学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

二元非共沸混合工质低温余热发电ORC系统优化研究

作　者: 倪渊
导　师: 赵良举
学　校: 重庆大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 二元非共沸混合工质 有机朗肯循环(ORC) 热力学性能 热经济性
分类号: TM617
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


温度在350℃以下的低温余热普遍存在于建材、冶金、化工和轻工等工业生产中，对其实现高效回收利用具有重要意义。将低温余热所具有的的热能转换为电能，是提高能源利用率和降低环境污染的有效途径。由于受温度水平的限制，低温余热发电系统的效率先天不足，只能从循环方式、工质优选、运行参数等方面尽可能优化以提高其经济性。基于以上考虑，本文以低温烟气余热深度利用为目标，采用二元非共沸混合工质有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)，对变热源温度与定热源温度两种热源进行ORC系统热力学性能理论研究，同时针对定热源温度深入探讨了设计工况与非设计工况下热力学参数变化的影响。最后针对定热源温度进行系统热经济性的研究，将系统热经济性的影响因素、优化变量，以及循环在设计工况和非设计工况下系统热经济性进行对比研究。结果表明：针对变热源温度ORC系统时，二元非共沸混合工质异丁烷/己烷(0.65/0.35)和异丁烷/己烷(0.6/0.4)在火用效率，净输出功率以及排烟温度等热力学性能方面有着突出的优势，相比纯工质更适合低温烟气余热的深度利用，能很好的替代原ORC系统中运行的纯工质。同时也指出蒸发器和冷凝器是系统可用能损失主要来源，在提高系统性能时要着重考虑换热器。针对定热源温度ORC系统时，整个ORC系统热力学性能在最大系统火用效率下较优，将其作为系统设计工况。在原ORC系统中添加新纯工质而构成的二元非共沸混合工质中，采用R245fa/R601a(0.6/0.4)系统热力学综合性能提升更优。热经济性分析中R245fa/R601a(0.9/0.1)热经济性最优，但R245fa/R601a(0.6/0.4)热经济性与R245fa/R601a(0.9/0.1)相差无几。考虑到R245fa/R601a(0.6/0.4)拥有优秀的热力学性能，故R245fa/R601a(0.6/0.4)依然是系统设计时综合考虑采用的循环工质。同时在混合工质中提高R245fa的质量比能降低APR与LEC，提高系统投资收益率和净收益。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
主要符号表  8-9
1 绪论  9-18
  1.1 低温余热发电技术的研究背景和意义  9-10
  1.2 低温余热发电技术的选择  10-11
  1.3 ORC 余热发电技术研究现状  11-16
    1.3.1 ORC 低温余热发电技术研究现状  11-13
    1.3.2 ORC 中温余热发电技术研究现状  13
    1.3.3 ORC 混合工质余热发电技术研究现状  13-16
  1.4 ORC 余热发电技术实际应用  16
  1.5 ORC 低温余热发电技术有待研究的问题  16-17
  1.6 本文主要研究内容  17-18
2 低温余热发电有机朗肯循环的原理和组成  18-28
  2.1 有机朗肯循环的原理与组成  18-19
  2.2 纯工质有机朗肯循环的类型  19-21
  2.3 非共沸混合工质有机朗肯循环  21-23
  2.4 低温余热发电 ORC 系统工质的筛选原则  23-24
  2.5 工质数理模型和计算方法  24-28
    2.5.1 工质状态方程  24
    2.5.2 工质混合法则  24-28
3 二元非共沸混合工质 ORC 系统热力学性能理论研究  28-50
  3.1 变热源温度二元非共沸混合工质 ORC 系统性能分析  28-36
    3.1.1 数学模型  28-30
    3.1.2 二元非共沸混合工质的选取  30-32
    3.1.3 计算工况与相关参数指定  32-33
    3.1.4 计算结果与讨论  33-36
  3.2 定热源温度二元非共沸混合工质 ORC 系统性能分析  36-48
    3.2.1 数学模型  36-39
    3.2.2 二元非共沸混合工质的选取  39-40
    3.2.3 计算工况与相关参数指定  40
    3.2.4 计算结果与讨论  40-48
  3.3 小结  48-50
4 二元非共沸混合工质 ORC 系统经济性优化研究  50-58
  4.1 系统经济性优化目标函数的选取  50-51
  4.2 目标函数优化计算对象的确定  51-52
  4.3 优化结果分析与讨论  52-56
    4.3.1 不同工质在非系统设计工况下的比较分析  52-55
    4.3.2 不同工质在系统设计工况下的比较分析  55-56
  4.4 小结  56-58
5 结论与展望  58-60
  5.1 结论  58-59
  5.2 展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-66
附录  66
  作者在攻读学位期间发表的论文目录  66

相似论文

  1. Mg-Ni-La块体金属玻璃体系的晶化和储氢性能研究,TG139.8
  2. 仿棉共聚酯的合成与纤维的制备,TQ342
  3. 渐缩型混合室引射式加热器加热性能理论分析与实验,TM621.4
  4. 热电厂能量利用与节能技术改造研究,TM621
  5. 基于能质系数的热电联产系统能量分析及优化改造研究,TM611.3
  6. 键能模型的推广及其在纳米材料中的应用,TB383.1
  7. 固体氧化物燃料电池热力电化学耦合数值模拟,TM911.4
  8. 太阳能与火电厂回热系统一体化的热经济性研究,TM615
  9. 燃烧后碳捕捉火电厂的运行热经济性研究,TM621
  10. 整体煤气化联合循环的系统设计与经济分析,TM611.3
  11. 火电机组局部参数变化与热经济性的微增关系研究,TM621.4
  12. 微观布朗热机的性能研究,TK123
  13. 系列有机酸脱铬机理的研究,X794
  14. 熔融挤出吹塑法制备羟丙基交联淀粉膜的研究,TS236.9
  15. 布雷顿热机的热力学优化分析,TK123
  16. 磁热处理对La_（0.67）Mg_（0.33）Ni_（2.5）M_（0.5）（M=Co，Cu）贮氢合金气固相反应的影响,TG139.7
  17. 稀土—镁—镍基贮氢合金自放电性能的研究,TM912.9
  18. 乙烯基环氧树脂的可见光固化及性能研究,TQ323.5
  19. 海藻纤维的制备及吸附性能的研究,TQ341
  20. 储氢合金与苯组成的浆液的吸氢特性研究,TG139.7
  21. La-Mg-Ni系A_2B_7型合金储氢性能的研究,TG139.7

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电 > 余热发电
© 2012 www.xueweilunwen.com