低品位余熱有機朗肯循環(huán)綜合性能評估與實驗研究
發(fā)布時間：2021-10-24 21:36
從能源消費結構來看,全球能源消費仍然以一次能源為主。我國能源資源總量雖然豐富,但高度依賴煤炭資源,結構不合理,能源轉換效率較低,且大部分能量以余熱的方式被浪費。因此,回收低品位余熱對提高能源利用率和改善環(huán)境問題具有重要的意義。在低溫余熱發(fā)電技術中,有機朗肯循環(huán)（ORC）具有結構簡單、熱回收率髙且運行費用低等優(yōu)點,是一種有效的低品位余熱發(fā)電技術。本文在廣泛查閱ORC余熱利用技術相關文獻的基礎上,對比研究了不同‘蒸發(fā)器-冷凝器’組合下亞臨界ORC系統(tǒng)的熱經濟性能;研究了過熱和回熱對三種ORC循環(huán)熱經濟性能的影響;建立了跨臨界ORC系統(tǒng)的能量分析,（火用）分析,經濟性分析和環(huán)境影響分析（4E分析）模型,并提出了一種基于多目標的綜合性能評估方法;對原有ORC發(fā)電系統(tǒng)實驗臺進行改造,在改進后的實驗系統(tǒng)上進行了穩(wěn)態(tài)實驗和動態(tài)實驗研究。主要研究內容及結論如下:（1）分別選擇板式換熱器（P）,管殼式換熱器（S）和翅片管式換熱器（F）構成不同的蒸發(fā)器和冷凝器組合,建立了四種ORC系統(tǒng)結構:ORC-PP,ORC-SS,ORC-FP和ORC-FS。采用單位發(fā)電成本作為評價指標,對不同換熱器結構的亞臨界ORC...
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：157 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
全球一次能源消費量[1]
圖 1.2 中國一次能源消費量[5]Fig. 1.2 Chinese primary energy consumption[5]時，快速增長的能源消耗和較低的能源轉化效率也使得我問題變得更加突出。2006 年，我國碳排放量為 6662 百萬增長到了 9123 百萬噸，占全球碳排放量的 27.3%，遠高于美我國在電力、鋼鐵、化工等高耗能行業(yè)，加快了技術改造發(fā)展可再生能源和新能技術，但是要實現(xiàn)全面解決環(huán)境污有很長的一段要走。尤其在工業(yè)、建筑業(yè)和交通業(yè)等行業(yè)電力行業(yè)。國能源資源總量雖然比較豐富，但高度依賴煤炭資源，率仍然較低，清潔能源占比小，環(huán)境問題和氣候變化問題要實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，中國一方面必須“開源”，即和可再生能源，另一方面還要“節(jié)流”，即調整能源結構節(jié)約資源和保護環(huán)境作為一項長期的基本國策。
圖 2.1 有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)示意圖：(a)流程圖，(b)T-s 圖[35]Fig.2.1 Schematic diagram of the organic Rankine cycle system[35]有機朗肯循環(huán)技術優(yōu)勢RC 在回收中低溫余熱具有很多的優(yōu)點[4, 11, 12, 14, 36, 37]：能效率高：ORC 比水蒸氣朗肯循環(huán)回收中低品位熱能具有更高的效作壓力低：ORC 使用的有機工質沸點低，系統(tǒng)可以工作在較低的壓而對系統(tǒng)設備的要求降低；質在膨脹機出口處于氣態(tài)區(qū)：大部分有機工質是干工質或等熵工質C 可以在較低過熱度的前提下，保證膨脹機出口的干度，避免了中能不能為工質提高較大的過熱度的問題；環(huán)境友好：ORC 可采用新型的有機工質，對臭氧層一般沒有破壞，應指數(shù)低。同時，ORC 通常用于回收工業(yè)廢熱，或者用于太陽能、綠色可再生能源的利用中；機工質蒸汽比容小，管道尺寸小，透平通流面積小，單位體積的功率
【參考文獻】：
期刊論文
[1]有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 王大彪,段捷,胡哺松,沈霄峰. 節(jié)能技術. 2015(03)
[2]工業(yè)余熱有機朗肯循環(huán)參數(shù)優(yōu)化和分析[J]. 賀超,劉朝,高虹,徐肖肖,解輝. 工程熱物理學報. 2012(12)
[3]我國工業(yè)余熱回收利用技術綜述[J]. 連紅奎,李艷,束光陽子,顧春偉. 節(jié)能技術. 2011(02)
