水源热泵的原理、设备部件、工作流程、及系统图是什么?
1、什么是"地源/水源/水环热泵空调"?
地源/水源/水环热泵空调是利用地球表面或浅层水源作为冷热源,将低品位热能转化为用于供热的高品位热能以及用作制冷时的冷却水的空调系统。地源热泵系统以土壤作为低温热源,水源热泵系统利用湖水、河水、地下水、矿井水这样的自然水源作为冷热源,水环热泵是用一个循环水环路作为冷热源,当环路水温超过一定温度时,冷却系统启动,当水温低于一定温度时辅助加热系统启动。
2、地源/水源/水环热泵空调"系统组成、运行原理及优点
地源热泵系统
(1)系统组成
系统是由下列部分所组成:地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等。地源热泵空调机组是一种水冷式的供冷/供热机组。机组由封闭式压缩机、同轴套管式水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀(或毛细膨胀管)、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过滤器、安全控制等所组成。机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置,是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。
(2)运行原理
地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的中央空调系统。
在冬季,地源热泵系统通过埋在地下的封闭管道(称为环路)从大地收集自然界的热量,而后由环路中的循环水把热量带到室内。再由装在室内的地源热泵系统驱动的压缩机和热交换器把大地的能量集中,并以较高的温度释放到室内。
在夏季,此运行程序则相反,地源热泵系统将从室内抽出的多余热量排入环路而为大地所吸收,使房屋得到供冷。尤如电冰箱那样,从冰箱内部抽出热量并将它排出箱外使箱内保持低温。
(3)优点
1) 地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的巨大能量,循环再生,实现对建筑物的供暖和制冷。因而运行费用较低。
2)节能 地源热泵比风冷热泵节能40%,比电采暖节能70%。比燃气炉效率提高48%。所需制冷剂比一般热泵空调减少50%。
3)低维护 地源热泵系统运动部件要比常规系统少,因而减少了维护,并且更加可靠。由于系统安装在室内,不暴露在风雨中,也可免遭损坏,延长了寿命。
4)安全 地源热泵系统在运行中无需燃烧,因此不会产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气集结在家中或商业建筑内。也不存在丙烷气体,因而也不会发生有毒气体,也不会发生爆炸。
5)稳定 由于地源热泵系统的供冷、供热更为平稳,降低了停、开机的频率和空气过热和过冷的峰值。这种系统更容易适合供冷、供热负荷的分区。
6)长寿 地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管,寿命可达50年。
7)设计简单灵活,安装快速。
水环热泵系统
1、系统组成
水环热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有水源热泵机组而构成的封闭环路的中央空调系统。它是由下列部分所组成:水源热泵机组、排热设备(冷却塔)、辅助热源、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等。
2、运行原理
各水源热泵机组由同一水系统连接。夏季,系统水温超过35℃,冷却水塔启动,使系统水温保持低于35℃。冬季,系统水温降至低于10℃时,辅助加热器就可启动补足。在春秋两季(过渡季节)时,当系统水温在10℃-35℃之间时,系统内部可达到自身平衡,非常节能,当某一区域暂不使用时,可停止该区域机组,方便灵活。
3、优点
1) 降低造价
水环热泵空调不需要大型冷水机组;不需要大型风管,水管部分基本上不用保温。而冷水机组在空调系统中,所用资金最多。
2) 节省机房,经济效益明显
