發(fā)布時間：2021-07-10 02:16

　　隨著工業(yè)的發(fā)展能源消耗日益嚴(yán)重,從能源結(jié)構(gòu)來看,目前主要能源消費依然是以煤炭為代表的化石燃料。我國現(xiàn)階段能源利用結(jié)構(gòu)尚不完善,一方面是生產(chǎn)過程本身能源利用效率不夠高,另一方面是大量的余熱資源直接排放而不加以利用。在我國工業(yè)余熱中低溫余熱占總量的一半以上,回收潛力巨大。但由于低溫余熱本身的性質(zhì)原因,長期以來在低溫余熱回收過程中一直存在回收難度大、回收效率低的問題。本文以煙氣余熱利用原則為切入點,首先分析并總結(jié)了煙氣余熱利用的三個層面,然后通過比較不同余熱回收方式最終選用有機(jī)朗肯循環(huán)（Organic Rankine Cycle,ORC）系統(tǒng)進(jìn)行低溫?zé)煔庥酂峄厥铡６髲捏w積和煙氣側(cè)壓降兩個方面綜合考慮不同換熱器的性能,對煙氣余熱回收換熱器進(jìn)行了選擇。緊接著建立了ORC系統(tǒng)的熱力學(xué)模型和評價模型。通過對干燥窯煙氣余熱參數(shù)進(jìn)行分析,設(shè)計了模擬實驗的冷熱源參數(shù)與模擬條件,并結(jié)合工質(zhì)的特性和工質(zhì)選取原則,選用R245fa作為循環(huán)工質(zhì)展開研究。最后以最小發(fā)電成本為目標(biāo)函數(shù)對在不同外部冷熱源參數(shù)下的ORC系統(tǒng)進(jìn)行多參數(shù)優(yōu)化,尋找最佳內(nèi)部運行參數(shù)及其變化規(guī)律。通過對變化規(guī)律的分析總結(jié)出系統(tǒng)最佳運行參數(shù)和最... 

【文章來源】：河北工程大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)圖

第1章緒論11指標(biāo)，分析不同外部運行參數(shù)對系統(tǒng)最佳內(nèi)部循環(huán)參數(shù)的影響，并總結(jié)最佳內(nèi)部循環(huán)參數(shù)的變化規(guī)律。定性分析不同外部運行參數(shù)對系統(tǒng)發(fā)電成本影響的大校為有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)在工程實踐應(yīng)用提供參考。（6）最后，對本文的研究工作及成果進(jìn)行總結(jié)闡述，指出本文在研究工作中的不足并對進(jìn)一步的研究做出展望。1.7本文研究的技術(shù)路線圖1-2技術(shù)路線圖Fig.1-2Thetechnologyroadmap

河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文16圖2-1提高能量利用技術(shù)手段路線圖Fig.2-1Roadmapoftechnicalmeanstoimproveenergyutilization2.3余熱回收發(fā)電技術(shù)的比較與選擇國內(nèi)外對于煙氣余熱回收利用的研究起步于上個世紀(jì)七十年代，目前使用發(fā)電技術(shù)回收煙氣余熱主要有三種：卡琳娜循環(huán)、水蒸氣朗肯循環(huán)和有機(jī)朗肯循環(huán)[37-38]�？漳妊h(huán)系統(tǒng)最早是由俄國專家提出的一種動力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，后經(jīng)很多科研工作者深入研究�？漳妊h(huán)發(fā)電系統(tǒng)是以氨和水的混合物作為工質(zhì)進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng)，在循環(huán)系統(tǒng)工作過程中由于氨和水的沸點不同，吸收余熱源熱量時氨和水先后蒸發(fā)，其突出優(yōu)勢就是在不同溫度的余熱源情況下匹配度較高。但是，因為卡琳娜循環(huán)使用的工質(zhì)為氨的水溶液，所以系統(tǒng)必須要配備一個蒸餾裝置來控制調(diào)節(jié)氨水的濃度，從而也增加了系統(tǒng)復(fù)雜性使投資成本升高。此外，氨是一種有毒且極易揮發(fā)的物質(zhì)，易燃易爆，這就使得卡琳娜循環(huán)系統(tǒng)在循環(huán)設(shè)備及管路的密封上需具有較高的技術(shù)水平，而且后期的運行維護(hù)費用也隨之升高。如果余熱源的溫度較低，使用卡琳娜循環(huán)的效果也會減低，這將使企業(yè)的投資成本回收期變長，經(jīng)濟(jì)效益非常低。在很多工廠的實踐應(yīng)用中證明卡琳娜循環(huán)的效果不盡如人意，即使是運行工況良好的卡琳娜循環(huán)發(fā)電裝置，其經(jīng)濟(jì)效益也不甚理想。水蒸氣朗肯循環(huán)是以水作為工質(zhì)的動力循環(huán)裝置，是目前大型火電廠最常用的循環(huán)系統(tǒng)。因為水中含有少量無機(jī)鹽和氧氣兩種物質(zhì)，在循環(huán)過程中會對系統(tǒng)造成不良的影響。因此，水蒸氣朗肯循環(huán)必須要配備除鹽設(shè)備和除氧設(shè)備，如此一來就產(chǎn)生了和卡琳娜循環(huán)相同的缺點——系統(tǒng)的復(fù)雜性升高，投資成本也升高。此外，還由于水在蒸發(fā)器中與熱源進(jìn)行換熱后生成的水蒸氣比體積較大，這就要

