低溫余熱利用方案的比較及新型聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的研究.pdf

1、大量低溫余熱存在于我國(guó)的建材、冶金、化工以及輕工等工業(yè)行業(yè)中，采用低溫余熱利用技術(shù)對(duì)其加以回收，對(duì)緩解我國(guó)的能源和環(huán)境問(wèn)題具有重要意義。在低溫余熱利用技術(shù)中，目前技術(shù)較成熟、能大規(guī)模運(yùn)用且效益較好的有：氨水、溴化鋰吸收制冷，低溫多效蒸餾和多級(jí)閃蒸海水淡化以及有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電。利用多參數(shù)（凈收益、減排量以及火用損）對(duì)上述三類(lèi)技術(shù)五種系統(tǒng)在不同的熱源溫度區(qū)間（80~300℃）里進(jìn)行了比較，確定在不同熱源溫度下相對(duì)應(yīng)的最優(yōu)余熱回收利用方案。最

2、后根據(jù)比較結(jié)果，建立新型聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)與單獨(dú)的余熱利用系統(tǒng)進(jìn)行比較。結(jié)果表明：
　　在五個(gè)單獨(dú)系統(tǒng)的比較中，當(dāng)熱源溫度T1為80℃~110℃時(shí)，LT-MED海水淡化系統(tǒng)的凈收益和年均CO2減排量皆為最優(yōu)，而LiBr吸收制冷火用損量最小；在熱源溫度為110℃~180℃時(shí)，LiBr吸收制冷的凈收益最大，并且火用損量最小，而ORC系統(tǒng)的CO2減排量最大；在熱源溫度為180℃~220℃時(shí)，ORC系

3、統(tǒng)的CO2減排量最大而火用損量最小，但是LiBr吸收制冷的凈收益最大；當(dāng)熱源溫度高于220℃時(shí)，ORC系統(tǒng)在三個(gè)參數(shù)的比較中均最優(yōu)。而在綜合考慮三個(gè)參數(shù)后，分析表明：當(dāng)熱源溫度低于110℃時(shí)，使用LT-MED海水淡化系統(tǒng)最能有效回收工業(yè)余熱；當(dāng)熱源溫度高于210℃時(shí)，使用ORC系統(tǒng)回收余熱效果最好；而當(dāng)余熱溫度在110℃~210℃之間時(shí)，LiBr吸收制冷系統(tǒng)為最優(yōu)選擇。
　　根據(jù)以上結(jié)果，當(dāng)熱源溫度在100℃以下時(shí)，所有系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)

4、效益皆較差，而在溫度稍高時(shí)，以溴化鋰吸收制冷和ORC系統(tǒng)的性能為較優(yōu)，所以用此二者建立聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，并進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)并非在所有的情況下皆能耦合，只有當(dāng)熱源溫度低于200℃時(shí)，聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)在設(shè)定的工況下（ΔT=5℃，TE2=5℃）方能耦合。但隨ORC系統(tǒng)蒸發(fā)器夾點(diǎn)溫差的升高，系統(tǒng)能耦合的熱源溫度也會(huì)相應(yīng)升高。同時(shí)隨夾點(diǎn)溫差的升高，相同熱源溫度下系統(tǒng)在耦合工況下的蒸發(fā)溫度和系統(tǒng)的效率，以及凈收益皆會(huì)逐漸降低，而系統(tǒng)所需的冷卻水流