熱能與動力工程文獻(xiàn)翻譯--熱電廠發(fā)展的趨勢(節(jié)選） (2)

1、<p>　　外文翻譯原文 中文3418字</p><p><b>　　外文翻譯譯文</b></p><p><b>　　熱電廠發(fā)展的趨勢</b></p><p>　　摘要 熱電廠是人類環(huán)境的主要污染源，其燃燒的化石燃料能產(chǎn)生二氧化碳并釋放到大氣中。而正是這種氣體產(chǎn)生溫室效應(yīng)造成全球變暖。對于這個問題根本的解決方法

2、是通過節(jié)約能源減少燃料燃燒進(jìn)而減少二氧化碳的排放。這種方法從經(jīng)濟(jì)上和生態(tài)上都是合理的，最理想的方法是完全禁止化石燃料的燃燒，如煤，石油產(chǎn)品以及其他自然界的有機(jī)物。本研究試圖概括出熱電廠減少能源消耗進(jìn)而減少溫室氣體的排放的方法，其中一種是改變工作介質(zhì)的熱力學(xué)特性。如果我們能改變傳統(tǒng)的工作介質(zhì)的話，這種方法是可能的，如：水或者其他不同熱力學(xué)特性的工作介質(zhì)。本文詳細(xì)介紹了幾種技術(shù)來解決這一問題，如Kalina循環(huán)，水壓永磁發(fā)電機(jī)共振來修飾水的

3、特性，使水在熱電廠熱循環(huán)的沸點(diǎn)低于環(huán)境的沸點(diǎn)。</p><p>　　引言 人類文明和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史總是與能源消耗的增長密切聯(lián)系。熱能工程發(fā)展和電力產(chǎn)生的增多的直接結(jié)果是能源燃料的消耗的增多。消耗煤石油天然氣來發(fā)電，同時消耗了大氣中約1%的氧氣，并產(chǎn)生二氧化硫氮氧化物和二氧化碳從而加重了溫室效應(yīng)。現(xiàn)在我們來看看2002年美國會計(jì)學(xué)會發(fā)布的資料。美國的發(fā)電廠從1972開始排放至2000年，排放了59%的二氧化硫，4

4、7%的氮氧化物，42%的二氧化碳，卻只產(chǎn)生了總電力的42%。讓我們通過簡單的計(jì)算比較新舊熱電廠氣體排放從而估計(jì)他們的實(shí)際單位效能。首先我們要建立一個簡單的邏輯：如果舊電廠產(chǎn)生42%的電量，那么新電廠產(chǎn)生了58%；如果舊電廠排放了59%的二氧化硫到大氣中，則新電廠41%，其他氣體以此類推。那么每產(chǎn)生1%的電力就會產(chǎn)生1.405%的二氧化硫及其他氣體。下表列出了氣體排放與電力產(chǎn)生比的表格。新電廠二氧化硫和氮氧化物排放少于舊電廠，更值得比較的

5、是，二氧化碳這種產(chǎn)生熱能的氣體。因?yàn)楹既剂涎趸紵蠖紩啥趸?。這說明了為什么過去30年內(nèi)找不到減少二氧化碳排放的根本方法，而二氧化碳是造成地球溫室效應(yīng)和全球變暖主要原因。</p><p>　　1.通過改變工作介質(zhì)熱力學(xué)熱性來提高熱電廠的效率 效率就是熱電廠產(chǎn)生的熱能W比上燃料產(chǎn)生的總能量。因此，熱電廠如用化石燃料做能源的電廠效率的提高可采用兩種方式：1在不改變能源消耗的前提下提高電能和熱能的產(chǎn)生，可以

6、在熱電廠安裝燃?xì)鉁u輪來繼續(xù)利用排放氣體的熱量。2.在產(chǎn)生同樣熱量的情況下減少燃料消耗。另外一種方法是通過改變工作介質(zhì)的熱力學(xué)特性來提升效率。這種方法的理論分析在文章3中舉出。這種方法的生態(tài)學(xué)和天然的局限在文章4中有表述。在本文中，我們只簡要的敘述基線調(diào)查和獲得的結(jié)果。</p><p>　　改變傳統(tǒng)工作介質(zhì)的熱力學(xué)特性 從現(xiàn)有技術(shù)來看，提高熱電廠效率最簡單的方式 是采用水壓共振永磁發(fā)電機(jī)改變工作介質(zhì)—水的熱

