工業(yè)余熱發(fā)電二元非共沸混合工質ORC系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國能源短缺及環(huán)境污染的壓力日益增大,利用普遍存在于建材、冶金、化工和輕工等工業(yè)生產中的低溫工業(yè)余熱,將其中所儲存的熱能轉化為電能,已然成為節(jié)能減排的重要手段。余熱較低的溫度水平限制了常規(guī)蒸汽動力循環(huán)的熱功轉換效率。本文采用有機朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng)來回收利用工業(yè)余熱,探討非共沸混合工質的組分配比及ORC運行工況,研究如何提高ORC系統(tǒng)的熱力學性能。研究的主要內容如下:
　　①為比較二元非共沸混合工質與純工質ORC系統(tǒng),采用混

2、合工質兩相區(qū)平均溫度為基準,以最大凈輸出功為評價指標,分析純工質 R245fa、R601a及混合工質R245fa/R601a系統(tǒng)的熱力性能。R245fa/R601a(0.9/0.1)系統(tǒng)與純工質系統(tǒng)相比具有最大熱力學性能優(yōu)勢;R245fa/R601a質量比為(0.5/0.5)~(0.9/0.1)時混合工質系統(tǒng)綜合熱力學性能較好;存在最適宜質量比使系統(tǒng)發(fā)揮較優(yōu)熱力學性能。
　?、谝蕴接懚枪卜谢旌瞎べ|組分及質量配比為目的,采用在熱

3、力性能較優(yōu)但具有燃燒特性的工質中引入抑燃劑的思路,將具有抑燃特性的R13I1、R227ea、R245fa與具有易燃特性的DME、R601a、R141b以不同質量配比形成七組新型二元非共沸混合工質。以系統(tǒng)熱力學性能及經濟性為評價指標篩選出七組混合工質的適宜配比,分別為R245fa/DME(0.8/0.2)、R245fa/R601a(0.4/0.6)、R245fa/R141b(0.7/0.3)、R13I1/R601a(0.8/0.2)、R1

4、3I1/R141b(0.6/0.4)、R227ea/R601a(0.7/0.3)、R227ea/R141b(0.8/0.2)。
　?、垡蕴接懛枪卜谢旌瞎べ|ORC系統(tǒng)循環(huán)工況為目的,采用篩選得到的7組適宜配比的混合物為循環(huán)工質,比較系統(tǒng)在不同工況下的凈輸出功、火用效率及LEC。結果表明在結合實際情況下盡可能地降低冷凝溫度;固定余熱溫度及質量流量的情況下,最佳蒸發(fā)溫度與余熱溫度保持50℃~60℃的溫差;混合工質計算基準點的選擇影響工質