供暖工程毕业论文题目

一、选题的背景及研究的目的和意义 选题背景 我国是一个能源生产和消费大国，经济的快速发展导致能源需求的快速增长[1]。据国家统计局2014年2月22日发布的《中华人民共和国2013年国民经济和社会发展统计公报》，我国2013年全年能源消费总量亿吨标准煤，比上年增长。煤炭消费量增长;原油消费量增长;天然气消费量增长;电力消费量增长。这表明，我国己成为世界上煤炭一次性能源等消耗的国家，是世界上能源消耗的第二大国。因此，合理利用能源，节约能源，降低排放己经成为我国可持续发展的战略方针之一[2]。 目前，火电厂综合效率低下的原因之一就是将机组中做完功的乏汽排入凝结器后，其热量被循环水带走，然后通过冷却塔排入大气或随循环水排入江河，低温余热被大量浪费，造成非常大的冷源损失[3]，随低温水排放掉的乏热约占总损失的55 %一60 %[4]。我国能源利用率仅为33%，节能空间和潜力很大[5]。能源利用效率的低下，意味着我国经济和社会的快速发展必然以消耗大量的一次性能源作为代价，使得我国本就十分严峻的石化能源形势更加雪上加霜，也不符合可持续发展战略的要求，并且大量的能源消耗以及较低的能源利用效率，必将造成巨大的热排放与热污染，粉尘、硫氧化物和氮氧化物的排放会造成空气污染加剧，二氧化碳的排放会造成温室效应等。根据我国“十二五”发展规划，燃煤火电机组新开工容量估计为3亿kW ,2015年发电总装机容量将达到14. 36亿kW，其中火电装机容量将到达9. 33亿kW。在这些机组中，除了北方部分非常缺水的地区使用空冷，多数机组都是采用循环水冷却排汽。在燃煤火电机组装机容量增添的进程中，碳排放总量也会随之增添，二氧化硫等污染物的排放量也将有较大幅度的增添，如果能对循环水中热量加以利用，提高能源综合利用效率，必定会节省石化能源的使用量，做到环境、经济、能源等多赢的局面[6]。 由于正常情况下循环水的温度比较低(一般冬季20-35℃)，达不到直接供热的要求，要用其供热，必须想办法适当提高其温度。中小型凝汽式汽轮机可以通过降低排汽缸真空从而提高循环水温度(60-80℃)的方法进行供热，即低真空运行循环水供热，该技术在理论上可以实现很高的能源利用效率，国内外都有很多研究和成功运行的实例，技术已很成熟，特别在我国一些北方城市得到了广泛的应用与推广。但传统的低真空运行机组类似于热电厂中的背压机组，其通过的蒸汽量决定于用户热负荷的大小，所以发电功率受用户热负荷的制约，不能分别地独立进行调节，即其运行也是‘以热定电’，因而只适用于用户热负荷比较稳定的供热系统。另外，机组低真空运行须对机组结构进行相应的改造，仅适应于小型机组和少数中型机组，对现代大型机组则是完全不允许的。在具有中间再热式汽轮机组的大型热电联产系统中，凝汽压力过高会使机组的末级出口蒸汽温度过高，且蒸汽的容积流量过小，从而引起机组的强烈振动，危及运行安全。大型汽轮机组的循环冷却水进口温度一般要求不超过33℃(相应的出口温度在40℃左右)，如果供热温度在此范围之内，则机组结构不需作任何改动，且适应于任何容量和类型的机组。但目前适应于该温度范围的供热装置只有地板低温辐射采暖，因此其应用范围受到比较大的限制[7]。 提高电厂循环水温度用于供热的另一个方法是采用热泵技术，即以电厂循环冷却水 为低位热源、利用热泵技术提取其热量后向用户供热。电厂循环水与目前常用的热泵热源相比，具有热量巨大、温度适中而稳定、水质好、安全环保等优点，是一种优质的热泵热源。以电厂循环水作为热泵低位热源进行供热，可以方便灵活的实现供热量与用户需求之间的质”与量”的匹配，也不会对发电厂原热力系统产生较大影响[8]。利用热泵装置回收循环冷却水余热返回热力系统中用于加热凝结水，可以减少相应低压加热器的抽汽消耗量，从而增加电厂的发电量，降低电厂的发电煤耗值，提高电厂运行的经济性。