水环热泵空调系统由没有了冷水机组,不再需要冷冻机房。采用水环热泵空调减少了机房的建设费用,经济上的收益十分明显,按照每平方米5000元计算,每1万平方米建筑,如果采用水环热泵空调,所节省的冷冻机房面积约为100平方米左右,直接收益就为50万元;4万平方米建筑,直接收益就为200万元;在寸土寸金的地区,由于不再设置冷冻机房而增加的地下停车面积、营业面积的各种收益就更大了。
3)设计、施工安装方便
水环热泵系统只有一套常空调水循环管路,并且没有管线复杂的冷冻机房,因而非常简洁,设计周期短,可以有效减少机房内多个专业管线打架而造成的设计修改和变更,减轻设计人员的工作负担,提高设计效率;对于承建商,水环热泵系统,施工简便,工期短;施工管理、协调便利,资金压力小,回报效益高。
4)分期、分批购买减轻资金压力
冷水机组一般必须一购齐,以4万平方米的大厦计算,当冷水机组到货时,业主和施工单位一次大约要付300万左右,往往造成很大的资金压力;而水环热泵可以分期投资、分批建设,完全可以在用户入住前一两个月逐层安装;这样的分期、分批购买,分期、分批购买安装,投资回报效益非常明显;此外冷水机组一般在安装后一两年才能发挥效益,这期间的利息也是非常可观的,以4万平方米的大厦计算,300万一年的利息就高达10万元,与此相比水环热泵投资回报效益高、见效快的优势就更受青睐。
5)功能强大
一年四季任何时间都可以随时提供空调,可以随意设定室内温度;特别需要阁下关注的是:水环热泵功能相当于造价昂贵的四管系统,即同一建筑内可按照不同要求,可在部分区域供冷,同时可在部分区域供热,同时实现不同冷暖功能,而其他系统则很难实现。
6)节能效果明显
水管环路因水温在常温范围内,水温与环境温差距小,常温水所消耗的能量,与常规系统相比,要小得多,同时因减少了输配的冷热损失,管路的热损失比常规系统也要小得多,也不会结露,无需保温。总的来说,水环热泵系统与常规系统相比,仅管道热损失减少这一项,节能效率约为8%---15%。;而当建筑物内部同时有供热工况机组和供冷工况机组模式同时运行时,系统最多降低运行费用可降低约50%左右等优点;
7)适用性广、运行可靠、维修简单
无论是对房屋开发商、对用户、对建筑设计师、对设备管理人员都十分有利。
8)分户计量、分户计费
水环热泵的运行电费完全根据用户实际使用情况单独计量。水环热泵可以分区域使用,不使用,就无需交费。这一点与集中制冷、制热的冷水机组加风机盘管系统根本不同,对用户十分有利。 而常规的中央空调系统哪怕只有一个房间工作,也必须启动大型冷水机组,造成部分房间、部分负荷的能源大量浪费。
可再生能源指的是在自然界可以循环再生,取之不尽,用之不竭的能源。比较常见的可再生能源有太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。
不同类型的可再生能源
通过使用以下类型的可再生能源,我们可以帮助减少对化石燃料的依赖。这不仅将有助于保存不可再生资源,还将有助于减少污染。
1.太阳能
当我们想到可再生能源时,太阳能通常是想到的最早的自然能源之一。每天,太阳以太阳辐射的形式散发出大量的能量。最终,其中一些到达了地球,我们可以以各种不同的方式利用它。
尽管太阳能是最受欢迎的可再生能源之一,但目前在全球可再生能源容量中排名第三。根据IRENA的2019年报告,该报告研究了2018年底的可再生能源发电能力。
太阳能光伏
太阳能光伏(PV)是我们可以用来将太阳能转化为电能的技术。在这里,太阳能电池板被放置成吸收来自太阳的能量。然后,他们能够使用太阳能光伏工艺产生电流。
这样的太阳能光伏板可以发电。
我们可以在家庭或工业规模上使用太阳能。屋顶太阳能电池板是世界上许多家庭的常见景象。它们有助于发电,供家庭使用。太阳能农场是工业规模使用太阳能的一个例子。在这里,大量太阳能电池共同工作以产生大量电能。
太阳能热
太阳能热是太阳能使用的另一种类型。在这里,我们可以利用来自太阳的能量来加热流体(例如水)。该技术可以在家用太阳能热水系统中找到。太阳能集热器是可用于此目的的设备。有两种主要类型,称为“平板”和“真空管”收集器。
太阳能热真空管集热器。
太阳能热电厂也存在,可以利用太阳能热发电。通过集中太阳热能来加热特殊的流体。流体的热量然后转移到水中,然后沸腾并产生蒸汽。然后,蒸汽能够为涡轮机提供动力,涡轮机使发电机转动,从而产生电能。
2.风能
