Thiết Kế và Công Nghệ Vật Liệu Nhà Máy Điện Tiên Tiến của Dermot Roddy

• Tác giả: Dermot Roddy
• Trường học: University of California
• Chuyên ngành: Energy
• Đề tài: Thiết Kế và Công Nghệ Vật Liệu Nhà Máy Điện Tiên Tiến
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Cambridge

• Preface
• 1. Part I Advanced power plant materials and designs
• 1.1. Advanced gas turbine materials, design and technology
• 1.1.1. Development of materials and coatings for gas turbines and turbine components
• 1.1.2. Higher temperature efficiency operation
• 1.1.3. Design for hydrogen-rich gases
• 1.1.4. Design to run at variable generation rates
• 1.1.5. Sources of further information
• 1.1.6. References
• 1.2. Gas-fired combined-cycle power plant design and technology
• 1.2.1. Plant design and technology
• 1.2.2. Applicable criteria pollutants control technologies
• 1.2.3. CO2 emissions control technologies
• 1.2.4. Advantages and limitations of gas-fired combined-cycle plants
• 1.2.5. Sources of further information
• 1.2.6. References
• 1.3. Integrated gasification combined cycle (IGCC) power plant design and technology
• 1.3.1. Introduction: types of integrated gasification combined cycle (IGCC) plants
• 1.3.2. IGCC plant design and main processes technologies
• 1.3.3. Applicable CO2 capture technologies
• 1.3.4. Applicable emissions control technologies
• 1.3.5. Advantages and limitations of coal IGCC plants
• 1.3.6. Sources of further information
• 1.3.7. References
• 1.4. Improving thermal cycle efficiency in advanced power plants: water and steam chemistry and materials performance
• 1.4.1. Key characteristics of advanced thermal power cycles
• 1.4.2. Volatility, partitioning and solubility
• 1.4.3. Deposits and corrosion in the thermal cycle of a power plant
• 1.4.4. Water and steam chemistry in the thermal cycle with particular emphasis on supercritical and ultra-supercritical plant
• 1.4.5. Challenges for future ultra-supercritical power cycles
• 1.4.6. References
• 2. Part II Gas separation membranes, emissions handling, and instrumentation and control technology for advanced power plants
• 2.1. Advanced hydrogen (H2) gas separation membrane development for power plants
• 2.1.1. Hydrogen membrane materials
• 2.1.2. Membrane system design and performance
• 2.1.3. Hydrogen membrane integration with power plant
• 2.1.4. Hydrogen storage and transportation
• 2.1.5. Future trends
• 2.1.6. Sources of further information and advice
• 2.1.7. References
• 2.2. Advanced carbon dioxide (CO2) gas separation membrane development for power plants
• 2.2.1. Performance of membrane system
• 2.2.2. CO2 membrane materials and design
• 2.2.3. Design for power plant integration
• 2.2.4. Sources of further information
• 2.2.5. References
• 2.3. Advanced flue gas cleaning systems for sulfur oxides (SOx ), nitrogen oxides (NOx ) and mercury emissions control in power plants
• 2.3.1. Flue gas desulfurization (FGD)
• 2.3.2. Selective catalytic reduction (SCR)
• 2.3.3. Selective non-catalytic reduction (SNCR)
• 2.3.4. Hybrid SNCR/SCR
• 2.3.5. Activated carbon injection systems
• 2.3.6. Sources of further information
• 2.3.7. References
• 2.4. Advanced flue gas dedusting systems and filters for ash and particulate emissions control in power plants
• 2.4.1. Materials, design, and development for particulate control
• 2.4.2. Sources of further information
• 2.4.3. References
• 2.5. Advanced sensors for combustion monitoring in power plants: towards smart high-density sensor networks
• 2.5.1. Vision of smart sensor networks
• 2.5.2. Sensor information processing
• 2.5.3. References
• 2.6. Advanced monitoring and process control technology for coal-fired power plants
• 2.6.1. Advanced sensors for on-line monitoring and measurement
• 2.6.2. Sources of further information
• 2.6.3. References
• 3. Part III Improving the fuel flexibility, environmental impact and generation performance of advanced power plants
• 3.1. Low-rank coal properties, upgrading and utilization for improving the fuel flexibility of advanced power plants
• 3.1.1. Properties of low-rank coal
• 3.1.2. Influence on design and efficiency of boilers
• 3.1.3. Low-rank coal preparation
• 3.1.4. Technologies of low-rank coal upgrading
• 3.1.5. Utilization of low-rank coal in advanced power plants
• 3.1.6. Future trends in coal upgrading
• 3.1.7. Sources of further information
• 3.1.8. References
• 3.2. Biomass resources, fuel preparation and utilization for improving the fuel flexibility of advanced power plants
• 3.2.1. Biomass types and conversion technologies
• 3.2.2. Chemical constituents in biomass fuels
• 3.2.3. Physical preparation of biomass fuels
• 3.2.4. Functional biomass mixes
• 3.2.5. References
• 3.3. Development and integration of underground coal gasification (UCG) for improving the environmental impact of advanced power plants
• 3.3.1. Brief history of UCG
• 3.3.2. The UCG process
• 3.3.3. Criteria for siting and geology
• 3.3.4. Drilling technologies and well construction for UCG
• 3.3.5. Integration with power plant
• 3.3.6. Environmental issues and benefits
• 3.3.7. Conclusion and future trends
• 3.3.8. Sources of further information
• 3.3.9. References
• 3.4. Development and application of carbon dioxide (CO2) storage for improving the environmental impact of advanced power plants
• 3.4.1. Premise: capture and sequestration of CO2 from power plants
• 3.4.2. Fundamentals of subsurface CO2 flow and transport
• 3.4.3. Fundamentals of subsurface CO2 storage
• 3.4.4. Enhanced oil/gas and coalbed methane recovery
• 3.4.5. CO2 storage in deep saline formations
• 3.4.6. Comparison of storage options: oil/gas versus coal versus deep saline
• 3.4.7. General site selection criteria
• 3.4.8. Emissions versus potential subsurface storage capacity
• 3.4.9. Sealing and monitoring to ensure CO2 containment
• 3.4.10. Alternatives to geologic storage
• 3.4.11. Sources of further information and advice
• 3.4.12. References
• 3.5. Advanced technologies for syngas and hydrogen (H2) production from fossil-fuel feedstocks in power plants
• 3.5.1. Syngas production from gas and light liquids
• 3.5.2. Syngas conversion and purification
• 3.5.3. Syngas and hydrogen from heavy feedstocks
• 3.5.4. Thermal balance of hydrogen production processes
• 3.5.5. Sources of further information
• 3.5.6. References
• Index