因此电厂循环水水源热泵是回收利用电厂循环水余热进行供热的一种较理想方式。 研究目的和意义 为了利用电厂中产生的大量温度高于环境温度10度左右的低温循环冷却水，从提高系统热力学完善性出发，选用第一类吸收式热泵，分析其循环机理，在此基础上以300MW机组为例，进行热力计算，分析其经济性。 通过采用热泵技术，部分的利用冷却系统的工艺循环冷却水，提取冷却水的余热，降低冷却水的温度，实现对余热的回收利用，将余热能源转换为可有效利用的能源，节约工艺中蒸汽能源的消耗，在实现节能减排，保护环境的同时，为企业创造直接的经济效益[9]。 二、本选题研究领域国内外的研究动态及发展趋势 国外研究动态及发展趋势 欧美、日木在余热回收方面的研究己经有很长的历史，自1973年的能源危以来各国对能源问题都给予了高度重视。 1976 年，美国.(Battele Columber Labs)就提出概念并进行市场预测，确信利用吸收式热泵回收余热技术技术有实用价值[10]。美国费城郊区，面积为407亩的Crozer-Chester医疗中心有25栋大楼，安装了一套能源转换系统。此系统的一部分利用一台工业热泵将来自该医疗中心的空调机房的废热转移到洗衣房用的热水中，单独此一设施在十年内将节省超过50万美元[11]。美国宾夕法尼亚州Bell电话公司的一座电话转换中心利用热泵吸取来自270冷吨的空调系统的冷却装置所聚集的废热，在10年的分析周期内将每年节省27000万美元[12]。日本三洋公司1981年以来就已经为日本和世界各地建立了20多套2000- 5OOOkW规模的AHT装置，大多用于回收石化企业蒸馏塔顶有机蒸汽的热量[13]。至今为止，先期建立的装置己经成功运转十多年。他们利用溟化铿/水单级热泵回收工业废热，将锅炉给水由93℃升高到117℃，且己经成功应用于工业领域，其应用装置总数占世界一半以上[14]。 近年来，热泵的发展取得长足的进步。Vander Pal[15]等人研发了一种压缩/吸收混合式热泵机组，将低于100℃的工业废热进行提升，对混合式热泵建立模拟计算模型并进行实测验证，结果显示当压缩机位于蒸发器和吸附反应器之间时，其对机组能效的影响显著大于压缩机位于吸附反应器和冷凝器之间时，后者与纯粹热驱动机组相比能效几乎相同，充分证明了研究系统内各部件之间相互影响的重要性。Miyazaki[16]等人提出了一种双蒸发器吸收式制冷机，这一新型制冷机由2个蒸发器、1个冷凝器和3个吸收器组成，蒸发和吸收同时在2个不同的压力下进行，可以扩大浓缩和稀释过程中吸附质的浓度变化范围。实验结果表明在给定条件下双蒸发器吸收式机组的性能系数是普通机组的倍。Christian Keil[17] 等研究了吸收式热泵在低温集中供热系统中的应用。 国内研究动态及发展趋势 我国的余热回收发展较国外要晚一些，回收利用的余热主要是烟气的显热和生产过程中排放的可燃气，低温余热利用还处于起步阶段。而且我国在余热(特别是低品位的余热)回收方面，还主要是采用压缩式热泵的方式。在吸收式热泵应用方面还很落后。近几年来，有不少人对利用吸收式热泵技术回收余热进行了大量的研究。 大连三洋制冷有限公司的肖永勤[18]提出利用溴化锂吸收式热泵回收地热尾水余废热为油田作业区提供采暖水方案，用一台溴化锂吸收式热泵机组取代原3台蒸汽锅炉，投入使用2个采暖季后，节约燃气费用121万元，节能率达原系统能耗的46%。 东北电力大学的周振起[19]对用热泵装置回收循环冷却水余热再加热锅炉进风进行研究，可以减少辅助蒸汽用量，也可减少抽汽消耗量，从而提高电厂的热经济性。 华电电力科学研究院的周崇波[20]等人对已经投产的125MW等级火电厂以及300MW等级火电厂采用大型吸收式热泵回收循环水余热用于城市集中供热的余热回收利用系统进行性能测试，得出热网水回水温度升高，驱动蒸汽压力减少等造成的劣行影响大于相应参数反方向变化带来的良性影响，且驱动蒸汽对制热量及回收余热量的影响要大于热网水与余热水的影响。 