基于低溫?zé)煔庥酂峄厥盏腒alina循環(huán)熱經(jīng)濟性能研究.pdf

1、本課題主要對回收低溫?zé)煔獾?Kalina循環(huán)熱經(jīng)濟性能進行了分析。首先在不同蒸發(fā)器換熱端差ΔTe、蒸發(fā)壓力pe和基本氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)x下，研究了煙氣出口溫度對 Kalina循環(huán)熱經(jīng)濟性能產(chǎn)生的影響。考慮到低溫?zé)煔獾母g性，分析了固定煙氣出口溫度為最低允許排煙溫度的必要性和合理性。隨后從熱經(jīng)濟學(xué)角度出發(fā)，綜合考慮Kalina循環(huán)的熱力學(xué)和經(jīng)濟學(xué)限制條件，對Kalina系統(tǒng)的臨界熱源條件進行了分析。臨界熱源條件包括系統(tǒng)可利用的最大允許熱源溫度T

2、gi,max、最小允許熱源溫度Tgi,min和最小煙氣質(zhì)量流量 mg,min。研究結(jié)果表明存在最佳煙氣出口溫度Tgo,opt和蒸發(fā)壓力pe,opt使系統(tǒng)的平準(zhǔn)化電能成本LEC最小，經(jīng)濟性能最佳；且Tgo,opt與ΔTe、pe和x有關(guān)。對于凈輸出功Wnet和效率ηex，只存在pe,opt使系統(tǒng)Wnet和ηex最大，熱力性能最優(yōu)；經(jīng)濟因素會直接影響到系統(tǒng)的最佳運行參數(shù)。在選擇循環(huán)的運行參數(shù)時，應(yīng)針對不同的熱源條件，綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性與低溫

3、煙氣腐蝕性問題。此外，在蒸發(fā)壓力pe一定的情況下，Tgi,max和Tgi,min隨著氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而逐漸降低，且氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，系統(tǒng)可利用的熱源溫度區(qū)間范圍越小。煙氣質(zhì)量流量mg對Tgi,min有很明顯的影響，mg越大，Tgi,min越小。而在氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定情況下，隨著pe增加，Tgi,max逐漸增大，Tgi,min和mg,min呈先減小后增大趨勢，且mg,min隨熱源進口溫度Tgi的增加急劇減小。
　　對于Kalina循

4、環(huán)和亞臨界ORC循環(huán)在不同熱源條件下的比較性研究，首先基于性能最優(yōu)原則，選擇合適的非共沸混合工質(zhì)和氨水配比，在此基礎(chǔ)上進行兩個循環(huán)的對比。結(jié)果表明，亞臨界ORC循環(huán)中，不存在能同時滿足系統(tǒng)熱力性能和經(jīng)濟性能最佳情況的工質(zhì)組分配比。以LEC為經(jīng)濟性評價指標(biāo)時，選用純工質(zhì)的系統(tǒng)經(jīng)濟性能比選用非共沸混合工質(zhì)更好；而以 Wnet為熱力性評價指標(biāo)時，選用混合工質(zhì)的熱力性能相比純工質(zhì)更優(yōu)。在 Tgo研究范圍內(nèi)，亞臨界ORC循環(huán)的熱力性能優(yōu)于Kali

5、na循環(huán)；Kalina循環(huán)經(jīng)濟性能比亞臨界ORC循環(huán)更佳。Kalina循環(huán)和ORC循環(huán)中損比例最高的部件分別是冷凝器和蒸發(fā)器，第二為透平，因此就系統(tǒng)部件優(yōu)化而言，蒸發(fā)器、冷凝器和透平是Kalina循環(huán)和亞臨界ORC改進的重點。在Tgi研究范圍內(nèi)，存在一個臨界煙氣進口溫度Tgi,cr，當(dāng)Tgi高于 Tgi,cr時，亞臨界ORC熱力性能優(yōu)于Kalina循環(huán)；當(dāng)Tgi低于Tgi,cr時，Kalina循環(huán)的熱力性能優(yōu)于亞臨界ORC，而Kalin