低温差发电的原理与应用
1 温差发电的基本原理
温差电效应是德国科学家塞贝克于1821年首先发现的，人们称之为塞贝克(Seebeck)效应，即两种不同的金属构成闭合回路，当两个接头存在温差时，回路中将产生电流，这一效应为温差发电技术奠定了基础。
如图1所示，A、B两种不同导体构成的回路，如果两个结点所处的温度不同
(T
1和T
2
不等)，回路中就会有电动势存在，这便是温差发电技术的理论基础。
当结点间的温度差在一定范围内，存在如下关系：
式中：--回路产生的电势；--所用两种导体材料的相对塞贝克系数。
用于低温(3000C以下)的Bi
2Te
3
及其固溶体合金，应该保证室温(300K)下的
热电材料的ZT>3。热电转换材料领域现已取得重要的进展，包括绝缘层和导电层交叉分层、特定层的电荷与自旋态的优化设计和结构钠米化等，现在已经把热电材料的ZT提高到接近3。
自1821年Seebeck发现塞贝克效应以来，国外对温差发电进行了大量的研究，1947年，第一台温差发电器问世，效率仅为 1.5％。1953年，Loffe院士研究小组成功研制出利用煤油灯、拖拉机热量作热源的温差发电装置，在用电困难地区作小功率电源之用。到2O世纪60年代末，前苏联先后制造了1000多个放射性同位素温差发电器(RTG)，广泛用于卫星电源、灯塔和导航标识，其平均使用寿命超过10年，可稳定提供7～30V，80W的功率。美国也不甘落后，其开发的RTG输出功率为2.7～3o0W，最长工作时间已超3O年。1961年6月美国SNAP一3A能源系统投入使用，输出功率为2.7W，发电效率5.1％。1977年发射的木星、土星探测器上使用的RTG，输出功率已达到 155W。20世纪80年代初，美同又完成500～1000W军用温差发电机的研制，并于8O年代末正式进入部队装备。
近年来，对低品位热源的利用成为温差发电技术研究的大方向。Maneewan等利用置于屋顶的钢板吸收太阳能集热升温与环境之间的温差发电，带动轴流风机引导屋顶空气自然对流，从而给屋顶降温。Rida等将温差发电器热端与该国一
种做饭的火炉外壁连接，冷端置于空气中，利用炉壁高温与环境的温差来发电，输出功率达4.2W。Hasebe等利用夏日路面高温做热源，热交换管为集热器，采用19组温差电组件，在热管管内液体流速为0.7L/min时，输出功率3.6W。Ikoma 等在汽车发动机上安装72组SiGe材料温差发电模块，最大温差1230C，最大输出功率86.4W。Thacher等在美国能源部和纽约州能源研究开发权利机构资助下开发的汽车尾气余热发电系统，使用20组HZ-20温差电组件，热电材料为Bi-Te 基材料，汽车时速112km/h时，最大温差1740C，最大输出功率255W。2006年，BSST的科学家和BMW联合宣布，商用的汽车温差发电器将于2013年投入使用。Douglas等针对热源动态变化情况，设计出多模块交互回路温差发电器，在相同热源下，输出功率最大提高25％。
国内在温差发电方面的研究起步相对较晚，主要集中在理论和热电材料的制备等方面的研究。陈金灿课题组从2O世纪8O年代开始对温差发电器的基础理论进行研究，对温差发电器的性能进行优化分析，得到很多有意义的成果。屈健等研究了不可逆情况下发电器的输出功率和效率随外部条件的性能变化规律。李玉东等提出从火用的角度对低温差下发电器的工作性能进行分析。贾磊等提出低温及大温差工况下汤姆逊热对输出功率的影响不可忽略的观点。贾阳等建立温差发电器热电耦合分析模型，以数值计算的方法分析了热电材料物性参数及其变化对发电器工作特性的影响，得出结论，材料的导热系数、电阻率及塞贝克系数对发电器转换效率的影响均为非线性，其中导热系数的影响最明显。任德鹏等分析了温差发电器的热环境、回路中负载电阻等参数及温差电单体对的连接方式对发电器工作性能的影响，得出提高温差发电器热端加热热流或增加冷端的换热系数均能提高发电器的输出功率及热电转换效率的结论。苏景芳研究了系统与环境，系统与系统之间的热流关系，对系统的性能特性作出优化，建立温差发电器优化设计模型，同时以VB6.0(Microsoft Visual Basic6.0)语言作为开发工具，ActiveX 数据对象访问数据库，编写了温差发电器设计软件。钱卫强通过对低品位热源半导体小温差发电器性能的研究，总结了电动势、内阻及输出功率等参数随外电路、温度、发电组件几何尺寸等因素的变化规律，另外研究了串、并联情况下温差电组件的性能。李伟江从非平衡热力学角度出发，建立单层多电偶发电器在低温差下稳定T作的模型。研究温差发电器在内部结构和外部换热条件变化情况下的运行规律，与实验相结合，得出最佳匹配系数下，输出功率和发电效率均随最大温差近似呈线性变化，同时指出解决发电效率低的问题根本上依靠的是材料性能的改善。刚现东理论分析和实验研究相结合，通过模拟坦克排气筒附近区域制冷状况，由降温情况评估红外隐身效果，得出以坦克尾气余热为热源将温差电技术应用于坦克红外隐身完全可行的结论。
3温差发电技术的应用
3.1太阳能发电
太阳能是人类可直接利用的清洁能源之一。在寻找新能源的探索中，太阳能无疑是目前最好的选择。温差发电开辟了利用太阳能的一个新途径。太阳能温差发电技术是先通过集热器将太阳能转换为热能，再利用塞贝克效应(温差电效应)将热能转换为电能。传统的太阳能热发电方式都用发电机或蒸汽轮机作原动机，噪声很大，并普遍造成环境的变迁与污染。此外，这些带运动部件的系统都包含了一定的维护工作量和必须的运行维护费用，只有在发电容量较大的场合才能获得良好的技术指标。无运动部件、无噪声且不需要维护的温差发电技术则能够大
大简化太阳能发电系统的结构，并可以根据负荷灵活调整温差发电模块的数量，满足对中、小发电量的要求。2004年泰国学者研究了一种太阳能温差发电屋顶的结构，他在屋顶设置了热电转换器件，利用铜板吸收太阳能辐射热使热电转换器件的热端温度升高，与环境之间形成温差，进行发电。近年，武汉理工大学张清杰教授同日本科学家新野正之合，提出了将基于高效热电材料的太阳能热电转换技术与基于光伏电池材料的太阳能光电转换技术进行集成复合的太阳能热电光电复合发电技术的新的科学构想，得到我国NSFC和日本JST重大国际合作研究项目的支持，研制出了具有中日双方各50％知识产权的国际上第一台太阳能热电光电复合发电的实验系统并试验成功，开辟了太阳能全光谱 (200～3000nm)直接高效发电技术的新途径。
3.2工业余热发电
随工业化进程的加快，各种制造业和加工业生产过程中产生的废气和废液成倍增加，其中的余热相当可观，工业余热的合理利用是解决能源短缺问题的一个重要方面。利用温差发电技术进行工业余热发电，可降低成本提高能源的利用率，具有可观的经济效益和环境效应。
2006年我国工业耗能175136.6万吨标准煤，工业生产能源利用效率的提高对国家整体能源利用效率的提高具有决定性的作用。而其中，工业余热的回收利用是提高工业能源利用效率的重要途径。有统计数据表明，一个年产钢铁500万吨的钢铁企业仅烧结及饱和蒸汽两项余热发电，即可全年发电2.8亿度，可直接为企业减少生产成本1亿多元。应用温差发电技术回收利用工业余热能量，无能源成本投入，一次性成本为系统设备制造与安装成本。因为，温差发电技术无工作介质、无运动部件，系统运行成本将十分低廉。当前，温差发电器件在实验室条件下的热电转换效率达到14％以上，按照50％的转换因数计算，实际余
