大型電站余熱回收利用熱力系統(tǒng)性能的研究.pdf

1、隨著國際能源形式的日益嚴(yán)峻，國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和節(jié)能減排要求的提高，作為耗能大戶的電站必須進(jìn)行深度的節(jié)能減排，以提高能源利用效率和減少污染物排放，來滿足國家要求并保持其在電力市場的競爭力。目前，國內(nèi)百萬機(jī)組二次再熱系統(tǒng)的熱效率是47.82％，剩余的熱量以各種熱損失的形式排向環(huán)境，而國家要求能源梯級利用效率達(dá)到80％以上。從熱力學(xué)第二定律分析，發(fā)電機(jī)組的主要損失在鍋爐方面;按熱力學(xué)第一定律分析，發(fā)電機(jī)組的主要熱損失在凝汽器。因此對電站的鍋

2、爐和凝汽器進(jìn)行余熱的回收利用，可以提高電站的能源利用效率。本文圍繞著電站余熱利用，研究有機(jī)朗肯循環(huán)（Organic Rankine Cycle，ORC）煙氣余熱回收系統(tǒng)和基于相變材料特性的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的熱力性能，確定了ORC煙氣余熱回收系統(tǒng)和相變材料懸浮液對電站機(jī)組熱力性能和經(jīng)濟(jì)性能的影響，均具有重要的理論意義和工程價(jià)值。
　　針對電站機(jī)組排煙溫度過高的問題，本文采用ORC系統(tǒng)對煙氣余熱回收利用并進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，研究使煙氣溫度降至

3、90℃時(shí)，工質(zhì)類型、蒸發(fā)器溫度、蒸發(fā)器窄點(diǎn)溫差、壓比和煙氣進(jìn)口溫度對ORC系統(tǒng)的影響，研究結(jié)果表明:綜合考慮各方面因素，采用R123為工質(zhì)時(shí)，ORC煙氣余熱回收系統(tǒng)的性能較好。在此基礎(chǔ)上，本文提出了螺桿式膨脹機(jī)的計(jì)算模型，分析膨脹機(jī)變工況時(shí)，其性能的變化。最后比較ORC煙氣余熱回收系統(tǒng)與低溫省煤器的熱力性能和經(jīng)濟(jì)性。研究結(jié)果表明:在進(jìn)出口溫度一定時(shí)，ORC煙氣余熱系統(tǒng)的熱力性能和經(jīng)濟(jì)性能比低溫省煤器的要好。
　　針對電站凝汽器冷端

4、損失過大且余熱品質(zhì)低的問題，本文提出了一種新的節(jié)能節(jié)水方法，該方法基于相變材料懸浮液（Phase Change Material Slurry，PCMS）的流動(dòng)和傳熱特性，提出將相變材料懸浮液與循環(huán)冷卻系統(tǒng)結(jié)合，通過相變材料顆的相變多吸熱，從而減少循環(huán)冷卻水流量。結(jié)合某閉式的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，分析了正十八烷微膠囊顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)對循環(huán)冷卻水熱物性的影響，并進(jìn)一步分析其節(jié)水節(jié)能收益。結(jié)果表明:采用正十八烷-水PCMS作為冷卻介質(zhì)時(shí)，冷卻入口溫度