[4]工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術展望[J]. 周耘,王康,陳思明. 科技情報開發(fā)與經濟. 2010(23)
[5]我國余熱利用現(xiàn)狀與技術進展[J]. 趙欽新,王宇峰,王學斌,惠世恩,徐通模. 工業(yè)鍋爐. 2009(05)
[6]低溫熱能發(fā)電方案中選擇工質和確定參數(shù)的熱力學原則和計算式[J]. 嚴家■. 工程熱物理學報. 1982(01)
博士論文
[1]有機朗肯循環(huán)低溫煙氣余熱發(fā)電系統(tǒng)實驗研究及動態(tài)特性仿真[D]. 王志奇.中南大學 2012
本文編號：3456026
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：157 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
全球一次能源消費量[1]
圖 1.2 中國一次能源消費量[5]Fig. 1.2 Chinese primary energy consumption[5]時，快速增長的能源消耗和較低的能源轉化效率也使得我問題變得更加突出。2006 年，我國碳排放量為 6662 百萬增長到了 9123 百萬噸，占全球碳排放量的 27.3%，遠高于美我國在電力、鋼鐵、化工等高耗能行業(yè)，加快了技術改造發(fā)展可再生能源和新能技術，但是要實現(xiàn)全面解決環(huán)境污有很長的一段要走。尤其在工業(yè)、建筑業(yè)和交通業(yè)等行業(yè)電力行業(yè)。國能源資源總量雖然比較豐富，但高度依賴煤炭資源，率仍然較低，清潔能源占比小，環(huán)境問題和氣候變化問題要實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，中國一方面必須“開源”，即和可再生能源，另一方面還要“節(jié)流”，即調整能源結構節(jié)約資源和保護環(huán)境作為一項長期的基本國策。
圖 2.1 有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)示意圖：(a)流程圖，(b)T-s 圖[35]Fig.2.1 Schematic diagram of the organic Rankine cycle system[35]有機朗肯循環(huán)技術優(yōu)勢RC 在回收中低溫余熱具有很多的優(yōu)點[4, 11, 12, 14, 36, 37]：能效率高：ORC 比水蒸氣朗肯循環(huán)回收中低品位熱能具有更高的效作壓力低：ORC 使用的有機工質沸點低，系統(tǒng)可以工作在較低的壓而對系統(tǒng)設備的要求降低；質在膨脹機出口處于氣態(tài)區(qū)：大部分有機工質是干工質或等熵工質C 可以在較低過熱度的前提下，保證膨脹機出口的干度，避免了中能不能為工質提高較大的過熱度的問題；環(huán)境友好：ORC 可采用新型的有機工質，對臭氧層一般沒有破壞，應指數(shù)低。同時，ORC 通常用于回收工業(yè)廢熱，或者用于太陽能、綠色可再生能源的利用中；機工質蒸汽比容小，管道尺寸小，透平通流面積小，單位體積的功率
【參考文獻】：
期刊論文
[1]有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 王大彪,段捷,胡哺松,沈霄峰. 節(jié)能技術. 2015(03)
[2]工業(yè)余熱有機朗肯循環(huán)參數(shù)優(yōu)化和分析[J]. 賀超,劉朝,高虹,徐肖肖,解輝. 工程熱物理學報. 2012(12)
[3]我國工業(yè)余熱回收利用技術綜述[J]. 連紅奎,李艷,束光陽子,顧春偉. 節(jié)能技術. 2011(02)
[4]工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術展望[J]. 周耘,王康,陳思明. 科技情報開發(fā)與經濟. 2010(23)
[5]我國余熱利用現(xiàn)狀與技術進展[J]. 趙欽新,王宇峰,王學斌,惠世恩,徐通模. 工業(yè)鍋爐. 2009(05)
[6]低溫熱能發(fā)電方案中選擇工質和確定參數(shù)的熱力學原則和計算式[J]. 嚴家■. 工程熱物理學報. 1982(01)
博士論文
[1]有機朗肯循環(huán)低溫煙氣余熱發(fā)電系統(tǒng)實驗研究及動態(tài)特性仿真[D]. 王志奇.中南大學 2012
本文編號：3456026
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