异戊烷低温透平系统设计

摘要

能源是经济发展的动力，随着经济的发展，人类对能源的需求也越来越大，能源问题也日益突出。我国经济在飞速发展的同时，能源的需求也在飞速增长。据统计，2010年我国消耗的能源具世界第一位，首次超越了美国，成为世界最大能源消耗国。我国的GDP和美国还有很大的差距，而能源的消耗却已近超越了美国，说明我国的能源利用率很低，随着能源低效率的高消耗，由能源引起的环境问题也日益严重。我国也深刻认识到了问题的严重性，因此把节能减排列为了重大发展战略。因此，余热利用，开发新能源是解决未来日益严重化的能源问题的必要途径。
　　 本文基于有机朗肯循环下，结合柴油机尾气余热的特点，采用6S50MC-C8.1-TII柴油机作为研究对象，设计了柴油机尾气余热发电系统，并用MATLAB软件对系统的参数进行优化设计。综合海水温差与太阳能的特点，建立了基于异戊烷有机朗肯循环下的海水温差与太阳能综合透平系统。对总体参数以及各个部件进行了选择与设计。以海水温差与太阳能综合透平系统的参数，对异戊烷汽轮机进行了一维热力计算，叶栅和叶轮的三维设计，利用NUMECA软件进行CFD的定常与非定常模拟。并分析了异戊烷汽轮机的流场。
　　 通过分析得出以下结论：异戊烷作为有机朗肯循环的工质从综合性能上来说是比较合适的。柴油机尾气余热透平系统提高了能源的利用率，减少了环境的污染。海水温差与太阳能综合透平系统结合了海水温差与太阳能的优点，使得系统的效率达到了13.6％。异戊烷汽轮机中具有高膨胀比，高超音速的特点。