為提高能源綜合利用率,將微型燃?xì)廨啓C(jī)(MGT)和有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC)/噴射制冷循環(huán)(ERC)結(jié)合,構(gòu)建燃?xì)?有機(jī)工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。以兩種燃?xì)?有機(jī)工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)為研究對(duì)象,即燃?xì)?有機(jī)工質(zhì)發(fā)電(MGT+ORC)、燃?xì)?有機(jī)工質(zhì)制冷(MGT+ERC),分析了微型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)工況下燃?xì)?有機(jī)工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)特性及采用5種有機(jī)工質(zhì)時(shí)聯(lián)合循環(huán)性能變化規(guī)律。結(jié)果表明:MGT+ORC和MGT+ERC可顯著提高聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)輸出功率和效率,對(duì)于MGT+ORC而言,R123是最佳工質(zhì),具有最大發(fā)電能力,對(duì)MGT+ERC而言,R600是最佳工質(zhì),具有最大制冷能力;在MGT+ORC聯(lián)合循環(huán)中微型燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷從100%降到45%時(shí),采用R123工質(zhì)的ORC系統(tǒng)輸出電功率從20.9 kW下降到14.3 kW。

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【部分圖文】：

圖1微型燃?xì)廨啓C(jī)/有機(jī)工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)圖

聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。在MGT+ERC聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中有機(jī)工質(zhì)制冷采用噴射制冷,在噴嘴出口產(chǎn)生引射作用,帶動(dòng)制冷蒸發(fā)器內(nèi)工質(zhì)蒸發(fā)對(duì)外制冷。MGT+ORC聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中有機(jī)工質(zhì)發(fā)電是朗肯循環(huán)。煙氣余熱經(jīng)換熱器加熱有機(jī)工質(zhì),有機(jī)工質(zhì)吸收熱量,經(jīng)飽和區(qū)、兩相區(qū)、過(guò)熱區(qū),生成過(guò)熱工作....

圖2蒸發(fā)器中的換熱過(guò)程示意圖

煙氣與有機(jī)工質(zhì)之間的最小溫差稱為夾點(diǎn)溫差,采用ε-NTU夾點(diǎn)法對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)的傳熱過(guò)程進(jìn)行計(jì)算,夾點(diǎn)通常在工質(zhì)泡點(diǎn)處得到。換熱過(guò)程如圖2所示。tp為夾點(diǎn)溫度,tg為蒸發(fā)溫度,其他端點(diǎn)為圖1中蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度。蒸發(fā)器中的有機(jī)工質(zhì)吸收MGT煙氣中的熱量,生成工作蒸汽。2聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)....

圖3MGT變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)燃料流量和煙氣溫度

圖3為MGT變負(fù)荷時(shí)燃料流量和煙氣溫度。輸出功率從100kW降至47kW,煙氣溫度由300℃降至240℃,燃?xì)赓|(zhì)量流量由0.0077kg/s降至0.0059kg/s。圖4為MGT+ORC聯(lián)合循環(huán)中采用5種工質(zhì)的ORC電功率的變化規(guī)律。采用R123工質(zhì)時(shí)ORC電功率....

圖4MGT+ORC聯(lián)合循環(huán)中ORC電功率

圖4為MGT+ORC聯(lián)合循環(huán)中采用5種工質(zhì)的ORC電功率的變化規(guī)律。采用R123工質(zhì)時(shí)ORC電功率從20.9kW降至12.5kW。5種工質(zhì)中,R123在變工況范圍內(nèi)功率最高,R601a次之,R245fa和R600具有中等功率,R600a功率最小。圖5為ORC采用不同工質(zhì)時(shí),M....

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