热回收系统的热电效率可以达到7％以上。按照40％的余热资源率计算，2006年温差发电技术可为工业部门节省能源4900万吨标准煤。利用温差发电技术进行工业余热发电，可以提高能源利用率，降低成本，带来巨大的经济效益；同时能够减少污染物排放，改善环境。
3.3汽车废热利用
随着我国汽车工业的发展，车辆消耗的能源与日俱增，汽车的节能也越来越受关注。然而，以现有的内燃机指标评估，燃油中60％左右的能量没有得到有效利用，绝大部分以余热的形式排放到大气中，回收这些能量进行循环利用作为一种最直接的节能方式越来越被大家所重视。因此利用温差发电技术，回收汽车尾气余热发电是一个很好的节能途径，具有独特的优势和良好的应用前景。近年来，车用发动机余热温差发电技术发展很快，转换规模在数十瓦至上千瓦之间在国外，GM、BMW、Nissan和Delphi等汽车业巨头也都在作这方面的研究，他们使用价格昂贵的高温热电材料提升热电转换效率。BMW以高温热电材料覆盖发动机外壁直接从发动机机体回收热量，能够回收十几千瓦的能量。据介绍，高效回收的电能将会超出一辆汽车所需要的正常用电。多出来的这部分可以储存作为汽车辅助动力从而形成混合动力区驱动车辆，而这也是余热回收发电技术的最终目的。
3.4其他分散热源
海洋温差能，地热能等自然热都是自然赋予人类取之不尽的绿色能源，温差发电技术能够直接将上述的新能源转化为电能。此外，利用人体与环境的温差，或者利用人沐浴后浴缸中剩余水的余热，也可以进行温差发电，提供个人电器的
能量消耗。
4温差发电技术存在的问题及解决方法
目前，温差发电的效率一般为5％～7％，远低于火力发电的40％。最主要的原因是热电材料性能不理想，另一方面是发电器的匹配问题。
4.1发电效率低及提高效率的途径
温差电材料的Seebeck系数、电导率、热导率不是彼此独立的，它们都是载流子密度的函数。材料的Seebeck系数和电阻率均随载流子密度的增大而减小；热导率包括品格热导率和电子热导率两部分，而电子热导率又通过Wiedemann-Franz定理与电导率相关联。可见，减小材料的品格热导率是提高材料热电性能的最有效的途径。根据这一原则，目前提高温差发电效率的主要途径如下。
（1）设计“电子晶体一声子玻璃”输运特性的温差电材料。所谓“电子晶体一声子玻璃”是指使材料同时具有晶体和玻璃二者的特点，即导电性能方面像典型的晶体，有较高的电导率，热传导性能方面如同玻璃，有很小的热导率。根据这一指导思想，Slack等提出设计一种化合物半导体，在这种化合物中，一个原子或分子以弱束缚状态存在于由原子构成的笼状超大型空隙中，这种原子或分子在空隙中能产生一种局域化程度很大的非简谐振动，被称为振颤子，这种振颤子有降低材料热导率的作用。在特定温度区间内，材料热导率可以通过调价振颤子的浓度、质量百分比及其振颤频率等参数进行控制。填充方钴矿化合物是这类材料的典型代表。
（2）氧化物温差电材料。氧化物热电材料的最大特点是可以在氧化气氛里、高温下长期工作，其大多无毒性，无环境污染等问题，且制备简单；制样是在空气中直接烧结即可，无需抽真空等，因而得到人们的普遍关注。自1997年日本
早稻田大学的Terasaki发现NaCo
2O
4
具有反常的热电性能以来，人们就开始了对
3d过渡金属氧化物热电性能的研究。目前研究发现，层状结构的过渡金属氧化
物NaCo
2O
4
是一种很有前途的热电材料，它具有高的电导率、低的热导率，同时
还具有很高的热电动势。但温度超过1073K时，由于Na的挥发限制了该材料的应用。这加速了其它层状结构的过渡金属氧化物作为热电材料的研究。例如，具有简单立方结构的三维过渡金属氧化物NiO也可作为很好的热电材料，掺杂Na
和Li的NiO在 1260K的高温具有很高的热电性能。在Ca
2Co
2
O
5
。氧化物中通过
掺杂Bi而取代一部分Ca，即形成Ca
2-X Bi
X
Co
2
O
5
型氧化物，发现在7000C时其热电
性能显著优于NaCo
2O
4
材料。
（3）功能梯度材料。在大温差范围内，只有沿温度梯度方向选用具有不同最佳工作温度的温差电材料，使之各自工作于具有最大热电优值的温度附近，才能有效地提高其温差发电效率。按照这种设想设计的材料称为功能梯度材料。功能梯度温差电材料有两种：一种是载流子浓度梯度温差电材料，另一种是分段复合梯度温差电材料。由于功能梯度材料能优化温差电材料性能，可大大提高温差电器件的换能效率，因此，美国、日本等国对此进行了大量的研究。日本在载流子浓度梯度温差电材料的研究方面做了较多工作，而美国目前在分段复合梯度温差电材料的研究处于领先地位。
（4）形成所谓“重费米半导体”。Slack认为U
3Pt
3
Sb
4
将是一种很有前途的
温差电材料，它与同类结构Ce
3Pt
3
Bi
4
代表一种所谓重费米半导体，之所以称为
“重费米半导体”是因为这类材料载流子的有效质量仿佛比普通半导体载流子的
有效质量大许多倍。因为非常大的载流子质量，它们具有非常大的Seebeck系数，同时具有较强的声子散射效应。它们能隙的形成与镧系和锕系元素f轨道电子状
态相联系，这类材料包括Ce
1-X La
X
Li
2
，Ce
1-X
La
X
Ln
3
和CeLnCu
2
等
（5）准晶材料。准晶材料具有五重对称性，这是晶体和非晶体都不允许存在的特性，它的费米表面具有大量的小缺口，可利用温度变化或缺陷破坏这些小缺口，进而改变费米表面的形状，从而提高材料的Seebeck系数。此外，准晶材料还具有一些优良的物理性能，如耐腐蚀，抗氧化，高硬度，较强的热稳定性和很好的发光特性等。准晶材料可望发展成一类很有前途的新型温差电材料。
（6）填充式导电聚合物复合材料。导电聚合物复合材料具有价格低廉、重量轻和柔韧性好等优点。利用导电聚合物的低热导率和填充式方钻矿的高电导率和Seebeck系数来制备高性能的温差电材料，将有机和无机材料复合起来，可以得到能带结构更加复杂的复合材料，而复杂的能带结构正是高性能温差电半导体材料的必要条件。尽管填充式方钻矿材料的热导率较低，但与半导体聚合物材料相比仍然较大。二者复合时，材料总的热导率不但因有机物的存在而降低，而且由于大量的有机一无机界面的存在使声子反射的机会增加，热导率会进一步降低。
4.2匹配问题
温差发电器的输出功率和发电效率与高温端温度(T
h )，低温端温度 (T
c
)，温
差发电回路电流 (I)，负载电阻(R)，发电器内阻(r)等因素密切相关。在不同条件下，温差发电器的性能差别较大。屈健等应用有限时间热力学理论对半导体温差发电器的工作性能进行了分析，得到温差发电存在最佳参数工作区的结论。潘玉灼等采用非平衡态热力学优化控制理论分析温差电模型，数值模拟结果表明：最匹配参数工作条件下输出功率和发电效率可分别提高39％和20％。
