本文關(guān)鍵詞：一種耦合跨臨界與亞臨界有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能分析

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【摘要】：在能源消耗日益嚴(yán)重的今天,回收余熱資源成為了緩解能源危機(jī)的一個(gè)有效途徑。有機(jī)朗肯循環(huán)(organic Rankine cycle,ORC)技術(shù)能將低品位余熱轉(zhuǎn)化為高品位的電能輸出,其結(jié)構(gòu)簡單、靈活性高、運(yùn)行費(fèi)用低、余熱回收率高,近年來,ORC技術(shù)已成為余熱回收利用領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。為了提高回收煙氣余熱的ORC系統(tǒng)效率,本文構(gòu)建了一種耦合跨臨界與亞臨界ORC系統(tǒng)�；跓崃W(xué)基本定律和熱經(jīng)濟(jì)學(xué)理論,對耦合ORC系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的性能分析,同時(shí),對比了耦合ORC系統(tǒng)與單級(jí)跨臨界ORC系統(tǒng)的性能,并探討了工質(zhì)臨界溫度及工質(zhì)組合對耦合ORC系統(tǒng)性能的影響。研究結(jié)果表明:①隨著煙氣進(jìn)口溫度的增加,耦合ORC系統(tǒng)熱力學(xué)性能及熱經(jīng)濟(jì)性能均得到改善;隨著煙氣出口溫度的增加,耦合ORC系統(tǒng)凈輸出功率減少,而熱效率則增加,其?效率先略微減少、后增加,發(fā)電成本、動(dòng)態(tài)投資回收年限及靜態(tài)投資回收年限先略微增加、后減小;隨著余熱換熱器出口煙氣溫度的增加,耦合ORC系統(tǒng)的熱力學(xué)性能下降,而熱經(jīng)濟(jì)性能得到提高。②一級(jí)膨脹機(jī)進(jìn)口壓力的升高會(huì)使耦合ORC系統(tǒng)凈輸出功率、熱效率及?效率均升高,而熱經(jīng)濟(jì)性下降,即系統(tǒng)的發(fā)電成本、動(dòng)態(tài)投資回收年限及靜態(tài)投資回收年限均增加。③隨著中間換熱器節(jié)點(diǎn)溫差的增加,耦合ORC系統(tǒng)凈輸出功率、熱效率及?效率均降低,而系統(tǒng)發(fā)電成本及投資回收年限先快速減少、后略微增加。中間換熱器節(jié)點(diǎn)溫差存在臨界值,當(dāng)節(jié)點(diǎn)溫差小于該臨界值時(shí),耦合ORC系統(tǒng)的熱力學(xué)性能優(yōu)于單級(jí)跨臨界ORC系統(tǒng),臨界值變化范圍為(0~20)℃。此外,存在最佳中間換熱器節(jié)點(diǎn)溫差使得系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性能最好,該最佳值變化范圍為(7~9)℃。④在計(jì)算范圍內(nèi),工質(zhì)臨界溫度大于150℃時(shí),耦合ORC系統(tǒng)性能較好,同時(shí),耦合ORC系統(tǒng)中工質(zhì)為等熵工質(zhì)時(shí)的系統(tǒng)性能優(yōu)于為干工質(zhì)時(shí)系統(tǒng)性能,即等熵工質(zhì)對系統(tǒng)性能的提高有積極作用。工質(zhì)組合為R123/R141b時(shí),耦合ORC系統(tǒng)具有最優(yōu)熱力學(xué)性能,工質(zhì)組合為R123/n-hexane時(shí),耦合ORC系統(tǒng)具有最優(yōu)熱經(jīng)濟(jì)性能。⑤在耦合ORC系統(tǒng)中,?損失主要分布在余熱換熱器、中間換熱器及預(yù)熱器中,其次為冷凝器與膨脹機(jī),工質(zhì)泵的?損失最少,且各部件的?損失隨運(yùn)行條件的變化而變化。
【關(guān)鍵詞】：余熱回收 有機(jī)朗肯循環(huán) 耦合ORC系統(tǒng) 熱力學(xué)性能 熱經(jīng)濟(jì)性能
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM617
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 主要符號(hào)表8-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 研究背景和意義10-12
• 1.1.1 我國能源現(xiàn)狀10-11
• 1.1.2 余熱資源利用技術(shù)11-12
• 1.2 有機(jī)朗肯循環(huán)研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與改進(jìn)12-16
• 1.2.2 系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)和參數(shù)優(yōu)化16-17
• 1.2.3 有機(jī)工質(zhì)的篩選17-20
