低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能分析及試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間：2017-10-21 20:41
本文關(guān)鍵詞：低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能分析及試驗(yàn)研究
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【摘要】：能源是人類(lèi)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ).伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)極大地加快了不可再生能源的消耗,使得一次能源面臨短缺枯竭的局面。近些年來(lái),伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,能源消費(fèi)日益增加,能源不足的問(wèn)題日益凸顯,同時(shí)大量使用化石燃料也帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞,化石燃料燃燒溫室氣體的排放,是全球溫室效應(yīng)的重要因素,削減溫室氣體的排放,緩解全球變暖進(jìn)程,已在全球內(nèi)達(dá)到廣泛共識(shí)。本文以低溫?zé)嵩礋崂脼楸尘?開(kāi)展了低溫?zé)嵩碠RC熱發(fā)電的研究。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的工作做了充分的調(diào)研研究,對(duì)比國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,結(jié)合工程實(shí)際,針對(duì)ORC系統(tǒng)特點(diǎn),對(duì)前人已做的工作進(jìn)行了總結(jié)。本文以R245fa為工質(zhì),建立基本ORC系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,通過(guò)試算法確定5-kW發(fā)電規(guī)模的ORC熱發(fā)電系統(tǒng)的基本工況點(diǎn),并利用流程軟件對(duì)5-kW發(fā)電規(guī)模的ORC熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算。分析了蒸發(fā)溫度、冷凝壓力、熱源溫度對(duì)ORC系統(tǒng)性能的影響。在給定熱源條件下,選擇盡可能高的蒸發(fā)溫度降低冷凝溫度,有利于顯著提高ORC系統(tǒng)整體輸出功率及熱效率。換熱器能否與ORC系統(tǒng)其他設(shè)備相匹配對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)有重要影響。利用夾點(diǎn)溫差技術(shù)對(duì)系統(tǒng)以及蒸發(fā)器內(nèi)的工況點(diǎn)進(jìn)行性能優(yōu)化分析。通過(guò)計(jì)算結(jié)果表明,系統(tǒng)的最佳夾點(diǎn)溫差隨著熱源溫度的增加而降低,最佳蒸發(fā)溫度隨著熱源溫度的升高而增加:熱源溫度363.15K時(shí),最佳夾點(diǎn)溫差4K,最佳蒸發(fā)溫度332.15K;373.15K時(shí),最佳夾點(diǎn)溫差為3K,最佳蒸發(fā)溫度340.15K。本文在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上,以R245fa、HFE-7100為工質(zhì),對(duì)ORC系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。在以R245fa為循環(huán)工質(zhì)的試驗(yàn)中,試驗(yàn)結(jié)果表明:熱源溫度不變,工質(zhì)蒸發(fā)壓力、蒸發(fā)溫度、液位高度、工質(zhì)泵轉(zhuǎn)速均維持在一個(gè)較為穩(wěn)定值,系統(tǒng)能夠在一個(gè)較為穩(wěn)定的條件下運(yùn)行。當(dāng)熱源溫度穩(wěn)定在332K左右,蒸發(fā)壓力穩(wěn)定在4.5bar左右,液位高度維持在300mm,工質(zhì)泵轉(zhuǎn)速維持在1200r/min左右。在R245fa試驗(yàn)中,系統(tǒng)最大輸出功達(dá)到894.6W系統(tǒng)最大熱效率達(dá)到4.1%。在以HFE-7100為循環(huán)工質(zhì)的試驗(yàn)中,HFE-7100在系統(tǒng)中變化趨勢(shì)與R245fa變化趨勢(shì)基本相同,但是在熱源溫度低于373.15K時(shí),HFE-7100系統(tǒng)最大輸出功為45W,與R245fa的894.6W有較大差距。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)朗肯循環(huán) 夾點(diǎn)溫差 換熱系數(shù) 低溫?zé)嵩?/strong> R245fa
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM61
【目錄】：
- 摘要4-5
- Abstract5-14
- 第一章 緒論14-22
- 1.1 課題研究背景及意義14
- 1.2 低溫?zé)嵩船F(xiàn)狀14-16