发电器热设计也是影响发电效率的重要因素。为了保持较高的温差，往往在发电器低温端增加散热装置，以使热量及较高的温差，往往在发电器低温端增加散热装置，以使热量及时散失。Chein研究指出当器件热阻大于散热器最大热阻时，散热器将不能够散走器件产生的热量，因此与温差发电器匹配的冷端散热方式也是影响发电器性能的重要因素。目前主要的散热方式有：风冷、液冷和相变散热。风冷又分为自然风冷和强制风冷。自然风冷换热器是一定形状的翅片散热器。热阻大小与翅片密度、散热器面积直接相关。目前温差发电器中应用较多的是强制风冷，散热器(如热沉)与风扇结合，低温端热量传导到更大面积的翅片上，借助强制散热将热量散失到空气中。热阻取决于风速，风速越大，热阻越小。强制风冷可有效地提高散热器的对流换热系数，减小散热面积，而且结构简单，易于实现，因而应用广泛。因液体的单位热容较气体大，因而液冷比风冷有更好的冷却效果，研究表明液冷换热系数比自然风冷散热大 100～1000倍，热阻大小主要与液体的流速有关，流速越大，热阻越低。目前应用的液体散热方式主要有液体喷射冷却、微通道液体冷却和宏观水冷管路冷却。相变散热是利用相变材料相态变化时吸收热量来散热。这种散热方式适用于间歇式工作场合，目前研究最多的是带相变热虹吸管散热。Esarte的研究结果表明带相变热虹吸管可明显提高热流在传热面的均匀性，减小热阻，散热较好。
5温差发电技术的展望
温差电器件取代传统热机，在很大程度上依赖于更高优值系数的热电材料的研究和开发。低维化、梯度化或元素掺杂等方式都能有效提高热电材料优值，是
目前热电材料的研究方向。目前，利用声子散射机制进一步降低晶格热导率是人们感兴趣的一个研究领域。除了合金散射、晶界散射外，近来又有人提出了声子的散射机构，包括了微杂质团和非离化杂质散射。随着半导体材料制备技术的不断创新，利用诸如分子束外延、金属有机物气体外延等手段，不仅可以灵活地设计和制作各种新型结构的材料，而且促进了对非均匀材料和异质结构的物理特性的认识。这些进展也促使温差电材料的研究由传统的均匀块晶材料向非均匀异质结构延伸。初步的理论研究表明，采用诸如超晶格量子阱或者晶界势垒等，都有可能使材料的功率因子得到提高。
从市场前景来看，温差发电技术有以下几大发展优势：
（1）节能效果明显。从汽车废热利用中估算，尾气和散热方面的能耗量占燃油总能量的70％左右，国外主要生产厂家生产的热电此材料转化效率大约为7％，可以从中回收的能量大约占整个燃油能量的5％，将这一部分能量作用于汽车行驶，可使汽车的燃油经济性提升20％。Nissan公司研制出了温差发电器，当汽车以60km/h的速度爬坡时，发电器可转换废气中11％的热量，如果在未来热电材料能有所突破，将会是未来混合动力汽车供电系统的最佳选择。
（2）相对成本低。由于热电材料的实际应用技术还在研究阶段，价位相对较高，单个热电模块需要100到250元。如果以后这种温差发电器进入全面产业化阶段，成本会进一步降低。这对于现有的各种新能源动力汽车动辄数百万的成本或者是太阳能热发电及工业余热发电中的汽轮机等运动部件的成本来说是微不足道的。
（3）体积小、结构简单。热电模块每片大约2-4mm厚，面积为16-30cm2，因此温差发电器所占据的体积也是有限的。整个装置只需将这些模块串、并联在一起并用夹紧机构固定在排气管或集热板外侧即可，安装方便，这些优势都有助于低品位能量利用的普及推广。
低沸点工质的有机朗肯循环纯低温余热发电技术 作者：来源：更新日期：2007-3-19 引言 我国水泥厂的余热发电，先后经历高温余热发电、带补燃炉的中低温余热发电和纯低温余热发电3个阶段。纯低温余热发电与带补燃的中低温余热发电相比，具有投资省、生产过程中不增加粉尘、废渣、N0。和S0。等废弃物排放的优点。 本文介绍以色列奥玛特(0RMAT)公司利用低温热源的有机朗肯循环(0rga nic Rankine Cyck，简称()RC)纯低温余热发电技术。该技术有别于常规技术，其特点是：不是用水作为工质，而是使用低沸点的有机物作为工质来吸收废气余热，汽化，进入汽轮机膨胀做功。 1.低沸点的有机物 在一个大气压下，水的沸点足100℃，而一些有机物的沸点却低于水的沸点，见表l。 有机物的沸点与压力之间存在着对应关系，以氯乙烷为例，见表2。水的沸点与压力之间对应关系见表3。
由表2和表3可见，氯乙烷的沸点比水低，蒸气压力很高。根据低沸点有机工质的这种特点，就可以利用低温热源来加热低沸点工质，使它产生具有较高压力的蒸气来推动汽轮机做功。 2ORC纯低温余热发电在地热发电方面的应用 0RC纯低温余热发电技术在我国地热发电方面已得到初步应用，我国目前已经勘测发现的地热田均属热水型热储。热水型资源发电采用的热力系统主要有两种，即扩容(闪蒸)系统和双工质循环系统。西藏羊八井地热电站，热水温度145℃，采用二次扩容热力系统，汽轮机(青岛汽轮机厂设计制造D3一1．7／0．5型地热汽轮机发电机组)单机容量3000W，3000W／m in，一次进汽压力182kPa，温度115℃，二次进汽压力54kPa，温度81℃，额定排汽压力为10kPa。双工质循环系统中，地热水流经热交换器，把地热能传递给另一种低沸点丁质，使之蒸发产生蒸气，组成低沸点工质朗肯循环发电。双工质循环机组，其热效率高，结构紧凑。我国的小型双工质循环系统地热电站——辽宁营口熊岳试验电站的装机容量2×J00KW，利
▲1-3 风能具有哪些特点？ （1）风能蕴藏量大、分布广。（2）风能是可再生能源。（3）风能利用基本没有对环境的直接污染和影响。(4)风能的能量密度低。（5）不同地区风能差异大。（6）风能具有不稳定性。 ▲1- 风力发电技术的发展状况 当前风电技术和设备的发展主要呈现大型化、变速运行、变桨距、无齿轮箱等特点。 (1)水平轴风电机组技术成为主流。（2）风电机组单机容量持续增大。（3）变桨距技术得到普遍应用。（4）变速恒频技术得到快速推广。（5）直驱式、全功率变流技术得到迅速发展。（6）大型风电机组关键部件的性能日益提高。（7）智能化控制技术广泛应用。（8）叶片技术不断进步。（9）适应恶劣气候环境的风电机组得到重视。（10）低电压穿越技术得到应用。 （11）海上风电技术成为重要发展方向。（12）标准与规范逐步完善。 ▲2-8 为什么国际上通行的计算平均的时间间隔都取在10min至2h范围？ 由范德豪芬的平均风速功率谱曲线可知，在10min至2h范围的平均风速功率谱低而平坦，平均风速基本上是稳定值，可以忽略湍流的影响。 ▲2-9 什么是风速廓线？ 在大气边界层中，由于空气运动受地面植被、建筑物等得影响，风速随距地面的高度增加而发生明显的变化，这种变化规律成为风剪切或风速廓线。▲2-11 什么是风向玫瑰图？ 风向玫瑰图常用来表示某一风向一年或一个月出现的频率。 ▲2-15 风在静止叶片上的空气动力是如何形成的？ 由于叶片上方和下方的气流速度不同（上方速度大于下方速度），因此叶片上、下方所受的压力也不同（下方压力大于上方压力），总得合力F即为叶片在流动空气所受到的空气动力。 ▲2- 风的测量设备？ 风向：风向标、光电管、码盘。风速：皮托管、热线风速仪、风杯、螺旋叶片。 ▲2- 风能资源评估及风电场选址 评估参数：平均风速、主要风向分布、风功率密度、年风能可利用小时。