7、力學(xué)特性。這種方法的物理學(xué)本質(zhì)是引發(fā)水的二級相變，這個過程的特性是在轉(zhuǎn)變點(diǎn)水的所有特性發(fā)生改變。另外此過程中，汽化熱和熱容量可能會發(fā)生改變。實(shí)現(xiàn)這種方法技術(shù)上簡單不需要重新設(shè)計(jì)熱電廠，這意味著這種方法可用于任一熱電廠，無論新舊。換句話說，這種方法可在最短時間內(nèi)提高熱電廠的生態(tài)指標(biāo)，特別是減少二氧化碳的排放。這種方法要求選擇合適的位置固定所需的裝置，并精確的調(diào)整共振頻率由此使汽化熱或熱容量降低。不幸的是，水的熱容量降低時其汽化熱升高而反之

8、亦然。計(jì)算結(jié)果顯示，通過使用這種方法，能提高熱電廠10%的效率。這意味著能減少29%的燃料消耗，減少固體和氣體廢物29%的排放，減少廢熱排放52%。</p><p>　　采用復(fù)合工作介質(zhì) 在九十年代初美國百萬瓦級的發(fā)電站開始應(yīng)用著名的A.Kalina循環(huán)來提升熱電站的效率。這種循環(huán)使用化學(xué)物如氨，單乙基苯胺，二乙胺等的水溶液作為工作介質(zhì)，如氨溶解于水后，形成的溶液熱容量要低于純水。同時，每分子氨溶解于一升水要釋放

9、出8.28千卡的熱量，這些熱量恰好能使一千克14%的氨水加熱到100攝氏度。因此，溶解過程釋放的熱量可以儲存起來，而將一升水從30攝氏度加熱至100攝氏度需要70千卡熱量或者相當(dāng)于燃燒0。01千克燃料的熱量。對此循環(huán)的理解如下：在給水到達(dá)蒸汽發(fā)生器前加入氨。由于溶解過程釋放的熱量并降低溶解液的熱容量，這樣它被加熱到沸騰就比純水需要更少的燃料。然后蒸汽與氨氣分開，分別凝結(jié)，在進(jìn)入蒸汽發(fā)生器前重新混合到一起。在化學(xué)工業(yè)中，分離水與氨氣的過程

10、廣泛應(yīng)用于solve法生產(chǎn)蘇打的生產(chǎn)流程中。使用Kilina循環(huán)電廠的成功證明了此法可以減少20%的能源消耗，提高10%的效率。對比MHD共振法循環(huán)法的缺點(diǎn)是在已使用Rankin循環(huán)建造的電廠不能應(yīng)用此法。</p><p>　　替換傳統(tǒng)的工作介質(zhì)，讓我們來詳細(xì)看一下采用環(huán)境中的熱量來發(fā)電的技術(shù)，這種方法被認(rèn)為最有希望的減少燃料消耗的方式。首先我們來回顧一下一些物理的和物理化學(xué)基本公理，這些是這種技術(shù)的基礎(chǔ)。公理1

11、，在理想狀態(tài)下，所有氣體1k摩爾的體積是22.414立方米。公理2，氣化和凝結(jié)屬于一相轉(zhuǎn)變的過程。一相轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)是在轉(zhuǎn)變點(diǎn)物質(zhì)的聚集狀態(tài)被改變。無論從凝集態(tài)到氣態(tài)或者相反，物質(zhì)的體積發(fā)生突變，這是所有物質(zhì)的一般趨勢。1k摩爾的任意液態(tài)物質(zhì)在常壓溫度為其沸點(diǎn)是體積為公式二，分子是氣體的重量分母是其沸點(diǎn)時的物質(zhì)密度，1k摩爾的任意氣體在理想狀態(tài)下體積為22.414.讓我們看一下參考資料的數(shù)據(jù)。理想條件下1k摩爾液態(tài)水的體積是0.018立方米