- 1.3 低溫有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)綜述16-21
- 1.3.1 有機(jī)工質(zhì)的選擇的研究17-18
- 1.3.2 有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究18-20
- 1.3.3 有機(jī)朗肯循環(huán)運(yùn)行參數(shù)的研究20-21
- 1.4 本文研究?jī)?nèi)容21-22
- 第二章 ORC系統(tǒng)模型的建立22-30
- 2.1 ORC系統(tǒng)流程22-23
- 2.2 ORC系統(tǒng)熱力學(xué)模型建立23-25
- 2.3 ORC系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)模型的建立25-29
- 2.3.1 基于夾點(diǎn)溫差技術(shù)系統(tǒng)模型的建立25-27
- 2.3.2 ORC系統(tǒng)蒸發(fā)器模型的建立27-29
- 2.4 本章小結(jié)29-30
- 第三章 ORC系統(tǒng)性能分析30-52
- 3.1 設(shè)計(jì)工況分析30-32
- 3.2 運(yùn)行參數(shù)對(duì)系統(tǒng)影響32-38
- 3.2.1 模型驗(yàn)證32
- 3.2.2 蒸發(fā)溫度對(duì)系統(tǒng)影響32-34
- 3.2.3 冷凝壓力對(duì)系統(tǒng)影響34-36
- 3.2.4 熱源溫度對(duì)系統(tǒng)影響36-38
- 3.3 ORC系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)分析38-45
- 3.3.1 不同夾點(diǎn)溫差下系統(tǒng)性能分析38-41
- 3.3.2 系統(tǒng)最佳工況下蒸發(fā)器性能分析41-45
- 3.4 帶相變儲(chǔ)熱器內(nèi)回?zé)崾较到y(tǒng)分析45-50
- 3.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理46-48
- 3.4.2 計(jì)算結(jié)果及分析48-50
- 3.5 本章小結(jié)50-52
- 第四章 ORC系統(tǒng)試驗(yàn)研究52-72
- 4.1 ORC試驗(yàn)系統(tǒng)52-60
- 4.1.1 熱源子系統(tǒng)53-55
- 4.1.2 冷源子系統(tǒng)55-57
- 4.1.3 ORC運(yùn)行系統(tǒng)57-60
- 4.2 試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行操作60-62
- 4.2.1 ORC運(yùn)行控制系統(tǒng)60-61
- 4.2.2 啟動(dòng)操作步驟61-62
- 4.2.3 停機(jī)操作步驟62
- 4.3 參數(shù)測(cè)量與試驗(yàn)誤差分析62-64
- 4.3.1 參數(shù)測(cè)量62-63
- 4.3.2 誤差分析63-64
- 4.4 試驗(yàn)中存在的問(wèn)題及解決方法64-65
- 4.4.1 工質(zhì)泵調(diào)節(jié)問(wèn)題64
- 4.4.2 系統(tǒng)不穩(wěn)定問(wèn)題64-65
- 4.4.3 系統(tǒng)操作安全問(wèn)題65
- 4.5 試驗(yàn)結(jié)果與分析65-70
- 4.5.1 R245fa試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析65-68
- 4.5.2 HFE-7100試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析68-70
- 4.6 本章小結(jié)70-72
- 第五章 總結(jié)與展望72-74
- 5.1 總結(jié)72-73
- 5.2 展望73-74
- 參考文獻(xiàn)74-79
- 致謝79-80
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果80
【相似文獻(xiàn)】
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1 劉桂蓮,奚西峰,馮霄;溫差貢獻(xiàn)值法中參考物流的確定[J];石油化工;2001年03期
2 楊宏軍;李靜;;基于最優(yōu)夾點(diǎn)溫差的換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];能源工程;2010年01期
3 ;[J];;年期
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1 劉軒;低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能分析及試驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年
2 周舒蒙;有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中蒸發(fā)器和冷凝器夾點(diǎn)溫差的優(yōu)化與匹配研究[D];重慶大學(xué);2014年
，本文編號(hào)：1075186
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