宏观选址：（1）风能质量好（2）风向基本稳定（3）风速变化小（4）尽量避开灾难性天气频发地区（5）发电机组高度范围内风速的垂直变化小。（6）地形条件好。（7）地址情况能满足塔架基础、房屋建筑施工的要求，远离强地震带等。（8）对环境的不利影响小。（9）尽可能接近电网并考虑并网可能产生的影响。（10）交通方便。微观选址：（1）考虑地形的影响（2）考虑机组的排列方式。 ▲4-7 什么是并网风力发电机变速恒频运行方式？哪些类型的发电机？ 在不同风速下，为了实现最大风能捕获，提高风电机组的效率，发电机的转速必须随着风速的变化不断进行调整，处于变速欲行状态，其发出的频率需通过一定的恒频控制技术来满足电网要求。双馈异步交流发电机，永磁低速交流发电机 ▲4-8 双馈异步发电机的基本工作原理。 (公式)n2为转自中通入频率为f2的三项对称交流励磁电流后所产生的旋转磁场相对于转自本身的旋转速度（r\min），改变f2,即可改变n2。设n1为对应于电网频率50Hz时发电机的同步转速，而n为发电机转自本身的旋转速度，只要n+n2=n1，则定子绕组感应出的电动势的频率将始终维持为电网频率f1不变。由转差率公式s=。。。可得f2=sf1。所以只要在转子的三相对称绕组中通入转差频率的电流，双馈异步发电机可实现变速恒频运行的目的。 双馈型异步发电机实行交流励磁，励磁电流的可调量为其幅值、频率和相位。调节频率，可保证发电机转速变化时发出电能频率的稳定；调节幅值，可调节发出的无功功率；改变转子励磁电流的相位，调节了发电机的功率角。在一定工况下，转子也向电网馈送能量。 ▲4-9 叙述双馈异步发电机的功率流向。 （1）亚同步状态当n 气动电磁阀工作原理 “十五”期间全国新发现大型矿产地529处 国土资源部最新统计表明，“十五”期间，全国新发现和评价的大型规模及大型规模以上的矿产地共529处，其中，达到特大型规模的矿产地145处。 在529处大型及以上矿产地中，属于国家重点矿种的有358处，占总数的67．67％，涉及煤、铁、铜、铝、铅、锌、锰、镍、钨、锡、钾盐和金12个矿种。 此外,“十五”期间，我国找矿还呈现以下特点：529处大型矿产地涉及矿种51个，其中，煤炭占总数的46．31％；有色金属矿占总数的14．93％；黑色金属矿占总数的1．7％；贵金属矿占总数的8.13 铜阀门>>铜电磁阀>>黄铜丝口电磁阀 产品名 称： 黄铜丝口电磁阀 产品型 号： 2L 产品口 径： DN20-65 产品压 力： 1.6-6.4Mpa 产品材 质： 铸钢、不锈钢、合金钢等 产品概括：生产标准：国家标准GB、机械标准JB、化工标准HG、美标API、ANSI、德标DIN、日本JIS、JPI、英标BS生产。阀体材质：铜、铸铁、铸钢、碳钢、WCB、WC6、WC9、20#、25#、锻钢、A105、F11、F22、不锈钢、304、304L、316、316L、铬钼钢、低温钢、钛合金钢等。工作压力1.0Mpa-50.0Mpa。工作温度：-196℃-650℃。连接方式：内螺纹、外螺纹、法兰、焊接、对焊、承插焊、卡套、卡箍。驱动方式：手动、气动、液动、电动。 产品详细信息■型号规格说明 ■电磁阀技术参数 型号2W16 0-10 2W16 0-15 2W20 0-20 2W25 0-25 2W35 0-35 2W40 0-40 2W50 0-50 符号 使用液体空气、水、油、瓦斯 动作方式直动式 形式常闭式 流量孔径mm 1.6 20 25 35 40 50 CV值 4.8 7.6 12 24 29 48 接管口径3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/4" 1 1/2" 2" 使用流体黏滞度20CST以下 使用压力**kg/cm2 水0.5 空气0~7 油0~7 最大耐压力kg/cm2 10 工作温度-5~80 使用电压范围±10% 本体材质黄铜 油封材质NBR，EPDM或VITON ■电磁阀技术参数 型号2L170 -10 2L170 -15 2L170 -20 2L200 -25 2L300 -35 2L300 -40 符号 使用液体蒸汽、水、空气 动作方式引导式（先导式）形式常闭式流量孔径mm 17 25 30 50 CV值 4.8 12 20 接管口径3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/4" 1 1/2" 2使用流体黏滞度20CST以下 使用压力**kg/cm2 蒸汽、热空气、油0.5~15 蒸汽、热空气、 生产技术 Technology 屈松记1 ，齐俊华2 （1.登封嵩基集团水泥公司，登封 452476；2.河南省建材工业协会，郑州 450008） 我国水泥产能的超常发展，导致水泥企业经济效益下滑，吨水泥利润低微、甚至为负数，主业不赚钱；而纯低温余热电站已成为水泥企业新的经济增长点，成为“救命”、致富之宝。一个5 000t/d生产线的余热电站，一年可为企业带来2 000～3 000万元的经济利益。因此，建设好余热电站、管理好余热电站已成为企业的中心工作。 1 余热电站热力系统方案选择 提高水泥纯低温余热发电站的发电能力首先要做好余热电站热力系统的方案选择。余热电站的核心是热力循环系统，当前较为成功、成熟的热力循环方式主要有单压系统、闪蒸系统、双压系统等三种基本模式，以及由此而衍生的复合系统。 1.1 单压系统 单压系统是目前较普遍采用的热力系统。在该系统中，窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉生产相同或相近参数的主蒸汽，混合后进入汽轮机，主蒸汽在汽轮机内作功、在冷凝器凝结成水，经窑头锅炉加热后到热力除氧器除氧，由给水泵送入窑头余热锅炉加热，窑头余热锅炉生产的热水再为窑头余热锅炉蒸汽段和窑尾余热锅炉供水，从而形成一个完整的热力循环。单压系统的主要特点是汽轮机只设置一个高压蒸汽进汽口。 1.2 闪蒸补汽系统 闪蒸系统应用热力学上的闪蒸原理，根据废气余热品质的不同而生产一定压力的主蒸汽和热水，主蒸汽进入汽轮机高压进汽口；热水则在闪蒸容器里产生出低压的饱和蒸汽，然后补入补汽式汽轮机专门设计的低压进汽口；主蒸汽及低压饱和蒸汽在汽轮机内一起作功，拖动发电机发电，低压蒸汽发生器内的饱和水进入除氧器与冷凝水一起经除氧后再由给水泵供给锅炉。 1.3 双压补汽系统 双压系统是根据废气余热品位的不同，分别生产较高压力和较低压力的两路蒸汽。余热锅炉生产较高压力的蒸汽后，烟气温度降低，依据低温烟气的品位，再生产低压蒸汽。较高压力的蒸汽作为主蒸汽进入汽轮机主进汽口；较低压力的蒸汽进入汽轮机的低压进汽口，一起推动汽轮机作功、发电；作功后的乏汽在冷凝器凝结成水后、经凝结水泵加压到除氧器除氧，再进入热力循环。 上述三种技术没有本质的区别，共同的特点：都是利用在窑头熟料冷却机中部增设抽废气口或直接利用冷却机尾部废气出口的400℃以下废气及窑尾预热器排出的300℃～350℃的废气余热；最重要的特点是采用0.69MPa～1.27MPa-280℃～340℃低压低温主蒸汽。