發(fā)布時(shí)間：2017-11-29 05:22

  本文關(guān)鍵詞：有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化研究

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【摘要】：我國(guó)工業(yè)中存在大量被直接排放到環(huán)境的低溫余熱,而有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)余熱發(fā)電技術(shù)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,熱效率高,壽命長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)性好,環(huán)境友好等特點(diǎn)而被認(rèn)為是目前回收余熱最具前景的技術(shù)之一。因此,對(duì)該技術(shù)性能的優(yōu)化研究對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)節(jié)能減排和維持生態(tài)平衡的發(fā)展戰(zhàn)略有著重要意義。首先以基本的ORC系統(tǒng)(BORC)為研究對(duì)象,對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了研究,以蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器窄點(diǎn)溫差、煙氣及冷卻水流量為自變量,建立了以最小電力生產(chǎn)成本為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型;分析了各參數(shù)對(duì)電力生產(chǎn)成本的影響,并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,比較了煙溫對(duì)最佳參數(shù)的影響。結(jié)果表明:由于蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器窄點(diǎn)溫差、煙氣及冷卻水流量對(duì)系統(tǒng)設(shè)備造價(jià)和凈輸出功的綜合影響,其均存在最佳值使電力生產(chǎn)成本最小;在冷卻水溫度為20℃和進(jìn)口煙溫為170℃時(shí),工質(zhì)R245fa的經(jīng)濟(jì)性最好,對(duì)應(yīng)的最小電力生產(chǎn)成本約0.4339元/(k W·h);且隨著煙溫的升高,系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性提高,對(duì)應(yīng)的最佳蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器窄點(diǎn)溫差及煙氣流量均增大。在已建立BORC系統(tǒng)熱力和經(jīng)濟(jì)模型的基礎(chǔ)上,建立了內(nèi)回?zé)嵊袡C(jī)朗肯循環(huán)(IHORC)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,以此對(duì)兩系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。在蒸發(fā)溫度的變化下,對(duì)兩系統(tǒng)的熱效率、嗾效率、電力生產(chǎn)成本及回收期進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:隨著蒸發(fā)溫度的上升,兩系統(tǒng)的熱效率逐漸增大,而嗾效率先增大后減小,存在某一蒸發(fā)溫度使得嗾效率最大;且隨著蒸發(fā)溫度的增大,兩系統(tǒng)的電力生產(chǎn)成本和回收期均先減小后增大,存在最佳的蒸發(fā)溫度,使得系統(tǒng)電力生產(chǎn)成本最小,回收期最短;在設(shè)定的條件下,IHORC系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性更優(yōu);而B(niǎo)ORC系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性更好。根據(jù)BORC系統(tǒng)和IHORC系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性和經(jīng)濟(jì)性的對(duì)比結(jié)果,確立了一個(gè)由嗾效率和電力生產(chǎn)成本構(gòu)建的綜合目標(biāo)函數(shù);并建立了分別以最大嗾效率、最小電力生產(chǎn)成本及最小綜合目標(biāo)函數(shù)為目標(biāo)的優(yōu)化模型,對(duì)兩系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化;同時(shí),分析了蒸發(fā)溫度、冷凝溫度及煙氣溫度對(duì)系統(tǒng)綜合經(jīng)濟(jì)性的影響;并分析了煙溫對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的影響;且找出了不同煙溫和蒸發(fā)溫度下的性能更好的循環(huán)系統(tǒng)。結(jié)果表明:綜合目標(biāo)函數(shù)能夠協(xié)調(diào)好熱經(jīng)濟(jì)性和經(jīng)濟(jì)性,可以評(píng)價(jià)系統(tǒng)綜合經(jīng)濟(jì)性;在設(shè)定的條件下,兩系統(tǒng)分別存在綜合經(jīng)濟(jì)性更好的蒸發(fā)溫度區(qū)間,推薦利用IHORC系統(tǒng)回收高溫?zé)煔?而B(niǎo)ORC系統(tǒng)適合回收低溫?zé)煔?且隨著蒸發(fā)溫度的升高,綜合目標(biāo)函數(shù)值先減小后增大,存在某一蒸發(fā)溫度使得系統(tǒng)性能最好;隨著冷凝溫度的增大,綜合經(jīng)濟(jì)性變差;同時(shí),且隨著煙溫的上升,兩系統(tǒng)最佳蒸發(fā)溫度均逐漸增大。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM617

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 湯磊;王羽平;楊平;耿孝儒;翁一武;;低品位熱能超臨界有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電特性分析[J];動(dòng)力工程學(xué)報(bào);2014年08期

2 吳雙應(yīng);易甜甜;肖蘭;;基于多目標(biāo)函數(shù)的亞臨界有機(jī)朗肯循環(huán)的參數(shù)優(yōu)化和性能分析[J];化工學(xué)報(bào);2014年10期

3 郭叢;杜小澤;楊立軍;楊勇平;;地?zé)崮苡袡C(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)性能分析[J];熱力發(fā)電;2014年06期

4 鄧立生;黃宏宇;何兆紅;z錒夂，

本文編號(hào)：1236356