少二氧化碳的排放。這種方法從經(jīng)濟上和生態(tài)上都是合理的，最理想的方法是完全禁止化石燃料的燃燒，如煤，石油產(chǎn)品以及其他自然界的有機物。本研究試圖概括出熱電廠減少能源消耗進而減少溫室氣體的排放的方法，其中一種是改變工作介質(zhì)的熱力學(xué)特性。如果我們能改變傳統(tǒng)的工作介質(zhì)的話，這種方法是可能的，如：水或者其他不同熱力學(xué)特性的工作介質(zhì)。本文詳細介紹了幾種技術(shù)來解決這一問題，如Kalina循環(huán)，水壓永磁發(fā)電機共振來修飾水的

3、特性，使水在熱電廠熱循環(huán)的沸點低于環(huán)境的沸點。</p><p>　　引言 人類文明和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史總是與能源消耗的增長密切聯(lián)系。熱能工程發(fā)展和電力產(chǎn)生的增多的直接結(jié)果是能源燃料的消耗的增多。消耗煤石油天然氣來發(fā)電，同時消耗了大氣中約1%的氧氣，并產(chǎn)生二氧化硫氮氧化物和二氧化碳從而加重了溫室效應(yīng)?，F(xiàn)在我們來看看2002年美國會計學(xué)會發(fā)布的資料。美國的發(fā)電廠從1972開始排放至2000年，排放了59%的二氧化硫，4

4、7%的氮氧化物，42%的二氧化碳，卻只產(chǎn)生了總電力的42%。讓我們通過簡單的計算比較新舊熱電廠氣體排放從而估計他們的實際單位效能。首先我們要建立一個簡單的邏輯：如果舊電廠產(chǎn)生42%的電量，那么新電廠產(chǎn)生了58%；如果舊電廠排放了59%的二氧化硫到大氣中，則新電廠41%，其他氣體以此類推。那么每產(chǎn)生1%的電力就會產(chǎn)生1.405%的二氧化硫及其他氣體。下表列出了氣體排放與電力產(chǎn)生比的表格。新電廠二氧化硫和氮氧化物排放少于舊電廠，更值得比較的

5、是，二氧化碳這種產(chǎn)生熱能的氣體。因為含碳燃料氧化燃燒后都會生成二氧化碳。這說明了為什么過去30年內(nèi)找不到減少二氧化碳排放的根本方法，而二氧化碳是造成地球溫室效應(yīng)和全球變暖主要原因。</p><p>　　1.通過改變工作介質(zhì)熱力學(xué)熱性來提高熱電廠的效率 效率就是熱電廠產(chǎn)生的熱能W比上燃料產(chǎn)生的總能量。因此，熱電廠如用化石燃料做能源的電廠效率的提高可采用兩種方式：1在不改變能源消耗的前提下提高電能和熱能的產(chǎn)生，可以

6、在熱電廠安裝燃氣渦輪來繼續(xù)利用排放氣體的熱量。2.在產(chǎn)生同樣熱量的情況下減少燃料消耗。另外一種方法是通過改變工作介質(zhì)的熱力學(xué)特性來提升效率。這種方法的理論分析在文章3中舉出。這種方法的生態(tài)學(xué)和天然的局限在文章4中有表述。在本文中，我們只簡要的敘述基線調(diào)查和獲得的結(jié)果。</p><p>　　改變傳統(tǒng)工作介質(zhì)的熱力學(xué)特性 從現(xiàn)有技術(shù)來看，提高熱電廠效率最簡單的方式 是采用水壓共振永磁發(fā)電機改變工作介質(zhì)—水的熱

7、力學(xué)特性。這種方法的物理學(xué)本質(zhì)是引發(fā)水的二級相變，這個過程的特性是在轉(zhuǎn)變點水的所有特性發(fā)生改變。另外此過程中，汽化熱和熱容量可能會發(fā)生改變。實現(xiàn)這種方法技術(shù)上簡單不需要重新設(shè)計熱電廠，這意味著這種方法可用于任一熱電廠，無論新舊。換句話說，這種方法可在最短時間內(nèi)提高熱電廠的生態(tài)指標(biāo)，特別是減少二氧化碳的排放。這種方法要求選擇合適的位置固定所需的裝置，并精確的調(diào)整共振頻率由此使汽化熱或熱容量降低。不幸的是，水的熱容量降低時其汽化熱升高而反之

8、亦然。計算結(jié)果顯示，通過使用這種方法，能提高熱電廠10%的效率。這意味著能減少29%的燃料消耗，減少固體和氣體廢物29%的排放，減少廢熱排放52%。</p><p>　　采用復(fù)合工作介質(zhì) 在九十年代初美國百萬瓦級的發(fā)電站開始應(yīng)用著名的A.Kalina循環(huán)來提升熱電站的效率。這種循環(huán)使用化學(xué)物如氨，單乙基苯胺，二乙胺等的水溶液作為工作介質(zhì)，如氨溶解于水后，形成的溶液熱容量要低于純水。同時，每分子氨溶解于一升水要釋放

9、出8.28千卡的熱量，這些熱量恰好能使一千克14%的氨水加熱到100攝氏度。因此，溶解過程釋放的熱量可以儲存起來，而將一升水從30攝氏度加熱至100攝氏度需要70千卡熱量或者相當(dāng)于燃燒0。01千克燃料的熱量。對此循環(huán)的理解如下：在給水到達蒸汽發(fā)生器前加入氨。由于溶解過程釋放的熱量并降低溶解液的熱容量，這樣它被加熱到沸騰就比純水需要更少的燃料。然后蒸汽與氨氣分開，分別凝結(jié)，在進入蒸汽發(fā)生器前重新混合到一起。在化學(xué)工業(yè)中，分離水與氨氣的過程

10、廣泛應(yīng)用于solve法生產(chǎn)蘇打的生產(chǎn)流程中。使用Kilina循環(huán)電廠的成功證明了此法可以減少20%的能源消耗，提高10%的效率。對比MHD共振法循環(huán)法的缺點是在已使用Rankin循環(huán)建造的電廠不能應(yīng)用此法。</p><p>　　替換傳統(tǒng)的工作介質(zhì)，讓我們來詳細看一下采用環(huán)境中的熱量來發(fā)電的技術(shù)，這種方法被認為最有希望的減少燃料消耗的方式。首先我們來回顧一下一些物理的和物理化學(xué)基本公理，這些是這種技術(shù)的基礎(chǔ)。公理1

11、，在理想狀態(tài)下，所有氣體1k摩爾的體積是22.414立方米。公理2，氣化和凝結(jié)屬于一相轉(zhuǎn)變的過程。一相轉(zhuǎn)變的特點是在轉(zhuǎn)變點物質(zhì)的聚集狀態(tài)被改變。無論從凝集態(tài)到氣態(tài)或者相反，物質(zhì)的體積發(fā)生突變，這是所有物質(zhì)的一般趨勢。1k摩爾的任意液態(tài)物質(zhì)在常壓溫度為其沸點是體積為公式二，分子是氣體的重量分母是其沸點時的物質(zhì)密度，1k摩爾的任意氣體在理想狀態(tài)下體積為22.414.讓我們看一下參考資料的數(shù)據(jù)。理想條件下1k摩爾液態(tài)水的體積是0.018立方米