风能是另一种流行的可再生能源。几个世纪以来,我们一直以风船和风车的形式利用风。如今,我们主要利用风力在风力涡轮机的帮助下发电。
许多国家使用风力涡轮机来满足其能源需求。根据它们的位置,它们可以是一种非常有效的发电方式。风电场是风力涡轮机的集合,可以在陆地(陆上风电场)和海上(海上风电场)中找到。
风能的总容量在2018年略高于太阳能。风能占可再生能源总发电量的24%,太阳能达到20%。
这样的风力涡轮机可以发电。
3.地热能
地热是另一种可再生能源。我们脚下的地面包含大量热能。地面靠近地面,从太阳吸收热量。在地球深处,岩浆可以帮助加热岩石。我们可以以不同的方式利用这种能量。
家用地热能系统使用地源热泵来帮助加热房屋的水。这可能涉及将几百米的水管放置在离地面几英尺的地方。当水流过管道时,它吸收了地面的热量,并且另一端的热量要比开始时的温度略高。然后可以重复该过程以增强效果。
地热热泵使用类似的管道来加热水。
地热发电厂是工业用途的一个例子。这些装置中的一些可以挖掘到地下深处的过热岩石中。可以将水泵入井中,然后再产生蒸汽,然后将其抽出以驱动涡轮机。这类发电厂仅在岩浆最接近地壳的区域有效,例如火环。由于这一地理限制,地热发电不如太阳能,风能和水力发电受到欢迎。
4.水能
水能包括利用流动的水来发电。数百年来,我们一直以水车的形式使用该技术。如今,我们主要将其用于发电。
水源可能来自不同的地方。一些最常见的水力发电技术类型包括:
水力发电大坝–这些利用水坝围墙捕获大量的水。然后可以通过水坝的结构释放水,在此过程中旋转涡轮机。
潮汐能–利用水下涡轮机来利用潮汐能。随着潮汐的进出,涡轮机旋转,然后借助发电机发电。
波浪动力–比上面的动力少,但具有利用波浪动能的潜力。在这里,大的管状容器被放置在靠近海岸的地方。当它们在波浪中摇摆时,它们能够将波浪能转化为电能。
在考虑可再生能源时,我们经常忽略水力发电。但是,根据IRENA的2019年报告,到2018年底,水能占可再生能源发电能力的50%。这不仅仅是太阳能和风能的总和!
截至2018年底,水力发电容量最高的三个国家是中国,巴西和美国。中国的装机容量为352,261兆瓦,领先于巴西的104,195兆瓦和美国的103,109兆瓦。
这样的水力发电大坝可以产生大量的电力。
5.生物质能
生物质是另一种可再生资源。它使用有机物来满足各种不同的能源需求。有机物可以包括以下任何一种:
木材–就发电而言,主要来自柳树和杨树。其他来源包括木屑,锯末,原木和树皮。
作物-包括小麦,玉米,甘蔗和土豆等淀粉类作物。它还可以包括油菜作物,例如油菜籽,油菜籽,大豆和向日葵。
动物与人类废物–包括肥料,污水,泥浆和动物垫料。
园林垃圾–尚未完全分解的鲜草屑。
就生物能源而言,我们可以以不同的方式利用以上内容。
生物质能
在这里,木材被燃烧以加热水。然后产生蒸汽,该蒸汽可以驱动涡轮以发电。这与使用煤,石油或天然气的传统发电厂的过程类似。
生物燃料
我们可以使用传统的粮食作物来生产生物燃料,例如生物乙醇和生物柴油。然后可以将它们用于兼容的发动机中,以替代汽油和柴油。
沼气
这使用了称为“厌氧消化”的过程,该过程涉及在密闭腔室内加热动物或人类废物。随着加热,它分解得更快并产生甲烷。然后,我们可以捕获它并存储以备后用。它可以在炉子上燃烧以做饭或取暖,有时用于运输。
像这样的厌氧消化池可以产生沼气。
生物能源问题
关于生物质是否可再生存在一些争论。但是,通常认为它是可再生能源。这是因为只要地球上有生命支持,它所使用的有机物就会一直存在。
当然,生物质确实会带来一些环境影响,应予以考虑。尽管农作物在生长过程中会吸收二氧化碳,但燃烧时会释放到大气中。这可能对空气质量和我们的健康有害。
回顾
随着全球能源需求逐年增加,寻找可持续的能源生产方式现在比以往任何时候都更加重要。利用太阳能,风能,地热能,水能和生物质能可以帮助实现这一目标。
可再生能源与不可再生能源相比具有关键优势,因为它们永远不会耗尽。它们通常对环境也更好。您可以在此处更深入地了解可再生能源的优缺点。
一次能源是指直接取自 自然界没有经过加工转换 的各种能量和资源。
二次能源是指 由一次能源经过加工转换以后得到 的能源产品。
终端能源是指供给 社会生产、非生产 和 生活中直接用于消费的各种能源。
典型的光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池组、控制器、电力电子变换器和负载等组成。
