一種復疊式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化設計與分析.pdf

1、隨著能源與環(huán)境壓力的日益凸顯，人們積極尋找有效的方式緩解能源問題。全球范圍內(nèi)余熱資源豐富，尤其是中低溫余熱占工業(yè)領域余熱資源的一半以上，如果能夠合理回收這部分余熱對節(jié)約能源、緩解能源短缺有深遠的意義，有機朗肯循環(huán)是回收中低溫余熱的有效方式。
　　目前有機朗肯循環(huán)的研究多集中在低溫熱源部分，為了高效的回收中溫煙氣的余熱資源，本文以一個復疊式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)為研究對象，著眼于工業(yè)領域廣泛存在的200-300℃中溫煙氣余熱資源，從系統(tǒng)結

2、構、工質(zhì)選擇和系統(tǒng)循環(huán)參數(shù)三個方面對系統(tǒng)進行了分析計算，主要研究內(nèi)容和結論如下：
　　首先，建立了煙氣余熱回收復疊式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱力學模型，分析了高溫級過熱過程對系統(tǒng)性能的影響，并以單位煙氣的凈輸出功和熱效率為目標函數(shù)，將復疊式有機朗肯循環(huán)與單級有機朗肯循環(huán)進行了對比分析。
　　然后，根據(jù)有機朗肯循環(huán)工質(zhì)的選擇標準，選定了十二種高溫級有機工質(zhì)和四種低溫級有機工質(zhì)，對工質(zhì)的性能進行了比較分析，并以系統(tǒng)總凈輸出功、熱效率以

3、及火用效率作為目標函數(shù)，分析討論了在熱源范圍內(nèi)二十四對工質(zhì)對目標函數(shù)的變化情況，選出最佳的高溫級、低溫級工質(zhì)對。結果表明在200-300℃熱源范圍內(nèi)，當高溫級工質(zhì)為苯和甲苯時，系統(tǒng)的熱效率處于較高水平，但系統(tǒng)總凈輸出功略低于其他工質(zhì)；硅氧烷類工質(zhì)對應的系統(tǒng)凈輸出功最大，具有較好的做功能力，且低溫級工質(zhì)為R245fa時的熱效率要高于低溫級工質(zhì)為R123時的熱效率。
　　最后，從熱力學第一、二定律角度分析了系統(tǒng)主要循環(huán)參數(shù)高溫級蒸發(fā)溫