生物質(zhì)燃料爐驅(qū)動(dòng)的小型有機(jī)朗肯循環(huán)三聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文生物質(zhì)燃料爐驅(qū)動(dòng)的小型有機(jī)生物質(zhì)燃料爐驅(qū)動(dòng)的小型有機(jī)朗肯朗肯循環(huán)循環(huán)三聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化三聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化DesignOptimizationofaSmallscaleBiomassfuelledTrigenerationSystemIntegratedganicRankineCycles一級(jí)學(xué)科：動(dòng)力機(jī)械及工程熱物理學(xué)科專業(yè)：熱能工程作者姓名：李子申指導(dǎo)教師：李惟毅教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二零一五年十二月I中

2、文摘要中文摘要在能源日益短缺，環(huán)境漸趨惡化的當(dāng)代社會(huì)，開(kāi)發(fā)新能源或利用可再生能源已經(jīng)成為緩解這種矛盾的重要方式。作為可再生能源，生物質(zhì)保有量大，供應(yīng)穩(wěn)定，發(fā)展生物質(zhì)能源符合中國(guó)乃至世界可持續(xù)發(fā)展的要求。本文提出一種新型的生物質(zhì)能驅(qū)動(dòng)的小型有機(jī)朗肯循環(huán)（ganicRankinecycleC）冷熱電三聯(lián)供（combinedcoolingheatpowerCCHP）系統(tǒng)（biomassfuelledCCHPC），并對(duì)其進(jìn)行工質(zhì)優(yōu)選和熱力學(xué)分析

3、以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：建立該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，給出初始參數(shù)：鍋爐熱負(fù)荷為1MW，生物質(zhì)燃料選擇玉米秸稈；通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型建立熱力學(xué)模型，用Matlab編程模擬運(yùn)行得出一系列性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。介紹了BiomassfuelledCCHPC系統(tǒng)有機(jī)工質(zhì)選取原則；改變有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)溫度，用凈輸出功、制熱量、制冷量、熱效率、經(jīng)濟(jì)熱效率、?效率、CO2排放量和可持續(xù)發(fā)展指數(shù)SI等性能指標(biāo)對(duì)不同工質(zhì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)：凈輸出功、制熱量和熱效率等指標(biāo)較高的

4、是PF5050和HFE7000，制冷量較高的是R141b。此外，提出一種綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)所選六個(gè)性能參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用變異系數(shù)法確定各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，得出綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)下最優(yōu)工質(zhì)是R245fa。選取R245fa為系統(tǒng)工質(zhì)，將蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)器夾點(diǎn)溫差作為非獨(dú)立變量對(duì)CCHPC系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出蒸發(fā)溫度在不同夾點(diǎn)溫差下對(duì)系統(tǒng)各性能指標(biāo)產(chǎn)生不同的影響，而夾點(diǎn)溫差對(duì)系統(tǒng)影響較??；運(yùn)用控制變量法，在夾點(diǎn)溫差為5K時(shí)，分析單一變量熱源溫度

5、、蒸發(fā)溫度和C泵入口溫度對(duì)系統(tǒng)四種運(yùn)行模式下（純發(fā)電，熱電聯(lián)供CHP，冷電聯(lián)供CCP，冷熱電聯(lián)供CCHP）各性能參數(shù)的影響：熱源溫度對(duì)系統(tǒng)影響較小，蒸發(fā)溫度為409K時(shí)能使大多數(shù)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，而C泵入口溫度在不同運(yùn)行模式下對(duì)各指標(biāo)會(huì)產(chǎn)生不同的影響；通過(guò)改變蒸發(fā)溫度和C泵入口溫度可以實(shí)現(xiàn)功冷功熱之比的調(diào)節(jié)。四種運(yùn)行模式下，各評(píng)價(jià)指標(biāo)從大到小依次是CCHPCCPCHP純發(fā)電模式；此外，通過(guò)CO2排放量和可持續(xù)發(fā)展指數(shù)SI將系統(tǒng)和環(huán)境結(jié)合起來(lái)