光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为 独立 和 并网 光伏发电系统。
风力发电系统是将风能转换为电能,由机械、电气和控制3大系统组合构成。
并网运行风力发电系统有恒速恒频和变速恒频两种运行方式。
风力机又称为风轮,主要有水平轴和垂直轴风力机。
风力同步发电机组并网方法有自动准同步并网和自同步并网。
风力异步发电机组并网方法有直接并网、降压并网和 晶闸管软并网。
风力发电的经济型指标主要有单位千瓦造价、单位千瓦时投资成本、财务内部收益率和财务净现值、投资回收期及投资源利用率。
太阳的主要组成气体为氢(约80%)和氦(约19%)。
太阳的结构从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区、太阳大气。
太阳能的转换与应用包括了太能能的太阳能的采集、转换、储存、传输和应用。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池 将太阳光能直接转化为电能。
光伏发电系统主要由太阳电池组件;充放电控制器、逆变器;蓄电池、蓄能元件及辅助发电设备3大部分组成。
太阳电池主要有单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、碲化镉太阳电池、铜铟硒太阳电池5种类型。
生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。
天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的可燃性气体。
燃气轮机装置主要由燃烧室、压气机、轮机装置3部分组成。
自然界中的水体在流动过程中产生的能量,称为水能,它包括位能、压能、动能3种形式。
22.水能的大小取决于两个因素:河流中水的流量和水从多高的地方留下来。
简答题
简述能源的分类?
答:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水力、核能、电能、太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能、核聚变能。还可以分为:一次能源、二次能源、终端能源,可再生能源、非可再生能源,新能源、常规能源,商品能源、非商品能源。
什么是二次能源?
答:二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。
简述新能源及主要特征。
答:新能源是指技术上可行,经济上合理,环境和社会可以接受,能确保供应和替代常规化石能源的可持续发展能源体系。新能源的关键是准对传统能源利用方式的先进性和替代性。广义化的新能源体系主要包涵两个方面:1、新能源体系包括可再生能源和地热能,氢能,核能;2、新能源利用技术,包括高效利用能源,资源综合利用,替代能源,节能。
简述分布式能源及主要特征。
答:分布式能源定义为:发电系统能够在消费地点或很近的地方发电,并具有:①高效的利用发电产生的废能生产热和电;②现场端的可再生能源系统;③包括利用现场废气、废热以及多余压差来发电的能源循环利用系统。特征:高效性;环保性;能源利用的多样性;调峰作用;安全性和可靠性;减少国家输配电投资;解决边远地区供电。
简述风产生的原理。
答风是地球上的一种自然现象,是太阳能的一种转换形式,它由太阳辐射热和地球自转、公转和地表差异等原因引起的,大气是这种能源转换的媒介。地球表面被大气层所包围,当太阳辐射能穿越地球大气层照射到地球表面时,太阳将地表的空气加温,空气受热膨胀后变轻上升,热空气上升冷空气横向切入,由于地球表面各处受热不同,使大气产生温差形成气压梯度,从而引起大气的对流运动,风是大气对流运动的表现形式。
简述风力发电机组的分类。
答:从风轮轴的安装形式上:水平轴发电机组、垂直轴发电机组;按风力发电机的功率:微型、小型、中性、大型;按运行方式:独立运行、并网运行。
简述变速恒频风力发电系统的控制策略。
答:变速恒频风力发电系统的基本控制策略一般确定为:①低于额定风速时,跟踪最大风能利用系数,以获得最大能量;②高于额定风速时,跟踪最大功率,并保持输出功率稳定。
影响风力发电场发电量的因素主要有哪些?