河北省电力研究院的郭江龙[21]利用电能的换热系数来讨论压缩式热泵和吸收式热泵两种系统的经济性，对于指导热泵选型具有重要意义。 吕太、刘玲玲[22]根据大唐第三热电厂的实际情况，对将工业抽汽、工业抽汽与采暖抽汽、采暖抽汽作为驱动热源这三种情况进行分析，进行热经济性计算。 吴星[23]等人研究发现循环水供热由于供回水温差较小(10-15℃)，同样供热负荷下较城市热网需要更大的管网投资和水泵电耗。因此，循环水供热的适用范围为电厂周边半径3-5km。 西安交通大学的孙志新[24]建立了电厂循环水水源热泵的数学模型，分析了凝汽器温度对热泵蒸发温度和制热系数等主要参数的影响，并计算得到热泵供热优于抽汽供热的临界参数。 华电电力科学研究院的王宝玉[25]根据热泵系统的冷凝器取代低压加热器的循环方式，以3台额定负荷分别为200MW,300MW,600MW机组为例，进行节能分析，该方式能够简化电厂加热系统，是系统优化和节能的重要途径。 清华大学基于吸收式热泵回收循环水余热的供热技术先后在内蒙古赤峰及山西大同等电厂实施，大大提高了其供热能力[26]。北京、山西等地的多家电厂采用吸收式热泵机组吸取循环水余热用于供热的实践工程已经取得了良好的企业效益和社会效益，在节能与环保方面率先垂范，如大同某电厂的余热利用项目年节水效益万元，年节约标煤万吨，年二氧化碳减排17万吨[27]。 中油辽河公司的金树梅[28]结合工程实例，比较了锅炉供暖与吸收式热泵供热系统的经济性，得出热泵系统的经济性更优于前者。 叶学民[29]以超临界660WM机组为例，利用等效焓降法计算分析吸收式热泵的经济性。 西山煤电集团刘振宇[30]根据燃煤电厂热电联厂集中供热中存在利用率低的现状，分别讨论了几种不同的乏汽余热回收供热的技术路线。 三、本选题拟主要研究的内容及采取的研究方案、技术路线 研究的主要内容 (1)根据吸收式热泵的理论循环过程，找出循环过程中各典型状态点，通过查阅资料，分析热泵实际循环中的影响因素; (2)以热泵系统各换热器为关键部件，建立吸收式热泵回收循环水余热的分析与计算模型; (3)以300MW供热机组为例，对机组的系统能效进行计算与分析; 研究方案 吸收式热泵可以分为输出热的温度低于驱动热源的第一类吸收式热泵(增热型)和输出热的温度高于驱动热源的第二类吸收式热泵(升温型)，在热电厂循环水余热利用时，适合采用第一类吸收式热泵。本选题以溴化锂吸收式热泵为对象，通过了解工质的性质，分析吸收式热泵系统的循环过程，假设整个系统处于热平衡和稳定流动流动状态，蒸发器和冷凝器出口工质为饱和状态，吸收器发生器出口的溴化锂溶液为饱和溶液，不计换热器换热损失，节流阀内为绝热节流过程，不计热网水物性参数变化，对系统建立数学模型，求出各换热器的换热量以及系统的热力系数，并且在机组供热量情况下，分别从机组供热能力充足和供热能力不足两方面讨论热泵系统的经济性。 技术路线 (1)根据溴化锂溶液的焓-浓度图或溴化锂水溶液的比焓值计算方程，确定热泵系统各典型状态点的焓值; (2)以热泵系统各换热器为关键部件，建立吸收式热泵回收循环水余热的模型，根据热平衡列出各换热器的热负荷方程，由各状态点的焓值，求得各具体换热部件的换热负荷，再由整个系统的热平衡方程式求出系统的热力系数; (3)在供热负荷和蒸汽初终参数不变的情况下，求出供暖抽汽量和热泵驱动热源抽汽量，在供热不足的情况下直接以热泵回收的循环水余热量讨论经济性，在机组供热充足的情况下，计算出安装热泵系统所节省的抽汽量，求出机组增加的功率，算出节省煤量，得出其节能收益; 四、本选题在研究过程中可能遇到的困难和问题，提出解决的初步设想 可能遇到的困难和问题：热泵的实际运行过程中会受到很多因素的影响，使得模型的建立与计算十分困难。