I. Tổng quan về Thiết Kế và Công Nghệ Vật Liệu Nhà Máy Điện Tiên Tiến

Thiết kế và công nghệ vật liệu trong nhà máy điện tiên tiến đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tác động môi trường. Các công nghệ mới như vật liệu composite và quy trình tự động hóa đang được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động. Việc sử dụng các vật liệu mới không chỉ giúp cải thiện độ bền mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì.

1.1. Các loại vật liệu tiên tiến trong thiết kế nhà máy điện

Vật liệu composite và vật liệu chịu nhiệt đang trở thành xu hướng trong thiết kế nhà máy điện. Chúng giúp tăng cường độ bền và khả năng chịu nhiệt, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động.

1.2. Tầm quan trọng của công nghệ trong thiết kế nhà máy điện

Công nghệ hiện đại như tự động hóa và hệ thống điện thông minh giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất điện, giảm thiểu lãng phí và tăng cường hiệu quả.

II. Thách thức trong Thiết Kế và Công Nghệ Vật Liệu Nhà Máy Điện

Nhà máy điện hiện đại phải đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm yêu cầu giảm phát thải khí CO2 và tối ưu hóa hiệu suất năng lượng. Việc áp dụng công nghệ mới là cần thiết để giải quyết những vấn đề này.

2.1. Vấn đề phát thải khí CO2 trong nhà máy điện

Phát thải khí CO2 từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch là một trong những thách thức lớn nhất. Công nghệ thu giữ và lưu trữ CO2 (CCS) đang được nghiên cứu để giảm thiểu tác động này.

2.2. Tối ưu hóa hiệu suất năng lượng trong thiết kế

Việc cải thiện hiệu suất năng lượng là một thách thức lớn. Công nghệ chu trình kết hợp (CC) giúp tăng cường hiệu suất phát điện từ các nguồn năng lượng khác nhau.

III. Phương pháp Thiết Kế Nhà Máy Điện Tiên Tiến

Các phương pháp thiết kế hiện đại bao gồm việc sử dụng công nghệ tiên tiến và vật liệu mới để tối ưu hóa quy trình sản xuất điện. Những phương pháp này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu suất.

3.1. Quy trình thiết kế nhà máy điện hiệu quả

Quy trình thiết kế nhà máy điện hiện đại bao gồm việc áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế mới và công nghệ tiên tiến để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

3.2. Công nghệ tự động hóa trong thiết kế nhà máy

Công nghệ tự động hóa giúp giảm thiểu lỗi con người và tăng cường hiệu suất hoạt động của nhà máy điện, từ đó tiết kiệm chi phí và thời gian.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Công Nghệ Vật Liệu trong Nhà Máy Điện

Công nghệ vật liệu mới đang được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy điện để cải thiện hiệu suất và giảm thiểu tác động môi trường. Các ứng dụng này bao gồm việc sử dụng vật liệu composite và công nghệ thu giữ CO2.

4.1. Vật liệu composite trong xây dựng nhà máy điện

Vật liệu composite giúp giảm trọng lượng và tăng cường độ bền cho các cấu trúc trong nhà máy điện, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động.

4.2. Công nghệ thu giữ CO2 và ứng dụng của nó

Công nghệ thu giữ CO2 đang được áp dụng để giảm thiểu phát thải khí nhà kính từ các nhà máy điện, góp phần bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và Tương lai của Thiết Kế Nhà Máy Điện

Tương lai của thiết kế nhà máy điện sẽ phụ thuộc vào việc áp dụng công nghệ mới và vật liệu tiên tiến. Các nhà máy điện sẽ ngày càng trở nên hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ trong nhà máy điện

Xu hướng phát triển công nghệ sẽ tập trung vào việc cải thiện hiệu suất và giảm thiểu tác động môi trường, với sự hỗ trợ của các vật liệu mới.

5.2. Tương lai của vật liệu trong thiết kế nhà máy điện

Vật liệu mới sẽ tiếp tục được nghiên cứu và phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về hiệu suất và bền vững trong thiết kế nhà máy điện.