区别仅在于：窑头熟料冷却机在生产0.69MPa～1.27MPa-280℃～340℃低压低温蒸汽的同时或同时再生产0.1MPa～0.5MPa-饱和～160℃低压低温蒸汽、或同时再生产85℃～200℃的热水；汽轮机采用补汽式或不补汽式汽轮机；复合闪蒸补汽式适用于汽轮机房与冷却机距离较远的情况，而双压补汽式适用于汽轮机房与冷却机距离较近的情况。 上述三个方案各有优缺点。技术上：单压方案简单，运转可靠，但余热开发、利用不完全；闪蒸和双压系统具有能源梯级开发利用优势，比单压系统技术更为先进，较单压系统多发电在8%~10%左右。一个5 000t/d生产线的余热电站，吨熟料如超发电1kWh，全年可为企业带来80～100万元的利润，故双压方案等更为合理，发展较快。 1.4 双压热力系统 这是目前较为常用的方案，该方案充分利用余热资源，设置两台不同参数余热锅炉，采用补汽凝汽式汽轮机，提高汽轮机内效率，提高吨熟料发电量。工艺流程介绍如下。 （1）在窑头设置双压余热锅炉，承担公共加热和生成低压蒸汽，同时生成部分高压蒸汽；采用立式自然循环，膜式受热面，带有两个汽包；烟气管路自上而下通过锅炉，先后经过锅炉内部的高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、低压蒸发器和公共加热器；窑头余热锅炉前设置自然沉降除灰装置，锅炉传热管为螺旋翅片管。 （2）在窑尾设置生成高压蒸汽的窑尾余热锅炉，采 中图分类号：TQ172.625.9 文献标识码：B 文章编号：1671-8321（2015）06-0097-04 《可再生能源与可持续发展》作业题目：风力发电机原理 班级：08机制4班 姓名：毛羽西 学号：0822405 教师：李永国 2011年11 月 目录 1 风力发电机概述 (2) 2 水平轴涡轮发电机 (2) 2.1 水平轴涡轮机结构 (3) 2.2 水平轴涡轮机叶片 (4) 2.3 发电机 (5) 2.4 制动系统 (6) 3 风力发电前景展望 (7) 结论 (7) 参考文献： (7) 风力发电机原理 1 风力发电机概述 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。 风力发电机的基本工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，风轮轴带动发电机旋转发电。其中风能转化装置称为风力机。风力机的核心部分为叶轮的设计，随着空气动力学的飞速发展，叶轮设计已经取得了巨大的进步。[1] 2 水平轴涡轮发电机 正如其名字的含义，水平轴风力涡轮机的转轴是水平安装的，与地面平行。水平轴风力涡轮机需要使用偏航调整装置时刻根据风向进行调整。偏航系统通常包括电机和变速箱，用于缓慢左右移动整个转子。涡轮机的电子控制器读取风向标设备（机械或电子风向标）的位置，并调整转子位置以尽量捕获最大的风能。水平轴风力涡轮机使用塔架将涡轮机组件上升到最适合风速的高度（这样叶片便不会碰到地面），并且占用非常少的地面空间，因为几乎所有组件都在高达80米的空中。 动态压差平衡阀的工作原理及使用方法 发布时间：2010-5-27 编辑：wenjie 来源：直接进论坛 动态压差平衡阀，亦称自力式压差控制阀、差压控制器、压差平衡阀等，它是用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，从而使在工况变化时能保持压差基本不变，它的原理是在一定的流量范围内，可以有效地控制被控系统的压差恒定，即当系统的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，它能保证被控系统压差增大反之，当压差减小时，阀门自动开大，压差仍保持恒定。 动态压差平衡阀的工作原理： 该阀由阀体，阀盖，阀芯弹簧，控制导管，调压器组成，阀门安装在供热管路的回水管上，阀门上的工作腔通过控制管与供水管连接。消除外网压力波动引起的流量偏差，当供水压力P1增大，则供水压差P1-P3增大，感压膜带动阀芯下移关小阀口，使P2增大,从而维持P1-P2的恒定。当供水压力P1减小则感压膜带动阀芯上移，P2减小，使P1-P2恒定不变。无论管路中压力怎样变化，动态压差平衡阀均可维持施加于被控对象压差和流量恒定。 动态压差平衡阀的使用方法： 1、介质流动方向应与阀体箭头方向一致； 2、该阀应安装在回水管上，阀上接导压管，导压管的另一端与供水管连接，建议在导压管供水端安装1/2"球阀，以便启动消除堵塞功能； 3、在导压管前的供水管上应安装过滤网，避免水质太差造成该阀失去自动调节功能； 4、供水管和该阀前的回水管应分别装设压力表，便于调节控制压差; 5、如发现该系统流量过大或过小，可能的原因是管道元件安装时的杂物卡阻在阀塞上，可将1/2"球阀关闭3—5分钟，这时如果是较轻堵塞，即可自动消除，如还不能消除，则要拆开阀门[1]检查消除堵塞物； 6、控制压差调节方法：逆时针方向调节调压阀杆，观察压差。 高耗能行业中低温余热发电技术 朱亚东，徐 建，吕 进，于立军? （上海交通大学，上海 200240） 摘要：诸如钢铁、石油、化工、机械等高能耗行业存在着巨大的中低温余热资源，目前这部分余热资源的利用相当少，因此充分利用这部分余热资源是高耗能行业节能减排的重要内容和主要手段之一。基于有机朗肯循环的发电系统以热为输入，输出为电能，将低品位热能逆向转化成高品位电能。针对中低温有机朗肯循环的特点，对若干工质的干湿性、热效率及适用条件进行了研究，对于中低温余热有机朗肯循环发电系统的四种结构（基本型、回热型、抽气回热型、再热型）进行了优化研究。 关键词：有机朗肯循环；高耗能行业；余热 Power Generation Technology Using Mid-Low Temperature Waste Heat for High Energy Consumption Industry ZHU YaDong，XU Jian，Lv Jin，YU LiJun （Shanghai JiaoTong University，Shanghai 200240，China） Abstract: There is a great deal of mid-low temperature waste heat in high energy consumption industry such as steel, petroleum, chemical, mechanical and so on. Currently, this part of waste heat is hardly used, so taking full use of this part of waste heat is an important part and one of the primary means of energy saving for high energy consumption industry. Generation system based on ORC(Organic Rankine Cycle) with heat input and power output, reverses low-grade heat into high-grade electricity. For the characteristics of mid-low temperature ORC, a number of working fluids' wet and dry performance are researched. Four structures of the mid-low temperature waste heat ORC power generation system (basic ORC, regenerative ORC, exhaust regenerative ORC and reheat ORC)are researched. Keywords：organic rankine cycle(ORC)；high energy consumption industry；waste heat 作者简介：于立军：男，1969年8月生，教授，博士生导师。