分析节能效益时，单纯的从热量角度出发，得到的结果可能与实际收益相差太大，能否找到一种相对准确的评判其经济性的方法。 解决的初步设想：首先要熟悉并了解溴化锂溶液的性质及溴化锂吸收式热泵的工作原理，在对热泵系统进行建模时，忽略一些影响因素，做出一些理想假设。对于其节能效益的分析时，从供热能力或供热需求方面进行探讨。在遇到具体问题要仔细查阅相关资料，向学长和老师请教。 五、本选题研究的进度安排及预期达到的目标 研究的进度安排 (1) 了解课题，查阅资料，撰写开题报告; (2) 完成开题报告，开始着手对热泵系统建立模型; (3) 对模型进行计算并进行经济性分析，完成小论文; (4) 中期答辩; (5) 撰写毕业论文，准备毕业答辩。 预期达到的目标 (1)通过学习了解热泵的原理和在电厂中的应用; (2)研究热泵系统各部件换热，对其进行热负荷计算并完成经济性分析; (3)发表2-3篇较高水平论文; (4)顺利完成硕士研究生论文。 六、参考文献 [1] 王振铭.热电联厂分布式能源与能源节约[J]. 节能,2005，(5)：4-9 [2] 顾鑫，鹿娜，邵雁鹏.浅析火力发电厂节能减排的现实意义及措施[J].科技天地，2008，(15)：178 [3] 李增平.31-25-1型汽轮机组循环水供热改造[J].四川电力技术，2006，(1)：31-32 [4] F Moser,H pumps in industry[M].Amsterdam Qxford:Elsevier,1985 [5] 刘颖超.基于循环经济理念的电厂余热利用空调系统研究[D].保定：华北电力大学，2008 [6] 刘剑涛，马晓程，尤坤坤等.火电厂循环水余热利用方式的研究[J].节能，2012,(9):49-52 [7] 季杰，刘可亮，裴刚等.以电厂循环水为热源利用热泵区域供热的可行性分析[J].暖通空调，2005，35(2):104-107 [8] 赵斌，杨玉华，钟晓晖，邬志红.循环水吸收式热泵供热联产机组性能分析[J].汽轮机技术，2013,55(6)：454-457 [9] 张理论，赵金辉，张力隽.电厂冷凝水余热回收系统设计与应用[J].节能，2013，(3)：38-41 [10] 李荣生.浅析吸收式热泵技术[J].应用能源技术，2007,117(9)：40-42 [11] Goldstick RT.余热回收手册[M].谢帮新等译.长沙：中南工业大学出版社，1986,12-13 [12] Y,Schaefer L,Hartkopf and exerrgy analysis of double effect(parallel andseriesflow)absorptionchillersystems[C]//10th IEA Heat Pump [13] Talbi. 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建议写空调与建筑节能减排相关与循环经济,原因为二, 第一空调为建筑最大的能耗源30~60%. 第二,节能减排大环境所好. 另附两个文章供参照!论循环经济与节约型社会的关系一、什么是节约型社会？ 资源节约型社会是指在生产、流通、消费等领域，通过采取法律、经济和行政等综合性措施，提高资源利用效率，以最少的资源消耗获得最大的经济和社会收益，保障经济社会可持续发展。建设资源节约型社会，其目的在于追求更少资源消耗、更低环境污染、更大经济和社会效益，实现可持续发展。 此中“节约”具有双重含义。其一，是相对浪费而言的节约。其二，是要求在经济运行中对资源、能源需求实行减量化。即，在生产和消费过程中，用尽可能少的资源、能源（或用可再生资源），创造相同的财富甚至更多的财富，最大限度地充分利用回收各种废弃物。