新型太阳能发电机油气分离装置系统研发.pdf

A to Thesis(orDissertation)Submiaed Shaanxi ofScienceand University Technology for inPartialFulfillmentofthe the of RequirementDegree Master of．E．．．．n．．．．g．．．i．．n．．．．e．．．e．．．r．．．i．．n．．．．g．． LUJUn uoervlsor：上，rotessor Thesis(orDissertation)S I■■■■■■■■■●■■■■●■■■■■一 May,2010 新型太阳能发电机油气分离装置系统研发 摘要 为了适应经济全球化大趋势，发展适合我国国情的太阳能热发电技术是 十分必要的，客观上也需要水利发电、风力发电和太阳能热发电等可再生新 能源技术并重、协调发展。从发达国家太阳能发电技术的发展势头来看，太 阳能热发电技术将成为可再生能源发电技术的一个新的关注点，而且这种发 电系统也很适合发展中国家的经济水平。发展太阳能热发电技术能够带来良 好的经济、社会和环境效益；将减少温室气体的排放；增加具有高技术水平 的工作机会，成为新兴能源的经济生长点；有利于促进低碳经济发展，实现 可持续发展，顺应经济迅速发展以及生态环保的大趋势，社会对能源消耗的 增加和环境问题的关注，使得太阳能热发电迎来了新的机遇和挑战。 本论文为研发“油气分离与增压装置”，该装置系统是碟式太阳能发电 系统的一个重要组成部分。要求本装置过滤、回收碟式太阳能发电系统工作 过程中所泄漏的含有油雾的氢气，泄漏气体回收压缩机前端压力为4MPa， 后端压力为20MPa。装置布局空间狭小，能源消耗小，滤净率高，技术难 度大。本论文进行了以下研究： (1)根据碟式太阳能发电系统的要求，制定了“油气分离与增压装置’’ 系统方案，该方案有针对性的解决了要求压缩比高、泄漏量低、滤净率高和 布局空间狭小等技术难点。 (2)工作介质为高纯度氢气，活塞环工作在无油润滑的恶劣环境中，在 回收压缩机设计中，运用高温塑料复合材料活塞环替代传统的聚四氟乙烯塑 料，从而解决了活塞环磨损大、寿命低的问题。 (3)针对含油雾的含油量大，氢气压力高，设计和采用了玻璃纤维滤芯， 解决了要求高滤净率、耐高压、流阻小、使用寿命长和体积小等问题。 20C (4)在进排气装置中，活塞吸排气频率高，进排气压差大，采用UHB 材料设计了单臂进排气薄阀片，解决了要求阀片密封好、尺寸小、耐高温、 耐腐蚀、反应快跟随性好、耐冲击和疲劳和使用寿命长等问题。 (5)在活塞杆中部设计了滑动油膜密封组件，解决了活塞杆在高速往复 运动时杆身处的密封性能问题，同时解决了润滑油消除其高压性以利于回收 问题。 (6)对方案中所涉及的系统部件进行了大量的计算、设计和校核，并 绘制各部件的二维工程图和三维示意图；通过三维软件进行装配仿真，检查 干涉碰撞检查；用有限元分析软件对有关部件进行应力应变分析。 关键词：太阳能，过滤，斯特林，Pro／E，压缩机 oILFRoM oNSEPARATING STUDY