主要从事多相流流动和余热利用方向研究工作。作为项目负责人，已经完成2项国家自然科学基金项目；作为项目负责人完成上海拜耳、上海庄臣、海螺水泥、上海安靠等30多个工业企业的节能评估工作，积累了丰富的现场经验；作为主要科研人员，顺利完成上海市科委、日本中央电力研究以及松下公司所等多项科研任务，主要负责余热发电系统开发、发电系统数学建模、仿真等工作。近年来，在余热利用及两相流动等研究领域发表学术论文30篇。其中，有15篇论文被SCI收录，SCI 论文他引超过85次，有14篇论文被EI收录，获中国国家发明专利16项。E-mail：ljyu@https://www.doczj.com/doc/e35122192.html, 风力发电机的工作原理 风力发电机原理 是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。 通常人们认为，风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的。目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。 使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进，以前只是在少数边远地区使用，风力发电机接一个15W的灯泡直接用电，一明一暗并会经常损坏灯泡。而现在由于技术进步，采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市电。山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯；高速公路可用它做夜晚的路标灯；山区的孩子可以在日光灯下晚自习；城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源。家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣。在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点。无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务，使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富。 压差平衡阀的作用原理是什么? 压差平衡阀，亦称自力式压差控制阀，是一种不需外来能源依靠被调介质自身压力变化进行自动调节的阀门，适用于分户计量或自动控制系统中。 压差平衡阀为双瓣结构，结构紧凑，用于供热（空调）水系列中，恒定被控制系统的压差，并有以下的特点： 1、恒定被控制系统压差； 2、支持被控系统内部自主调节； 3、吸收外网压差波动； 4、采用先进的无级调压结构，控制压差可调比可达25：1； 5、具备自动消除堵塞功能; 6、法兰尺寸符合GB4216.2中灰铸铁法兰尺寸。 压差平衡阀的使用方法： 1、介质流动方向应与阀体箭头方向一致； 2、压差平衡阀应安装在回水管上，阀上接导压管，导压管的另一端与供水管连接，建议在导压管供水端安装1/2"球阀，以便启动消除堵塞功能； 3、在导压管前的供水管上应安装过滤网，避免水质太差造成该阀失去自动调节功能； 4、供水管和该阀前的回水管应分别装设压力表，便于调节控制压差; 5、如发现该系统流量过大或过小，可能的原因是管道元件安装时 的杂物卡阻在阀塞上，可将1/2"球阀关闭3—5分钟，这时如果是较轻堵塞，即可自动消除，如还不能消除，则要拆开阀门检查消除堵塞物； 6、控制压差调节方法：逆时针方向调节调压阀杆，观察压差。 压差平衡阀选型说明： 按式KV=G/式中（G-M3/h），根据最大流量和可能的最小工作压差计算所需的最大KV值，应小于阀门的最大KV值；根据最小流量和可能的最大工作压差计算所需的最小KV值，应大于阀门的最小KV值，如G=3-10M/h，△P"最大=200KPa，△P"最小=20KPa，KV最大=10/=25，KV最小=3/=2.12，选择DN50即符合要求，建议尽量不变径选用阀门。 压差平衡阀的用途： 为何室内安装自控装置必须安装压差平衡阀原因如下： 1.如果不安装压差平衡阀，近端用户由于压差过大，当近端用户室内温度达到设置值时，由于感温包的膨胀推力是有限的使恒温阀无法关断，使近端用户室内温度超标。 2.如果不安装压差平衡阀，近端用户压差过大，远端用户压差小，外网压差不平衡，造成近端和远端用户室内温度产生时序，如果采用间接性供暖方式，由于时序过长造成远端用户还未达到用户需求时就到了供暖的间歇时间，使远端用户无法达到供暖要求，如变频变流量调节时由于时序过长远端用户还未达到用户需求时即到了热源循环水泵的转数调小的时候，使变频装置无法发挥应有的功效。 3.如果不安装压差平衡阀当各用户调节时会相互干扰，如果一个 风力发电机控制原理 本文综述了风力发电机组的电气控制。在介绍风力涡轮机特性的基础上介绍了双馈异步发电系统和永磁同步全馈发电系统，具体介绍了双馈异步发电系统的运行过程，最后简单介绍了风力发电系统的一些辅助控制系统。 关键词：风力涡轮机；双馈异步；永磁同步发电系统 概述： 经过20年的发展风力发电系统已经从基本单一的定桨距失速控制发展到全桨叶变距和变速恒频控制，目前主要的两种控制方式是：双馈异步变桨变速恒频控制方式和低速永磁同步变桨变速恒频控制方式。 在讲述风力发电控制系统之前，我们需要了解风力涡轮机输出功率与风速和转速的关系。 风力涡轮机特性： 1，风能利用系数Cp 风力涡轮从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系数Cp表示： P---风力涡轮实际获得的轴功率 r---空气密度 S---风轮的扫风面积 V---上游风速 根据贝兹（Betz）理论可以推得风力涡轮机的理论最大效率为：Cpmax=0.593。 2，叶尖速比l 为了表示风轮在不同风速中的状态，用叶片的叶尖圆周速度与风速之比来衡量，称为叶尖速比l。 