这种节约要求彻底转变现行的经济增长方式，进行深刻的技术革新，真正推动经济社会的全面进步。“节约”的这两重含义是内在统一的，必须统筹兼顾，不能片面理解。 二、为什么要建设节约型社会？ 我国是一个人口众多、人均资源相对贫乏的国家。从资源拥有量来看，虽然我国资源总量不少，但人均资源相对贫乏，资源紧缺状况将长期存在。从新中国成立以来资源的勘探、开发和利用来看，我们走的是依靠高消耗资源、粗放式经营的经济发展之路，存在着高投入、低产出和浪费严重的现象。过去的20年，中国是世界上经济增长最快的国家之一，也是世界上国内储蓄率水平最高的国家之一。但是，由于中国资源的浪费、生态的退化和环境的污染，在很大程度上抵消了“名义国内储蓄率”的真实性，即中国国内储蓄率中的相当部分是通过自然资本损失和生态赤字所换来的，这种以资源超常消耗和生态环境的严重退化作为代价的经济收益，必须进行有效地修正。随着我国经济的快速发展，资源对经济发展的制约作用日益突出。要缓解资源约束的矛盾，就必须树立和落实科学的发展观，充分考虑资源承载能力，建设资源节约型社会。 三、如何建设一个资源节约型的社会？ 根据我国资源紧缺的基本国情，建设资源节约型社会，必须选择一条与发达国家不同的资源组合方式，即非传统的现代化道路，关键在于促进资源的节约，杜绝资源的浪费，降低资源的消耗，提高资源的利用率、生产率和单位资源的人口承载力，以缓解资源的供需矛盾。 首先，要将节约资源提升到基本国策的高度来认识，把建立资源节约型社会的目标纳入国家经济社会发展规划之中，将“控制人口，节约资源，保护环境”共同作为我国的基本国策，并在实践中推进这一基本国策。不仅要把建立资源节约型社会这一目标，纳入国家经济社会发展规划之中，而且要以此为依据建立综合反映经济发展、社会进步、资源利用、环境保护等体现科学发展观、政绩观的指标体系，构建“绿色经济”考核指标体系，实现“政绩指标”与“绿色指标”的统一，彻底改变片面追求GDP增长的行为。 其次，牢固树立以人为本的科学发展观，改变透支资源求发展的方式。要着眼于充分调动大众的积极性、主动性和创造性，着眼于满足大众的需要和促进人的全面发展。按照科学发展观，必须把资源保护和节约放在首位，充分考虑资源承载能力，辩证地认识资源和经济发展的关系。要加大合理开发资源的力度，努力提高有效供给水平；要着力抓好节能、节材、节水工作，实现开源与节流的统一。 第三，通过经济杠杆，推动节约资源，倡导符合可持续发展理念的循环经济模式和绿色消费方式，实现经济社会与资源环境的协调发展，改变“高投入、高消耗、高排放、不协调、难循环、低效益”的粗放型经济增长方式，逐步建立资源节约型国民经济体系。要尽快建立以节能、节材为中心的资源节约型工业生产体系。通过技术进步改造传统产业和推动结构升级。对高物耗、高能耗、高污染的初级产品出口加以控制，按照新型工业化道路的要求，推进国民经济和社会信息化，促进产业结构优化升级。如在能源、交通、金融等行业大力推进信息化，力争用信息技术降低对能源的消耗。 第四，必须采取法律、经济和行政等综合手段，促进资源的有序、高效开发和利用。要在资源开采、加工、运输、消费等环节建立全过程和全面节约的管理制度，要健全和完善《节能法》，并加大实施力度；尽快制定《可再生能源法》，推动可再生能源的发展。政府要进行制度设计，建立能源、资源审计制度，与现行的环境评价制度共同构成社会性管理的新框架。 总之，建设资源节约型社会，是我国人口、资源、环境与经济社会可持续发展的客观需要，也是全面建设小康社会的战略选择，具有重大的现实意义和深远的历史意义。 绿色建筑的成本与收益 绿色建筑源自建筑与环境之间物质与能量流动的紊乱与失衡，同时还受社会、经济的影响，是三者作用力的合力形成了对绿色建筑的选择。