【生物质与天然气冷热电联供系统的设计开题报告3400字】

毕业设计（论文）题目生物质与天然气冷热电联供系统的设计题目类别（请在有关项目下作√记号）设计论文其它√题目需要在实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成是否□毕业设计（论文）起止时间1.本课题的意义随着全球能源危机的日益严重和世界各国对环境保护问题的日益关注，“节能与环保”已经成为当今社会能源技术发展的主题。而对于经济高速发展的我国来说，对能源的需求量也是明显增加的。但是，目前我国的能源利用率仅为32%，而美国、欧洲等发达国家的能源利用率已经达到了50%，这也使得我国单位国民生产总值的能耗要比发达国家高出2~3倍。相对于传统供能方式，联供系统主要由以下优点：有利于缓解夏季电力供需矛盾，起到电力调峰的作用；有利于提高设备的能源利用率；有利于减少不可再生能源的消耗；有利于降低污染物的排放，缓解温室效应，保护环境；有利于增强能源供应的可靠性和稳定性。不论是以煤炭为主要能源的分供系统，还是以天然气为主要能源的传统联供系统，随着时间的推移，化石能源等非可再生能源早晚会消耗殆尽。所以寻找一种新型可再生能源来代替或者减少化石能源的使用势在必行。生物质能具有分布广、可再生而且能够缓解全球气候变暖等优点，生物质气化发电技术已经成为能源开发利用领域的一个热点内容。而且，目前生物质能已经成为仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，约占全球总能耗的14%。但是，生物质能也有自身的缺点，如分布较为分散，不适宜远距离输送，难以实现大规模使用。生物质能与楼宇级冷热电联供系统相结合，既能够满足生物质能分散利用的特点，又能够实现冷热电联供系统对能源高效利用的优势。所以，研究开发一种将生物质能利用与冷热电联供系统有机结合起来的新型联供系统既是切实可行的，又是迫切需要的。2.国内外状况冷热电联供系统组成复杂、设备繁多。而且，根据不同的能源情况，系统的运行策略也大不相同。不同的系统配置和运行策略将会对联供系统能否高效运行起到至关重要的作用。国内外学者对联供系统的优化配置和运行策略进行了大量的研究。李赟以燃气轮机联供系统为研究对象，建立了以年总费用为优化目标的系统设备配置与运行策略的混合整型非线性规划模型，得出系统最优的设备配置和运行策略。孔祥强等以内燃机和吸附制冷机为核心的楼宇级联供系统为研究对象，以满足冷热电负荷需求时能源运行成本最低为优化目标，建立了联供系统经济最优化模型。霍小亮等以年运行费用最小为目标函数的，考虑节能性和环保性的约束，建立了包括燃气内燃机、双效溴化锂吸收式制冷机及燃气锅炉的联供系统非线性优化模型。X.Q.Kong等建立了以运行费用最低为目标的冷热电联供系统经济优化模型，分析了建筑负荷需求特性对联供系统运行性能的影响。Katsuta,M.等针对为了提高联供系统效率必须使得生产和需求进行匹配的问题，对某一宾馆的联供系统进行了评估，并以最小化CO2的排放为目标优化了其运行策略。M.A.Lozano等分析了冷热电联供系统的冗余设计，以最小化年总费用为目标，对楼宇冷热电联供系统的设备配置进行了优化，建立了运行优化策略。从上世纪80年代人们提出可持续发展战略以后，太阳能、风能、生物质能、地热能等新能源就在被人们所积极地开发和利用。将生物质能和化石能源有机地结合在一起构成一个互补的能源系统，这种系统将会拥有良好的发展前景。关海滨等分别以内燃机、斯特林机和燃气轮机为核心，构建生物质气化冷热电联供系统，并通过计算证明了经过冷热电联供系统的生物质能的总利用率可以达到60%以上。王志伟等列举了生物质能转换的主要方式、与冷热电联供系统的结合方式，并对其可行性进行了分析。池里杰等主要对生物质冷热电联供系统的控制方案进行了研究，并将SCM、PLC和IPC控制系统成功应用于其中，提高了系统的自动化程度。FahadA.Al-Sulaiman等通过对生物质气化冷热电联供系统的研究发现不同的外界环境温度、蒸发器进出口温度、泵的入口温度和涡轮机入口的压力都会影响到系统的效率。然后对系统的火用效率进行了计算，结果表明，联供系统具有较高的火用效率和较少的温室气体排放量。DanielMaraver等从热力学可行性和能源效率两个方面对小型生物质冷热电联供系统进行了评估，并认为对于小型建筑来说，利用斯特林发动机可以得到较高的效率。然后对其控制系统进行了优化。最后为小型生物质冷热电联供系统的开发提出了一些指导方法。3.研究内容（1）对生物质与天然气冷热电联供系统进行热力学分析，以热力学第一定律和热力学第二定律为基础分别对该系统进行能效评价分析和火用评价分析。