无干扰地岩热能梯级利用工程监测系统研究

发布时间：2020-10-12 20:58

　　 地岩热能梯级利用系统根据地热流体温度不同逐级加以利用,大大提高了地热能利用率。针对工程项目中,梯级利用系统运行状态和能效影响因素不够明确,本文建立梯级利用工程监测系统,以工程实际为基础,分析影响系统能效的主要因素,优化影响梯级利用系统能效的关键参数并且研究分析了梯级利用系统的运行状态。结合工程实际,构建无干扰地岩热能梯级利用系统,阐述了系统主要组成部件及其工作原理,引入火积理论对能量转换系统的各个部件建立数学模型;根据理论模型分析系统火积损失率与系统能效比之间的关系,得出影响梯级利用系统能效的主要因素;在明确影响系统能效的基础上建立监测系统,对温度、流量等关键参数进行监测,并依据TRNSYS软件搭建梯级利用系统仿真平台模拟系统运行状态,得出地层温度梯度、井下换热器出水温度随地源侧流量的变化规律和系统cop值与地源侧和负荷侧温度的关系;对影响系统cop值的5个主要因素进行合理取值,结合正交试验法把系统cop值由之前的4.5优化到5.2;监测系统建立的目的是明确系统运行状态,依据系统关键设备的典型运行特征,基于小波分析和BP神经网络对其运行特征进行分析后发现特征识别效果显著,对比小波去噪前后的故障数据,发现去噪后的故障检测率更高。
【学位单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TK529
【部分图文】：

（a）井下换热器现场施工图 （b）地岩热泵机房图 1-1 梯级利用系统现场施工图由于地源热泵系统的理论设计过程和实际施工水平存在较大差异，导果不明确、系统能耗评价指标不完善等诸多问题的产生，这也导致了展受到了限制。现在许多地源热泵工程的运行、后期维护和系统运行现场技术人员的工作经验潜意识的判断没有一个确实可行的方案，这且时效性也落后。为此，本课题根据无干扰地岩热能梯级利用工程项析确定影响梯级利用系统能效的主要因素的基础上建立监测系统，确体监测量并且提高监测系统的监测精度，及时反映系统运行状态。研究内容文以甘肃省 xx 地区某学校供暖项目为研究目标，主要从影响梯级利用的角度出发，对梯级利用系统工作原理进行描述，明确影响梯级利用的基础上建立监测系统，分析相关因素对系统能效的具体影响规律，，提高监测系统的监测精确度，实现无干扰地岩热能梯级利用系统的高

级利用系统构成成部分是地热井井下换热器，该部分是无能在开采利用的早期主要方式是直接抽取水进行抽取和回灌以达到抽灌平衡，该方以达到平衡容易造成诸多问题，如：城市环境等问题。在地热能利用发展过程中井，其工作原理是将换热器置于地热井底部热，温度升高后进入地面的供热系统放热被加热。研究早期主要采用的是“U 型”壤的热量可使其温度升高至 15℃左右，随该过程系统供热功率低、能量转化效率低利用[32]。因此，在前人的研究的基础上加式井下换热器[33]，其结构示意图如图 2-2

“取热不取水”就是该井筒换热器由内外两种同心圆构成筒结构相似，并将其井底密封；中心管的外壁经过防腐和工质由外套管的顶部注入，在下行过程中与地层高温岩土进部有一段时间的缓冲后与井下换热器底部具有集热作用的管的底部从中心管的顶部流出达到地面换热系统。循环工境的污染。系统要由热泵系统和相关配套设施组成，地源热泵是能量转换组通过消耗少部分高品位电能，把地层中不可直接利用的用的高品位能源。根据热力学第二定律的描述可知，热量传递到温度相对较高的部分而不产生其他的影响，所以热分：占据绝大部分低温热源和外界少部分高品位能源。热将低品味热源转化成可供直接利用的高品位热源的一种高图 2-3 所示：
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本文编号：2838270