本文關(guān)鍵詞：ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的能效分析

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【摘要】：有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)采用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì),將低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)電能,具有結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便、負(fù)荷適應(yīng)性好等優(yōu)勢。本課題對100~130℃的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了能效分析和實(shí)驗(yàn)測試研究,并對優(yōu)化方案進(jìn)行了模擬分析,主要研究內(nèi)容如下:(1)基于熱力學(xué)第一、第二定律,采用火用平衡方法,對ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)及設(shè)備建立了能效分析模型,用流程模擬軟件Aspen 7.3模擬分析了工況參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響,得出環(huán)境溫度、蒸發(fā)溫度、膨脹機(jī)等熵效率是系統(tǒng)性能提高的有利因素,過冷度及冷凝溫度的升高對系統(tǒng)性能的提高是不利因素,過熱度對系統(tǒng)性能的影響不大。(2)設(shè)計(jì)搭建了以自主研發(fā)的向心透平為膨脹機(jī),R123為工質(zhì),導(dǎo)熱油為熱源的ORC低溫余熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)臺。對主要設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試和分析,結(jié)果表明:向心透平入口溫度升高,其轉(zhuǎn)速、輸出功率、等熵效率及不可逆損失均增大;蒸發(fā)器導(dǎo)熱油側(cè)入口溫度升高,其換熱量、熱效率、火用效率均增大,不可逆損失降低,蒸發(fā)壓力升高,換熱量增大,不可逆損失降低,熱效率和火用效率增大,且蒸發(fā)器是循環(huán)系統(tǒng)中火用損失最大的設(shè)備;隨冷凝壓力升高,冷凝器火用損失增大,火用效率降低,不可逆損失僅次于蒸發(fā)器;液壓隔膜泵總體性能良好,無泄漏,火用損小,適合低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。(3)對系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測試研究得到:導(dǎo)熱油入口溫度升高,系統(tǒng)總不可逆損失降低,輸出功率、熱效率、火用效率均增大;蒸發(fā)壓力增大,總不可逆損失降低,蒸發(fā)器、冷凝器的傳熱溫差火用損失、向心透平泄漏損失為系統(tǒng)總損失主要部分。(4)在實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上提出了乏汽回?zé)�、抽氣回�(zé)峒霸贌嵫h(huán)三種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,并建立了熱力學(xué)分析模型,利用流程模擬軟件Aspen Plus對三種復(fù)雜的循環(huán)進(jìn)行模擬與分析,得到:熱源溫度不變,蒸發(fā)溫度88℃,乏汽回?zé)�、抽氣回�(zé)峒霸贌嵯到y(tǒng)的熱效率和火用效率比基本ORC系統(tǒng)分別高約3.64%和9.11%、2.83%和3.66%、3.17%和2.08%,所以乏汽回?zé)嵯到y(tǒng)性能最優(yōu),為最佳優(yōu)化方案。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM617

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1202149