• 1.3 主要研究內(nèi)容20-22
• 2 耦合ORC系統(tǒng)熱力學(xué)性能分析22-46
• 2.1 耦合ORC系統(tǒng)熱力學(xué)模型22-28
• 2.1.1 耦合系統(tǒng)流程22-24
• 2.1.2 熱力學(xué)性能分析模型24-26
• 2.1.3 (火用)分析模型26-28
• 2.2 熱力學(xué)性能分析結(jié)果與討論28-37
• 2.2.1 煙氣溫度的影響29-32
• 2.2.2 一級(jí)膨脹機(jī)進(jìn)口壓力的影響32-33
• 2.2.3 中間換熱器節(jié)點(diǎn)溫差的影響33-35
• 2.2.4 膨脹機(jī)最佳壓比35-37
• 2.3 (火用)分析結(jié)果與討論37-44
• 2.3.1 煙氣溫度的影響38-42
• 2.3.2 一級(jí)膨脹機(jī)進(jìn)口壓力的影響42-43
• 2.3.3 中間換熱器節(jié)點(diǎn)溫差的影響43-44
• 2.4 小結(jié)44-46
• 3 耦合ORC系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性能分析46-58
• 3.1 耦合ORC系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)模型46-50
• 3.1.1 熱經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)46-48
• 3.1.2 換熱器面積計(jì)算模型48-50
• 3.2 熱經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)果與討論50-56
• 3.2.1 煙氣溫度的影響51-54
• 3.2.2 一級(jí)膨脹機(jī)進(jìn)口壓力的影響54
• 3.2.3 中間換熱器節(jié)點(diǎn)溫差的影響54-56
• 3.3 小結(jié)56-58
• 4 循環(huán)工質(zhì)組合對耦合ORC系統(tǒng)性能的影響58-72
• 4.1 循環(huán)工質(zhì)的選擇58-59
• 4.1.1 循環(huán)工質(zhì)篩選要求58
• 4.1.2 循環(huán)工質(zhì)物性參數(shù)58-59
• 4.2 循環(huán)工質(zhì)對耦合系統(tǒng)熱力學(xué)性能的影響59-65
• 4.2.1 系統(tǒng)凈輸出功率及熱效率59-61
• 4.2.2 系統(tǒng)(火用)效率及(火用)損失61-63
• 4.2.3 工質(zhì)組合優(yōu)化結(jié)果63-65
• 4.3 循環(huán)工質(zhì)對耦合系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的影響65-70
• 4.3.1 發(fā)電成本65-67
• 4.3.2 投資回收年限67-68
• 4.3.3 不同工質(zhì)組合優(yōu)化結(jié)果68-70
• 4.4 小結(jié)70-72
• 5 結(jié)論72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 附錄82
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文82
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間獲獎(jiǎng)82

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉鵬;吳文;鄭志俠;潘成榮;;安徽省揮發(fā)性有機(jī)物排放水平測算與分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年25期

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3 王建偉;張曉明;宋慶亮;高潔;;基于PSR模型的低碳交通運(yùn)輸發(fā)展評(píng)價(jià)研究[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年03期

4 郭建科;黃明蔚;盧亮;;從中碳強(qiáng)度指數(shù)看廣東碳減排的發(fā)展[J];廣東科技;2014年10期

5 劉曉宇;韓振宇;蘇藝;韓國剛;陳忱;;中國2030年不同地區(qū)二氧化硫排放量預(yù)測與對策研究[J];電力科技與環(huán)保;2014年04期

6 汪鋒;豆南南;喻冬梅;;基于電力系統(tǒng)碳排放流的分省化石能源消費(fèi)CO_2排放量測算[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2014年17期

7 曾詩鴻;徐妍;;基于零和DEA模型的中國省級(jí)碳減排分配效率研究[J];管理現(xiàn)代化;2014年05期

8 徐鋼;胡s，

本文編號(hào)：769004