计算系统的能效率、火用效率，以及相对于传统分供系统的一次能源节约率，并对其影响因素进行敏感性分析。（2）从当量热力系数和一次能耗的角度出发，对生物质与天然气冷热电联供系统的节能性进行了分析，并将其与传统的分供系统和热电联供、冷分供系统进行了比较。（3）以系统容量配置为优化变量，对生物质与天然气冷热电联供系统相对于分供系统的节能减排效益进行优化，实现综合效益的最大化。（4）从经济、能源和环境效益出发，对生物质与天然气冷热电联供系统进行生命周期分析，并与传统分供系统进行对比分析。论文研究的方案及步骤4.1研究方案研究思路：总体设计符合理论逻辑，各系统之间的配合符合要求，总的装配要有可行性；原理及方法比较的叙述，系统的简单设计；毕业论文设计说明书一份，论文大概30-40页之间，总字数8000字左右，另外提交要求的AutoCAD工程图纸（总装配图零号图纸一张，零件图一号图纸一张，其他图纸若干）；设计需符合“学院本科毕业论文（设计）工作管理规定”的各项要求。研究方法：（1）查阅文献法：通过校书馆以及中国知网查阅“果蔬干燥除湿机的设计”相关资料，并将资料进行分析整理。（2）实地考察法：对相关企业单位进行实地考察，分析适合设计果蔬干燥除湿机的设计相关要求。4.2研究步骤(1)搜索目前我国生物质与天然气冷热电联供系统的设计现状的相关资料，比较其优缺点；(2)查阅相关资料，了解冷热电联供系统的工作原理及流程(3)整体结构方案论证；(4)划分各个结构部分；(5)进行各个结构部分的选型和设计以及计算；(6)编写论文。5.论文提纲第一部分：设计目的和意义；第二部分：结构方案论证；第三部分：工作部分设计；第四部分：传动系统设计；第五部分：进行总结。6.预期达到的水平（1）提交一篇不少于8000字的毕业设计；（2）设计符合《榆林学院毕业设计指导手册》相关要求，格式正确，条理清楚，层次分明，有自己的见解和结论；（3）掌握Office，CAD，等软件的使用7.存在的问题在结构设计方面，目前绝大多数运营投产的CCHP系统仍然采用天然气等化石燃料作为驱动能源，采用生物质能、太阳能等新能源的CCHP系统较为少见，未能充分发挥CCHP系统作为新能源高效应用载体的优势。在容量配置方面，目前广泛应用的容量配置方法是根据用户负荷峰值配置主要设备的容量，即要求CCHP系统的容量高于用户的冷、热、电负荷需求的峰时值。该配置方式极易造成设备容量冗余，一方面易导致系统设备投资成本增加，另一方面系统中各设备长期运行于低负载状态，易造成能源利用率偏低，进而影响系统性能。尽管目前己有学者展开了针对CCHP系统优化配置的研究，但多针对基于常规能源的CCHP系统，针对新能源CCHP系统优化配置方面的研究相对较少。在运行调度方面，现有己建成投产的CCHP系统多采用“以电定热”、“以热定电”两种传统运行模式，即根据用户电、热负荷确定系统主要动力设备出力。当电、热负荷的时间分布存在“错峰”情况时，上述两种模式无法实现系统的高效运行，Gyp需高效可行的优化调度方法。参考文献李琼玖,杜世权,廖宗富等.建设中国特色的社会主义现代化能源化工战略建议[J].中外能源,2009,(5):14-19YaoL,LiuB,WuZ.X.PresentandfuturepowergenerationinChina[J].NuclearEngineeringandDesign,2007,237(12–13):1468-1473王政伟,袁玉梅,马珊等.发展农村生物质冷热电三联供的可行性分析[J].湖北农业科学,2008,47(3):348-350孙学峰.生物质流化床气化实验与建模研究[D].华北电力大学,2009王明辉.引入最佳冷化系数优化设计建筑楼宇冷热电系统[J].能源工程,2016,(5):61-65别祥,韩光泽.天然气冷热电三联供系统热力学分析[J].化学工程,2010,38(1):57-62胡燕飞,李静怡,李胜.冷热电联供系统的优化运行分析[J].华北电力大学学报,2010,25(3):1-3任华华,王淼森.燃气内燃发电机在“三联供”系统中的应用和分析[J].洁净与空调技术,2009,(1):5-8KavvadiasK.C.,MaroulisZ.B.Multi-objectiveoptimizationofatrigenerationplant[J],EnergyPolicy,2010,38(2):945-954[10]LozanoM.A,CarvalhoM,SerraL.M..Operationalstrategyandmarginalcostsinsimpletrigenerationsystems[J],Energy,2009,34(11):