热能与动力工程文献翻译-热电厂发展的趋势(节选）_毕业论文.doc

外文翻译原文 外文翻译译文 热电厂发展的趋势 摘要 热电厂是人类环境的主要污染源，其燃烧的化石燃料能产生二氧化碳并释放到大气中。而正是这种气体产生温室效应造成全球变暖。对于这个问题根本的解决方法是通过节约能源减少燃料燃烧进而减少二氧化碳的排放。这种方法从经济上和生态上都是合理的，最理想的方法是完全禁止化石燃料的燃烧，如煤，石油产品以及其他自然界的有机物。本研究试图概括出热电厂减少能源消耗进而减少温室气体的排放的方法，其中一种是改变工作介质的热力学特性。如果我们能改变传统的工作介质的话，这种方法是可能的，如：水或者其他不同热力学特性的工作介质。本文详细介绍了几种技术来解决这一问题，如Kalina循环，水压永磁发电机共振来修饰水的特性，使水在热电厂热循环的沸点低于环境的沸点。 引言 人类文明和科学技术的发展史总是与能源消耗的增长密切联系。热能工程发展和电力产生的增多的直接结果是能源燃料的消耗的增多。消耗煤石油天然气来发电，同时消耗了大气中约1%的氧气，并产生二氧化硫氮氧化物和二氧化碳从而加重了温室效应。现在我们来看看2002年美国会计学会发布的资料。美国的发电厂从1972开始排放至2000年，排放了59%的二氧化硫，47%的氮氧化物，42%的二氧化碳，却只产生了总电力的42%。让我们通过简单的计算比较新旧热电厂气体排放从而估计他们的实际单位效能。首先我们要建立一个简单的逻辑：如果旧电厂产生42%的电量，那么新电厂产生了58%；如果旧电厂排放了59%的二氧化硫到大气中，则新电厂41%，其他气体以此类推。那么每产生1%的电力就会产生1.405%的二氧化硫及其他气体。下表列出了气体排放与电力产生比的表格。新电厂二氧化硫和氮氧化物排放少于旧电厂，更值得比较的是，二氧化碳这种产生热能的气体。因为含碳燃料氧化燃烧后都会生成二氧化碳。这说明了为什么过去30年内找不到减少二氧化碳排放的根本方法，而二氧化碳是造成地球温室效应和全球变暖主要原因。 1.通过改变工作介质热力学热性来提高热电厂的效率 效率就是热电厂产生的热能W比上燃料产生的总能量。因此，热电厂如用化石燃料做能源的电厂效率的提高可采用两种方式：1在不改变能源消耗的前提下提高电能和热能的产生，可以在热电厂安装燃气涡轮来继续利用排放气体的热量。2.在产生同样热量的情况下减少燃料消耗。另外一种方法是通过改变工作介质的热力学特性来提升效率。这种方法的理论分析在文章3中举出。这种方法的生态学和天然的局限在文章4中有表述。在本文中，我们只简要的叙述基调查和获得的结果。 改变传统工作介质的热力学特性 从现有技术来看，提高热电厂效率最简单的方式 是采用水压共振永磁发电机改变工作介质—水的热力学特性。这种方法的物理学本质是引发水的二级相变，这个过程的特性是在转变点水的所有特性发生改变。另外此过程中，汽化热和热容量可能会发生改变。实现这种方法技术上简单不需要重新设计热电厂，这意味着这种方法可用于任一热电厂，无论新旧。换句话说，这种方法可在最短时间内提高热电厂的生态指标，特别是减少二氧化碳的排放。这种方法要求选择合适的位置固定所需的装置，并精确的调整共振频率由此使汽化热或热容量降低。不幸的是，水的热容量降低时其汽化热升高而反之亦然。计算结果显示，通过使用这种方法，能提高热电厂10%的效率。这意味着能减少29%的燃料消耗，减少固体和气体废物29%的排放，减少废热排放52%。 采用复合工作介质 在九十年代初美国百万瓦级的发电站开始应用著名的A.Kalina循环来提升热电站的效率。这种循环使用化学物如氨，单乙基苯胺，二乙胺等的水溶液作为工作介质，如氨溶解于水后，形成的溶液热容量要低于纯水。同时每分子氨溶解于一升水要释放出8.28千卡的热量，这些热量恰好能使一千克14%的氨水加热到100摄氏度。因此，溶解过程释放的热量可以储存起来，而将一升水从30摄氏度加热至100摄氏度需要70千卡热量或者相当于燃烧0。01千克燃料的热量。对此循环的理解如下：在给水到达蒸汽发生器前加入氨。由于溶解过程释放的热量并降低溶解液的热容量，这样它被加热到沸腾就比纯水需要更少的燃料。然后蒸汽与氨气分开，分别凝结，在进入蒸汽发生器前重新混合到一起。在化学工业中，分离水与氨气的过程广泛应用于solve法生产苏打的生产流程中。使用Kilina循环电厂的成功证明了此法可以减少20%的能源消耗，提高10%的效率。对比MHD共振法循环法的缺点是在已使用Rankin循环建造的电厂不能应用此法。 替换传统的工作介质让我们来详细看一下采用环境中的热量来发电的技术，这种方法被认为最有希望的减少燃料消耗的方式。首先我们来回顾一下一些物理的和物理化学基本公理，这些是这种技术的基础。公理1，在理想状态下，所有气体1k摩尔的体积是22.414立方米。公理2，气