n---风轮的转速 w---风轮叫角频率 R---风轮半径 V---上游风速 在桨叶倾角b固定为最小值条件下，输出功率P/Pn与涡轮机转速N/Nn的关系如图1所示。从图1中看，对应于每个风速的曲线，都有一个最大输出功率点，风速越高，最大值点对应得转速越高。如故能随风速变化改变转速，使得在所有风速下都工作于最大工作点，则发出电能最多，否则发电效能将降低。 涡轮机转速、输出功率还与桨叶倾角b有关，关系曲线见图2 。图中横坐标为桨叶尖速度比，纵坐标为输出功率系统Cp。在图2 中，每个倾角对应于一条Cp=f(l)曲线，倾角越大，曲线越靠左下方。每条曲线都有一个上升段和下降段，其中下降段是稳定工作段（若风速和倾角不变，受扰动后转速增加，l加大，Cp减小，涡轮机输出机械功率和转矩减小，转子减速，返回稳定点。）它是工作区段。在工作区段中，倾角越大，l和Cp越小。 3，变速发电的控制 变速发电不是根据风速信号控制功率和转速，而是根据转速信号控制，因为风速信号扰动大，而转速信号较平稳和准确（机组惯量大）。 三段控制要求： 低风速段Ｎ＜Ｎｎ，按输出功率最大功率要求进行变速控制。联接不同风速下涡轮机功率－转速曲线的最大值点，得到ＰＴＡＲＧＥＴ＝ｆ（ｎ）关系，把ＰＴＡＲＧＥＴ作为变频器的给定量，通过控制电机的输出力矩，使风力发电实际输出功率Ｐ＝ＰＴＡＲＧＥＴ。图３是风速变化时的调速过程示意图。设开始工作与Ａ２点，风速增大至Ｖ２后，由于惯性影响，转速还没来得及变化，工作点从Ａ２移至Ａ１，这时涡轮机产生的机械功率大于电机发出的电功率，机组加速，沿对应于Ｖ２的曲线向Ａ３移动，最后稳定于Ａ３点，风速减小至Ｖ３时的转速下降过程也类似，将沿Ｂ２－Ｂ１－Ｂ３轨迹运动。 中风速段为过渡区段，电机转速已达额定值Ｎ＝Ｎｎ，而功率尚未达到额定值Ｐ＜Ｐｎ。倾角控制器投入工作，风速增加时，控制器限制转速升，而功率则随着风速增加上升，直至Ｐ＝Ｐｎ。 高风速段为功率和转速均被限制区段Ｎ＝Ｎｎ／Ｐ＝Ｐｎ，风速增加时，转速靠倾角控制器限制，功率靠变频器限制（限制ＰＴＡＲＧＥＴ值）。 ４，双馈异步风力发电控制系统 双馈异步风力发电系统的示意见图４，绕线异步电动机的定子直接连接电网，转子经四象限ＩＧＢＴ电压型交－直－交变频器接电网。 转子电压和频率比例于电机转差率，随着转速变化而变化，变频器把转差频率的转差功率变为恒压、恒频（５０ＨＺ）的转差功率，送至电网。由图４可知： Ｐ＝ＰＳ－ＰＲ；ＰＲ＝ＳＰＳ；Ｐ＝（１－Ｓ）ＰＳ Ｐ是送至电网总功率；ＰＳ和ＰＲ分别是定子和转子功率 转速高于同步速时，转差率Ｓ＜０，转差功率流出转子，经变频器送至电网，电网收到的功率为定、转子功率之和，大于定子功率；转速低于同步转速食，Ｓ＞０，转差功率从电网， 第十一章纯低温余热发电系统 11.1 发电规模 发电规模按5000t/d熟料生产线配套设计。 水泥生产线的窑头、窑尾会排放大量的废气，通常仅利用废气的余热来烘干原料，利用率很低，其余大量废气的余热不仅没有得到利用，而且还要对废气进行喷水降温，浪费水和电能。因此，利用余热发电技术回收这部分废气的热能，可以使水泥生产企业提高能源利用效率，降低成本，提高产品市场竞争力，降低污染物排放量。 综合考虑水泥熟料生产线的工艺流程、场地布置、供配电结构、供水设施等因素，利用生产线窑头、窑尾余热资源，可建设一条装机容量为9000KW的纯低温余热电站。 11.2 设计原则 1）余热电站在正常运行时应不影响原水泥生产线的正常生产； 2）充分利用窑头、窑尾排放的废气余热； 3）采用工艺成熟、技术先进的余热发电技术和装备； 4）余热电站尽可能与水泥生产线共用水、电、机修等公用设施； 5）贯彻执行有关国家和拟建厂当地的环境保护、劳动安全、消防设计的规范。 11.3 设计条件 1）余热条件 从更合理的利用窑头余热考虑，窑头篦冷机需要进行改造，在篦冷机的中部增加一个废气出口，改造后的窑头废气参数为：240000Nm3/h，360℃。此部分废气余热全部用于发电。 窑尾经五级预热器出口的废气参数为：312500Nm3/h，320℃。此部分废气经利用后的温度应保持在220℃左右，用于生料粉磨烘干。 2）建设场地 本工程包括：窑头AQC锅炉、窑尾SP锅炉、汽机房、化学水处理车间、冷却塔及循环水泵房等车间。 各车间布置遵循以下原则：窑头AQC锅炉和沉降室布置在窑头 厂房旁边的空地上，窑尾SP锅炉布置在窑尾高温风机的上方，汽机房的布置靠近锅炉，化学水处理车间、冷却塔及循环水泵房尽量靠近汽机房。在布置有困难时可以适当调整，不能影响水泥生产线的布置。 AQC锅炉占地面积：14.2m×6.35m SP锅炉占地面积：22m×12m 汽机房占地面积：31m×20.4m 3）水源、给水排水 电站的用水有：软化水处理、锅炉给水、循环冷却水及其它生产系统消耗，消防用水，部分用水可循环使用。 11.4 电站工艺系统 1）余热电站流程 本方案拟采用纯低温余热发电技术，该技术不使用燃料来补燃，因此不对环境产生附加污染；是典型的资源综合利用工程。主蒸汽的压力和温度较低，运行的可靠性和安全性高，运行成本低，日常管理简单。 综合考虑目前水泥生产线窑头、窑尾的余热资源分布情况和水泥窑的运行状况，确定热力系统及装机方案如下： 系统主机包括两台余热锅炉、一套补汽式汽轮发电机组。 a．AQC余热锅炉：利用冷却机中部抽取的废气（中温端，～360℃），在生产线窑头设置AQC余热锅炉，余热锅炉分为高压蒸汽段、低压蒸汽段和热水段运行；高压蒸汽段生产 1.6MPa-350℃的过热蒸汽，进入蒸汽母管后通入汽轮发电机组，低压蒸汽段生产0.15MPa-140℃的过热蒸汽，热水段生产的140℃热水后，作为AQC 余热锅炉蒸汽段及SP余热锅炉的给水，出AQC锅炉废气温度降至110℃。 b．SP余热锅炉：在窑尾设置SP余热锅炉，仅设置蒸汽段，生产 1.6MPa-305℃的过热蒸汽，进入蒸汽母管后通入汽轮发电机组，出SP余热锅炉废气温度降到220℃，供生料粉磨烘干使用。 c．汽轮发电机组：上述余热锅炉生产的蒸汽共可发电7.9MW，因此配置9MW补汽式汽轮机组一套。 实验室房间压差控制系统： 直接压差显示 压差控制器持续地监测房间的实际压差值，并以直观的数字进行显示，以便实验室操作人员随时掌握室内压差的状态，提高了实验室周围环境的安全系数。 时刻监控压差状态 室内排风和房间补风及窗户、门开关等因素引起的房间压差的变动，通过精密传感器的监控在2 秒内将房间压差恢复设定值范围内，维持压差保持在最佳状态，防止了因气流变化导致的有毒气体的溢出。 安全报警 如果房间压差超出安全范围，声音及警灯将报警。 紧急处理 当门外未关状态时，系统将自动将房间补风调至设定的风量值，保证房间处于负压中，防止室内有害气体的溢出。 控制元气组件： 房间压差控制器 房间压差传感器 VAV变风量阀 门磁感应开关 控制电源 以上就是木人给大家的简单介绍，如果您还想了解其他更多内容可以拨打我们的热线电话，或者点击官网咨询我们，或者点击在线咨询我们。 深圳市木人实验室环境技术有限公司（原深圳市木人科技实业有限公司）创立于2004年，是一家专业从事于实验室前期建筑咨询，系统规划设计、施工、实验室家具设计制作的股份制有限公司。 