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]有機(jī)工質(zhì)向心透平設(shè)計與變工況分析[J]. 韓中合,賈曉強(qiáng),李鵬.  動力工程學(xué)報. 2020(01)
[2]考慮環(huán)境溫度變工況的分液冷凝有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[J]. 邱觀福,羅向龍,陳健勇,楊智,陳穎.  廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(06)
[3]有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)工質(zhì)設(shè)計與系統(tǒng)參數(shù)的同步優(yōu)化[J]. 王羽鵬,羅向龍,梁俊偉,陳健勇,楊智,陳穎.  廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020(01)
[4]基于火積耗散熱阻的新型板式省煤器傳熱分析[J]. 徐迅,吳俐俊.  熱能動力工程. 2019(12)
[5]基于MODA算法的有機(jī)朗肯循環(huán)多目標(biāo)優(yōu)化[J]. 韓中合,梅中愷,李鵬.  工程熱物理學(xué)報. 2019(11)
[6]熱泵技術(shù)在火電廠節(jié)能中的應(yīng)用分析[J]. 馬靜姝.  中國設(shè)備工程. 2019(20)
[7]蜂巢式煙氣換熱器積灰特性及其參數(shù)化研究[J]. 湯松臻,王飛龍,趙欽新,何雅玲,于洋.  工程熱物理學(xué)報. 2019(09)
[8]氟塑料管煙氣換熱器的工程實踐及應(yīng)用效果分析[J]. 劉偉平,葉曉峰,車凌云,黃群,施華榮,樊鵬.  上海節(jié)能. 2019(08)
[9]低溫過熱有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)篩選及參數(shù)優(yōu)化[J]. 李鵬,韓中合,梅中愷,韓旭,王智.  太陽能學(xué)報. 2018(09)
[10]以R123和R245fa為循環(huán)工質(zhì)的車用余熱回收系統(tǒng)的分析[J]. 史磊,魏名山,馬朝臣.  北京理工大學(xué)學(xué)報. 2017(09)

博士論文
[1]ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)熱力學(xué)分析與性能優(yōu)化研究[D]. 何嶸.鄭州大學(xué) 2019

碩士論文
[1]基于ORC的瓷磚生產(chǎn)線余熱回收利用研究[D]. 肖銳.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]太陽能有機(jī)朗肯循環(huán)中低溫發(fā)電系統(tǒng)性能分析及優(yōu)化設(shè)計[D]. 周鑫磊.山東建筑大學(xué) 2019
[3]化工低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化分析[D]. 姚玉婷.天津大學(xué) 2018
[4]管式煙氣—水換熱管傳熱性能分析與優(yōu)化研究[D]. 劉亞晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]中低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化及實驗研究[D]. 許俊俊.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[6]余熱資源品質(zhì)的熱力學(xué)可用勢評價方法研究[D]. 包予佳.華中科技大學(xué) 2014
[7]熱電廠余熱梯級利用模式研究[D]. 蘇喜慶.武漢理工大學(xué) 2010
[8]工業(yè)煙氣余熱回收利用方案優(yōu)化研究[D]. 孟嘉.華中科技大學(xué) 2008
[9]板式換熱器傳熱與流動分析[D]. 曲寧.山東大學(xué) 2005



本文編號：3274975