答:影响发电量的因素主要有:①风电场的风能资源,包括风力机轮毂点的年平均风速、风速频率分布、主风向是否明显、空气密度等;②风电场风力发电机的排列应合理,应充分利用场地,减少风力机之间的影响,使整个风电场的发电量达到最优;③发电机的选型,应根据风资源情况选择合适类型的风力发电机;④风力发电场的运行管理水平。
简述光伏发电系统的孤岛效应。
答:当分散的电源如光伏发电系统从原有的电网中断开后,虽然输电线路已经断开,但逆变器仍在运行,逆变器失去了并网赖以参考的公共电网电压,这种情况称之为孤岛效应。
简述光伏发电系统的最大功率点跟踪控制。
答:最大功率点跟踪控制(MPPT)是实时检测光伏阵列的输出功率,采用一定的控制算法预测当前工作状态下光伏阵列可能的最大功率输出,通过改变当前的阻抗来满足最大功率输出的要求,使光伏系统可以运行于最佳工作状态。
生物质能通常包括哪六个方面?
答:1、木材及森林废弃物;2、农作物及其废弃物;3、水生植物;4、油料植物;5、城市和工业有机废弃物;6、动物粪便。
利用生物质能主要有哪几种方法?
答:1、直接燃烧方式;2、物化转换方式;3、生化转换方式;4、植物油利用方式。
简述我国发展和利用生物质能源的意义。
答:1、拓宽农业服务领域、增加农民收入;2、缓解我国能源短缺、保证能源安全;3、治理有机废弃物污染、保护生态环境;4、广泛应用生物技术、发展基因工程。
简述我国生物质能应用技术主要哪几个方面发展?
答:1、高校直接燃烧技术和设备;2、薪材集约化综合开发利用;3、生物质能的液化、气化等新技术开发利用;4、城市生活垃圾的开发利用;5、能源植物的开发。
简述燃气轮机的工作原理。
答:压气机将空气压缩后送入燃烧室,再跟燃料混合后燃烧,产生大量的高温高压气体,高温高压燃气被送入封闭的轮机装置内,并膨胀,推动叶片使机轴转动。
小型燃气轮机发电的主要形式有哪几种?
答:1、简单循环发电;2、前置循环热电联产或发电;3、联合循环发电或热电联产;4、整体化循环;5、核燃联合循环;6、燃机辅助循环;7、燃起烟气联合循环;8、燃气热泵联合循环;9、燃料电池——燃气轮机联合循环。
我国水力资源有哪些特点?
答:1、水力资源总量较多,但开发利用率低;2、水力资源地区分布不均,与经济发展不匹配;3、大多数河流年内、年际径流分布不均;4、水力资源主要集中于大江大河,有利于集中开发和规模外送。
典型的水电站主要由哪几部分组成?
答:水工建筑物;水轮发电机组;厂房;变电所;输电线。
1、分析双馈异步发电机变速恒频风力发电系统的工作原理。
答:工作原理可概括:发电机的定子直接连接在电网上,转子绕组通过集电环经AC-AC或AC-DC-AC变频器与电网相连,通过控制转子电流的频率、幅值、相位和相序实现变速恒频控制。为了实现变速,当风速变化时,通过转速反馈系统控制发电机的电磁转矩。使发电机转子转速跟踪风速的变化,以获得最大风能。为实现恒频输出,当转子的转速为n时,因定子电流的频率f1=pn/60±f2,由变频器控制转子电流的频率f2,以维持f1恒定。当发电机转子转速低于同步速时,发电机运行在亚同步状态,此时定子向电网供电,同时电网通过变频器向向转子供电,提供交流励磁电流;当发电机转子转速高于同步速时,发电机运行在超同步状态,定,转子同时向电网供电;当转子转速等于同步转速时,发电机运行在同步状态,f2=0,变频器向转子提供直流励磁,定子向电网供电,相当于一台同步发电机。
2、从广义化概念讲,新能源利用主要包括哪3个方面的内容?
