硕士论文答辩报告(正稿)

研究方向：*****************论文题目：****************************************研究生：******导师：******硕士学位论文答辩报告一.课题背景二.国内外研究现状四.研究目标五.课题工作六.结论、创新点与展望主要内容三.研究现状总结与启示七.致谢及研究成果一、课题背景1.课题背景和意义2.冷热电联供系统组成主供电系统辅助供电系统供热系统燃气系统制冷/热水系统制冷/热水系统主供电系统辅供电制冷供热热水燃气燃气系统传统方式联产方式图1热电联供和独立供热对比图2、联供系统在世界范围内受到广泛的重视1、化石能源等不可再生能源的日益减少3、提高能源利用率，节能减排，环保1.课题背景和意义2.冷热电联供系统组成AbsorptionChilerCoolingHeatingPowerGeneratorGasEngineNaturalGasExhaustGasJacketWaterInternalCombustionEngine,GasTurbine,FuelCell,StirlingEngine图1.1典型的冷热电联供系统Fig1.1TypicalcombinedcoolingheatingandpowerAdsorptionChiler,HeatExchanger,Boiler图1.4内燃机为原动机的分布式供能系统能量利用图Fig1.4Energyutilizationofdistributedenergysupplydrivenbyinternalcombustionengine2.1内燃机为原动机的冷热电联供系统图1.3以燃气内燃机为动力源的冷热电联供系统[14]Fig1.3TypicalPackagedInternalCombustionEngineBased(sparkignited)CogenerationSystem2.2燃气轮机为原动机的冷热电联供系统图1.6以燃气轮机为动力源的冷热电联供系统[23]Fig1.6CogenerationdrivenbyGasTurbine2.3燃料电池为原动机的冷热电联供系统图1.8由燃料电池、热泵和储能装置的总能系统[29]Fig1.8TotalEnergySystemDiagramwithFuelCell,HeatPump,andThermalStorage图1.9燃料电池和燃气轮机相结合的联产系统[30]Fig1.9ASOFCandgasturbinebasedcogenerationsystem2.4斯特林机为原动机的冷热电联供系统图1.10以斯特林发动机为动力源的联产系统示意图Fig1.10SchematicofcogenerationdrivenbyStirlingEngine2.5其他形式的冷热电联供系统图1.11太阳能辅助的联产系统的示意图[37]Fig1.11Completediagramofthehybridsystem图1.12小型废水处理发电站的示意图Fig1.12SchematicdiagramofSmallWastewaterTreatmentStation1.工程实例2.理论研究二、国内外研究现状工程实例（美国）微型燃机吸收式冷水机组固体吸附新风去湿机组天然气215kW发电59kW320℃烟气150kW空调冷冻水63kW115℃烟气40kW送风去湿后的新鲜空气排空27kW图3建筑物联供系统的示意图（美国马里兰大学某实验楼联供系统）美国，日本，英国等国家发展较早,发展比较快。19386199830609%6000Capstone公司的C60回热型微型燃气轮机,其额定出力60kW，全负荷运行时燃气轮机排烟温度可达320℃额定制冷量为70kW，COP值为0.7左右。系统冷电总效率在60%以上。46%工程实例（日本）图4东京新宿区域供热和制冷厂设备原理示意图1991年初运行了一座高效、高性能的供热制冷中心，其总容量达到182.8MW，1993年扩充至207.4MW，成为世界上最大的区域供热和制冷厂。工程实例（国内）上海黄浦中心医院国内现状我国在能源结构、价格、管理体制以及冷、热、电负荷等外部条件与国外存在差异，造成了热电冷联供系统在我国大中城市难以推广应用。目前在我国联供系统大多是一些热电联产发电厂。上海浦东国际机场上海闵行中心医院广州大学能源城理论研究国外理论研究国内理论研究评价体系的研究优化研究创新研究高质量传输介质设备部件区域供冷系统分析评价计算研究OneTwo国外对联供系统进行了一定的计算研究，系统建模包括静态模拟、动态模拟和最优化模型。最优化模型是借助最优化方法，寻求系统在满足实际负荷需求情况下对应于优化目标函数的最优化控制。目前联供系统最优化模型基本都是采用线性规划或混合整数线性规划热电联供系统完成建模的，由单目标优化到多目标优化，由建模时不考虑系统运行热动力学分析到考虑热动力学分析，由线性模型到非线性模型逐步发展。三.国内外研究现状总结与启示国内外学者对于大型冷热电联供系统的实验研究较多，实际工程也较多，但是对于微型和小型的相对较少。国内外学者所建立的最优化模型大多是基于热电联供系统而建立的。系统中大多热电转换装置采用燃气轮机和蒸汽轮机，热冷转换装置局限于余热型吸收式制冷机。