社会、经济、环境既是绿色建筑发展的基础，同时也是绿色建筑发展的制约因素，包括认知障碍、制度障碍、生产能力、技术障碍、有限的资源供给、有限的生态承载力等。因此，绿色建筑的发展需要全面综合考虑。 经济因素是绿色建筑发展的内在动力。经济学运用成本和收益来解释人类的经济行为，成本和收益是绿色建筑可行性的基础，绿色建筑需要考虑社会、经济、环境的成本与收益。例如绿色建筑中的节能问题，外墙保温层需要增加一定的厚度，会带来一定的经济成本（增加造价3％～7％），但从总体上考虑，建筑节能还是收益大于成本的。 在绿色建筑的市场中，存在着消费者、开发机构、设计机构、建设机构等多方面利益主体。开发商开发绿色建筑的目的是绿色建筑能带来更多的利润。消费者选择绿色建筑是因为它能带来更好的居住环境，从而提高生活质量和工作效率。建筑师设计绿色建筑的目的是绿色建筑技术的创新所带来的设计市场的开拓。推行绿色建筑的目的是城市、区域的环境健康、绿色建筑产业所带来的就业机会等。政府需要整合各个经济主体的利益，形成“合力”，才能推进绿色建筑的发展。 绿色建筑最终要在市场中解决，需要符合市场经济规律同时具有自己的特殊性，从绿色建筑对环境的空间影响来看，绿色建筑会受到外部效应的影响；从绿色建筑对环境的时间影响来看，绿色建筑受到时间效应的影响；从绿色建筑的技术成本来看，绿色建筑受到收益递减规律的影响。 外部效应在绿色建筑中普遍存在，这是因为绿色建筑所带来优美的环境，是需要经济成本付出。优美的环境（收益）为人们所共享，而成本则需要消费者自己承担，这就是绿色建筑中的外部效应。例如，北京市回龙观经济适用房小区为了节能，采取分户采暖的方式，但是由于小区入住率较低，冬季采暖期由于邻居没有采暖，相邻房间的室温很低，大量的热通过楼板和分户墙白白消耗掉，一些用户一个冬季采暖费用高达8000元，这是由于外部效应造成了采暖成本过高。 绿色建筑在时间上关注建筑在“全寿命周期”（我国规定建筑的寿命为50年到70年）内对环境的影响，因此，遥远以后发生的环境破坏和节约的成本由于人的时间偏好而变得不那么重要。 由于存在外部效应、时间效应，使成本与收益不符，从自身利益出发的市场经济主体很可能不会选择绿色建筑，因此，为推动绿色建筑要么采用强制性的手段——政策法规，要么需要经济激励，而经济激励就是由社会来承担绿色建筑的一部分经济成本。例如，德国的太阳能供暖建设项目——位于汉堡伯拉姆费尔德的生态村，花费了600万马克，其中400万用于建造收集器、蓄水池和热管网，联邦政府承担了300万的费用，汉堡市政府承担了100万马克。为了鼓励使用太阳能，德国政府允许太阳能发电进入城市电网，按1马克1度电的价格收购。 英国贝丁顿零能耗发展项目通过建筑材料的回收或再生、高效的建筑保温性能、太阳能、风能利用，提高能源系统效率等措施，达到建筑在建造阶段和使用阶段的零能耗。由于其对环境的友好，以及在住宅项目的创新，世界自然基金会提供资助，萨顿市政府以低地价为鼓励，加上人们对绿色建筑的认可，使得开发商和住户的收益都得到了增加，实现市场经济主体的双赢。 收益递减律是指在其他条件不变时，投入增加并不能使产出成比例增加，而是递减。绿色建筑需要技术支持，会带来技术成本，这就有一个成本投入的问题，对绿色建筑投入多少，投入到哪里，必须要符合中国的国情，才能使效益最大化，适宜技术是收益递减律作用下绿色建筑的必然选择。 武汉青山绿景苑采用综合节能技术，新增费用不大，却提高了居住的舒适性，减少了能耗，一套120m2的普通住宅,4～6就可收回投资成本。整个示范工程对建筑的成本影响每平方米有300元左右，开盘时均价才2200元，而周边的毛坯房都到1800元～2000元了，而绿景苑是太阳能，智能化，全装修，房子质量高，老百姓觉得物有所值。

你这问题难度太大因为中央空调的维护是一个系统工程涉及到很多工序