答:1)综合利用能源。以提高能源利用效率和技能为目标,加快转变经济增长方式。2)替代能源。以发展煤炭洁净燃烧技术和煤制油产业为目标,降低对石油进口的依赖。3)新能源转换。大力发展以可再生能源为主的新能源利用体系,调整、优化能源结构。
分析笼型异步发电机变速恒频风力发电系统的工作原理。
答:其定子绕组通过AC—DC—AC变频器与电网相连,变速恒频策略在定子电路中实现。当风速变化时,发电机的转子转速和发电机发出的电能的频率随着风速的变化而变化,通过定子绕组和电网之间的变频器将频率变化的电能转换为与电网频率相同的电能。
分析同步发电机的变速恒频风力发电系统的工作原理。(图3-44)、
答:为了解决风力发电机中的转子转速和电网频率之间的刚性耦合问题,在同步发电机和电网之间加入AC—DC—AC变频器,可以使风力发电机工作在不同的转速下,省去调速装置。而且可通过控制变频器中的电流或转子中的励磁电流来控制电磁转矩,以实现对风力机转速的控制,减小传动系统的应力,使之达到最佳运行状态。其中Pw为风力机的输入功率;Pa为发电机的输入功率;If为励磁电流。
分析无刷双馈异步发电机的变速恒频风力发电系统的工作原理。
答:磁场调制型无刷双馈异步发电机的定子中的功率绕组直接与电网相连,控制绕组通过变频器与电网相连。图中P*和Q*分别为有功功率和无功功率的给定值;功率控制器根据功率给定与反馈值及频率检测信号按一定的控制规则输出频率和电流的控制信号。无刷双馈发电机的转子的转速随风速的变化而变化,以保证系统运行在最佳工况下,提高风能转化的效率。当发电机的转速变化时,由变频器来改变控制绕组的频率,以使发电机的输出频率与电网一致。
试分析大功率点跟踪控制(MPPT)的控制算法中扰动观察法的寻优过程,画出其控制流程。
答:根据光伏阵列工作时不间断地检测电压扰动量,即根据输出电压的脉动增量(±△U)的输出规律,测得阵列当前的输出功率Pd,而被储存的前一时刻输出功率被记忆为Pj,若Pd>Pj,则U=U+△U;若Pd<Pj,则U=U-△U。
试分析大功率点跟踪控制(MPPT)的控制算法中增量电导法的实现过程。
答:由光伏阵列的P-U曲线可知,当输出功率P为最大时,即Pmax处的斜率为零,可得,整理可得,即为光伏阵列达到最大功率点的条件,即当输出电压的变化率等于输出瞬态电导的负值时,光伏阵列即工作于最大功率点。增量电导法就是通过比较光伏阵列的电导增量和瞬间电导来改变控制信号,需要对光伏阵列的电压和电流进行采样。Un,In为检测到光伏阵列当前电压、电流值,Ub,Ib为上一控制周期的采样值。程序读进新值后先计算其与旧值之差,在判断电压差是否为零;若不为零,在判断式是否成立,若成立则表示功率曲线率为零,达到最大功率点;若电导变化量大于负电导值,则表示功率曲线斜率为正,Ur值将增加;反之Ur将减少。再来讨论电压差值为零的情况,这时可以暂不处理Ur,进行下一个周期的检测,直到检测到电压差值不为零。
下图(图5-4)所示为沼气内燃机发电系统的典型工艺流程,试分析此工艺流程。
答:构成沼气发电系统的主要设备有沼气发电机组、消化池粗气罐、供气泵、沼气锅炉、发电机和热回收装置。沼气经脱硫器由贮气罐供给燃气发电机组,从而驱动与沼气内燃机相连接的发电机而产生电力。沼气发电机组排出的冷却水和废气中的热量通过热回收装置进行回收后,作为沼气发生器的加温热源。从废水处理厂出来的污泥进入一次消化槽和二次消化槽,在消化槽中产生的沼气首先经脱硫器进入球形贮气罐,然后由此输送入沼气发电装置中。作为发电机组燃料的沼气中甲烷的含量必须高于50%,不必要进行二氧化碳的脱除,因为少量二氧化碳对发电机组有利,使其工作平稳,减少废气中有毒物的含量。从发电装置出来的废沼气进入热交换器中,将热量释放出来,用来加热进行厌氧发酵的污泥,从而提高沼气的发生率。
9、画出垃圾焚烧发电控制的系统框图,并分析其工作原理。
答:控制系统中的总协调控制器需要对垃圾焚烧全过程进行控制,包括控制方式的确定,并将逆变器控制的方式下达逆变控制器,将燃烧状态和要求下达燃烧控制器,起到整体的协调作用。逆变控制器采集公司电网的电压和相位等信号,并控制三相SPWM逆变器,实现同步并网,将发动机所发出的交变电能换成与电网同频率、同相位的交流电后,通过逆变匹配变压器输送到公共供电网络。而燃烧控制器采集相关的垃圾焚烧炉的温度、锅炉温度与压力、蒸汽轮机的转速及工作状态,并控制焚烧炉排的进给速度,保持焚烧系统的稳定。
下图(图6-4)所示为微型燃气发电机组控制与电源变换系统的总体结构,试分析介绍其系统组成和工作原理。
答:系统主要由微型燃机、燃料增压泵、中频发电机、大功率变频电源、蓄电池、双向DC--AC变换器、三相输出隔离变压器、自动控制系统和人机监控操作界面等环节构成。