国内外现状启示1.*****************************************************************************************。2.*****************************************************************************************。国内外研究现状的启示四、研究目标研究目标**************************************************************。五、课题工作1.************************2.************************3.************************4.************************1.**********************热力学评价方法•1、建立系统热力学模型，进行能效分析和火用分析。热力学第一定律和热力学第二定律•2、采用软件建立系统模型，进行热力学性能评价。MATLAB，MATLAB/SIMULINK，TRNSYS，ANSYS，EnergyPlus，AspenPlus，ESP-r•3、针对现有的评价方法，提出新的评价方法。夹点分析法，热力学输入-输出分析方法，发电煤耗，当量热力系数，生命周期评价方法，多层次综合分析法等一次能源利用率（PER）一次能源节约率（FESR）火用效率2.系统的热力学评价与分析表3.3冷热电联供系统能分析计算结果Table3.3Theenergyanalysisresultsofcogeneration系统能分析（EnergyAnalysis）系统火用分析（ExergyAnalysis）火用分析结果3.系统的热经济学评价与分析热经济学分析法火用分析法能分析法反映能量转换过程中各股物流和能流的能量数量，而无法反映能量传递的方向以及评价其能量品质经济学中的“成本”赋予热力学的“火用”中的而使经济学和热力学第二定律分析法结合起来的交叉学科。能够量化不可逆在系统以及各设备中的影响结果，而无法分析系统燃料消耗增加以及各设备不可逆增加的真正原因。产品定价、系统优化设计和故障诊断等能量系统热经济学研究系统示意图物理结构图生产结构图定义燃料产品特征方程热经济学成本模型火用成本模型热经济学建模流程热经济学建模流程图物理结构图生产结构图燃料、产品定义特征方程热力学模型火用成本方程表4.6设计工况下各组元的单位火用耗和单位边际火用成本Table4.6Unitexergyconsumptionsandunitexergymarginalcostsofcomponentscorrespondingtothedesignconditions单位火用耗和单位边际火用成本图4.4系统各个子系统的燃料和产品火用成本对比图Fig4.4Thecomparisondiagramofunitexergyconsumptionsofsubsystem图4.5系统燃料、产品单位火用成本分布图Fig4.5Theexergyconsumptionprofileofcogeneration10.47热经济学成本方程热经济学成本图4.7系统各个子系统的燃料和产品单位热经济学成本对比图Fig4.7Thecomparisondiagramofunitthermoeconomiccostofsubsystem图4.8系统燃料、产品单位热经济学成本分布图Fig4.8Theunitthermoeconomiccostprofileofcogeneration综合分析系统单位火用成本和单位热经济学成本发现，系统各股流的单位火用成本和单位热经济学成本，沿着热力循环进行的方向，各组件燃料和产品的单位火用成本和单位热经济学成本逐级递增。建立数学模型求出最优解将实际的最优化问题用数学语言描述出来。模型由一组数学关系式，如方程、不等式、逻辑依赖关系式等组成。对已建立的数学模型进行分析、选用适当的最优化数学方法、编写计算程序、以及在计算机上运算和对计算的结果进行评价，求出实际问题的最优解答。4.系统优化运行分析最优化模型目标函数状态方程约束条件表5.1系统优化运行结果及计算Table5.1Theoptimizeresultsofcogeneration优化运行结果1、*******************************************2、*******************************************3、*******************************************4、*******************************************六、结论、创新点与展望1、******************************。2、******************************。创新性1、****************************************。2、****************************************。展望七、致谢及研究成果