作为改革开放之都的实验室建设行业的先行者，我们致力于引进国际上先进的实验室技术，并予以吸收国产化，先后推出了欧式，美式实验台，VAV变风量控制系统，实验室智能化系统，由此获得广大客户的认可。 我们: 改革开放的前沿-设计之都-深圳 十五年的实验室设计施工经验 装饰、暖通、结构、家具等各个专业的设计师团队 20年项目管理经验的建造师 10000平方的实验室家具设计制造中心 上千个工程案例（华为技术、富士康科技集团，中兴通讯，深圳大学，南昌大学，深圳市人民医院，完美集团，深圳市检察院等） 实验室建设行业正经历一场前所未有的变革，由手工化进入智能化时代，木人不会做变革的观众，木人的使命将使我们如催化剂一般积极参与变革！ 压差阀 目录 ZYC型自力式压差控制阀 低真空电磁压差充气阀DYC-Q 压差旁通平衡阀-800X压差旁通平衡阀 压差旁通平衡阀 压差旁通阀-800X压差旁通阀 无压差电磁阀-ZCT无压差电磁阀 电磁真空压差式充气阀DYC-JQ、GYC-JQ 自力式压差控制阀-ZYC自力式压差控制阀 自力式压差控制阀ZYC 自力式差压调节阀-ZZV自力式差压调节阀 自力式差压调节阀-ZZYW型自力式差压调节阀 ZYC型自力式压差控制阀 一、产品[自力式压差控制阀]的详细资料： 产品型号：ZYC型 产品名称：自力式压差控制阀 产品特点：ZYC型自力式压差控制阀，是一种利用介质自身的压力变化进行自我控制而保持流经该被控系统介质压差不变的阀门。适用于供暖方式采用双管系统的压差控制，保证系统基本不变，降低噪音，平衡阻力，消除热网和水力失调。 二、主要技术参数： 型号公称压力壳体实验压力 压差控制范围 定压差型可调压差型ZYC-16一H3T16MPa 2.4MPa10KPa、20KPa、30KPa10.30KPa 三、ZYC型自力式压差控制阀主要外型尺寸(法兰连接尺寸按GB4216规定)： DN mm 连接方式 L mm H(mm)流量 m3／h 适用介质介质温度 主要零 件材料定压差型可调压差型 15 螺纹1109514502-1 水0～100℃ 阀体、上盖和 下盖 为铸铁、阀芯 201101101500.3-1.5 2511513016505-2 为铜、膜片为尼龙强化橡胶、弹簧为不锈钢 32 法兰1301401901-440 20019034015-650 2152053552-865 2302403903-1280 2753005005-20100 29035055010-3012531038058015-45订货须知： 一、①ZYC 型自力式压差控制阀产品名称与型号②ZYC 型自力式压差控制阀口径③ZYC 型自力式压差控制阀是否带附件二、若已经由设计单位选定公司的ZYC 型自力式压差控制阀型号，请按ZYC 型自力式压差控制阀型号 三、当使用的场合非常重要或环境比较复杂时,请您尽量提供设计图纸和详细参数， 相关产品： WM341系列隔膜可调式减压阀 波纹管式减压阀 T44H/Y 型波纹管减压阀 YZ11X 直接作用薄膜式水用减压阀 直接作用薄膜式减压阀 内螺纹活塞式蒸汽减压阀 Y45H/Y 型手动双座蒸汽减压阀 Y945H/Y 型电动双座蒸汽减压阀 YB43X 固定比例式减压阀 比例式减压阀 高灵敏度蒸汽减压阀 低温余热发电系统设计方案 1. 需考虑的问题 低温余热发电系统的窑尾余热锅炉（SP炉）和篦冷机余热锅炉（AQC炉）串联于熟料生产线上，两锅炉阻力均小于1000Pa。设计时，必须考虑下列问题： (1)窑尾主排风机和窑头、窑尾电除尘器及其风机的能力是否适应增设窑尾余热锅炉和篦冷机余热锅炉的条件； (2) 原料磨的热风系统能否满足工艺要求； (3) 该两台锅炉系统的安装是否不破坏原生产厂房。 经对窑系统设计资料认真复核，确认增设两台锅炉系统后所涉及的上述设备能力可以满足要求，不须作任何改造；两台锅炉系统的布置可以不破坏原生产厂房；出窑尾锅炉废气被送至生料原系统作为烘干热源，经核算,只要控制出窑尾锅炉废气温度≥240℃～℃260就可满足入磨原料综合水份≤5%的烘干要求。 双压纯低温余热发电技术介绍 双压余热发电技术就是按照能量梯级利用的原理，在同一台余热锅炉中设置2个不同压力等级的汽水系统，分别进行汽水循环，产生高压和低压两种过热蒸汽；高压过热蒸汽作为主蒸汽、低压过热蒸汽作为补汽分别进入补汽凝汽式汽轮机，推动汽轮机做功发电，双压余热发电系统使能量得到合理利用，热回收效率高。 余热资源参数不同，余热锅炉的低压受热面与高压受热面有不同的布置方式。根据辽源金刚水泥厂窑头(AQC)和窑尾(SP)的余热特点和工艺要求，经过余热利用后，要使AQC余热锅炉排烟温度降到100℃左右。使窑尾SP余热锅炉排烟温度降低到220℃左右后进入原料磨烘干原料,其设置的双压余热发电系统简图如 图1。 双压余热发电系统与常规余热发电系统不同之处在于其窑头(AQC)余热锅炉增设了低压汽水系统，其汽轮机组在第四压力级之后增加了补汽口，并适当增大补汽口以后汽轮机通流部分面积。 采用双压系统的主要目的是为了提高系统循环效率。使低品位的热源充分利用，获得最大限度的发电功率，降低窑头(AQC)双压余热锅炉的排气温度；其次是双压系统的低压蒸汽是过热的，进入汽轮机后能保证汽轮机内的蒸汽最大湿度控制在14％以下，使汽轮机叶片工作在安全范围内，并提高机组的效率；同时低压蒸汽还可用于供热等其它需要热源的地方，提高运行灵活性。 双压余热发电系统简单灵活、成本低、热利用率高。由于在余热锅炉上增设了低压省煤器、低压蒸发器，并且增设了低压过热器，能够把更多的低温余热吸收利用，比单压系统多发电10%左右，并且必要时能够解列，维持单压系统正常运行。而对于能够增加发电量的闪蒸系统来说，需要增加闪蒸器、汽水分离器等设备；闪蒸器产生的是饱和蒸汽，在进入汽轮机做功后，易使汽轮机排汽干度不能满足汽轮机的要求。 1995年8月17日国家计委、原国家建材局与日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）签订了基本协议书，由中国安徽海螺集团宁国水泥厂与日本川崎重工株式会社实施。该项目1996年10月18日动工，199 5年2月8日并网发电一次成功。 水泥厂余热资源的特点是流量大、品位低。在宁国水泥厂4000t／d生产线上，预热器（PH）和冷却机（AQC）出口废气流量和温度分别为258550Nm3/h、340℃和306600Nm3/h、238℃，其中部分预热器废气用来烘干燃煤和原料。针对上述特点，热力系统采用减速式两点混气式汽轮机，利用参数较低的主蒸汽和闪蒸汽的饱和蒸汽发电；根据余热资源的工艺状况设置两台余热锅炉，保证能够充分利用余热资源；应用热水闪蒸技术，设置一台高压闪蒸器和一台低压闪蒸器，闪蒸出的饱和蒸汽混入汽轮机做功；对现有AQC 进行废气二次循环改造。由于PH出口废气还要用于烘干原料，因此未设省煤器，只设蒸发器和过热器。加强系统密封。系统采用先进的DCS集散控制系统进行操作控制，具有功能齐全、自动控制、操作简便等特点。 工艺流程图（见图） 此主题相关图片如下：气动电磁阀工作原理
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