原理:在开机启动阶段,先断开断路器K2、 使用户负载与逆变电源变压器一次侧隔离,闭合断路器K1,将100kw三相DC--AC变换器的输出和发动机相连,利用DC--AC变换器将蓄电池的直流电逆变成三相中频交流电启动中频发电机,此时发动机工作在电动状态,驱动微型燃机涡轮起动;100kw的三相主AC--DC变换器采用晶闸管可控整流模式,起动时控制系统将晶闸管触发延迟角a推到1800 ,使晶闸管处于截止状态,100kw三相AC--DC变换器停止变换,蓄电池通过双向DC--AC变换器向100kw三相DC--AC变换器提供直流电源,由变换器把直流电逆变为0~500Hz、400V的交流电,驱动发动机工作于电动运行模式,带动微型燃机软起动。起动结束后K1断开,发动机从电动状态变为发电状态,输出500~1200Hz、400~900V的三相中频交流电至100kw三相DC--AC变换器;经AC--DC变换器可控整流为幅值恒定的直流电源,再经电容滤波后,由100kw三相主DC--AC变换器将直流电压逆变换为50Hz、400V的工频电源;待完成起动系统稳定工作后,K2闭合,主DC--AC逆变器通过三相隔离变压器将50Hz、400V的工频电能提供给用户负载或并入公共电网;此后,双向DC--AC变换器从直流母线获取电能向蓄电池充电,蓄电池由放电转为充电蓄能状态,为下次起动储备能量。
试分析潮汐能发电原理(图8-1)。
答:潮汐发电是利用潮差来推动水轮机转动,再由水轮机带动发动机发电。潮汐发电必须选择有利的海岸地形,修建潮汐水库,涨潮时蓄水,落潮时利用其势能发电。
阐述电力系统中无功补偿的作用及常用方法。
答:作用:1) 减少电力损失 一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况,其电力损耗约2%~3%左右,使用无功功率补偿后提高了功率因数,总电流降低,可降低供电端与用电端的电力损失。(2) 改善供电品质 提高功率因数,减少负载总电流及电压降,提高供电设备容量的利用率。
(3) 延长设备寿命 改善功率因数后线路总电流减少,使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低,因此可以降低温升增加寿命。
方法:低压个别补偿:根据个别用电设备对无功功率的需要量将单台或多台低压无功补偿设备分散地与用电设备并接,它与用电设备共用一套断路器;低压集中补偿:是指将低压无功补偿设备通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功负载而直接控制无功补偿设备的投切;高压集中补偿:是指无功补偿设备直接装在变电所6~10kv高压母线上的补偿方式。
(2)在核能发电的过程中,核能先转化为水的内能,产生高温高压的蒸气,再推动汽轮机做功,将内能转化为机械能,汽轮机带动发电机,将机械能转化为电能;
故答案为:不可;内能;机械;电.
1、一次能源:在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。
2、二次能源:由一次能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。
3、可再生能源:凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源,风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源。
4、不可再生能源:不能够不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源,煤炭、石油、天然气、核能等属于非再生能源。
扩展资料能量转化
各种能源形式可以互相转化,在一次能源中,风、水、洋流和波浪等是以机械能(动能和位能)的形式提供的,可以利用各种风力机械(如风力机)和水力机械(如水轮机)转换为动力或电力。
煤、石油和天然气等常规能源一般是通过燃烧将燃烧化学能转化为热能。热能可以直接利用,但大量的是将热能通过各种类型的热力机械(如内燃机、汽轮机和燃气轮机等)转换为动力,带动各类机械和交通运输工具工作;或是带动发电机送出电力,满足人们生活和工农业生产的需要。发电和交通运输需要的能源占能量总消费量的很大比例。
据预测,20世纪末仅发电一项的能源需要量将大于一次能源开发量的40%。一次能源中转化为电力部分的比例越大,表明电气化程度越高,生产力越先进,生活水平越高。
参考资料来源:百度百科-能源 (向自然界提供能量转化的物质)