ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的能效分析.pdf

1、有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)采用低沸點有機工質，將低品位熱能轉化為高品質電能，具有結構緊湊、維護方便、負荷適應性好等優(yōu)勢。本課題對100~130℃的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)進行了能效分析和實驗測試研究，并對優(yōu)化方案進行了模擬分析，主要研究內容如下：
　?。?）基于熱力學第一、第二定律，采用火用平衡方法，對 ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)及設備建立了能效分析模型，用流程模擬軟件Aspen7.3模擬分析了工況參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，得出環(huán)境溫度、蒸發(fā)溫度、膨脹機等熵效

2、率是系統(tǒng)性能提高的有利因素，過冷度及冷凝溫度的升高對系統(tǒng)性能的提高是不利因素，過熱度對系統(tǒng)性能的影響不大。
　?。?）設計搭建了以自主研發(fā)的向心透平為膨脹機，R123為工質，導熱油為熱源的ORC低溫余熱發(fā)電實驗臺。對主要設備進行實驗測試和分析，結果表明：向心透平入口溫度升高，其轉速、輸出功率、等熵效率及不可逆損失均增大；蒸發(fā)器導熱油側入口溫度升高，其換熱量、熱效率、火用效率均增大，不可逆損失降低，蒸發(fā)壓力升高，換熱量增大，不可逆損

3、失降低，熱效率和火用效率增大，且蒸發(fā)器是循環(huán)系統(tǒng)中火用損失最大的設備；隨冷凝壓力升高，冷凝器火用損失增大，火用效率降低，不可逆損失僅次于蒸發(fā)器；液壓隔膜泵總體性能良好，無泄漏，火用損小，適合低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。
　?。?）對系統(tǒng)實驗測試研究得到：導熱油入口溫度升高，系統(tǒng)總不可逆損失降低，輸出功率、熱效率、火用效率均增大；蒸發(fā)壓力增大，總不可逆損失降低，蒸發(fā)器、冷凝器的傳熱溫差火用損失、向心透平泄漏損失為系統(tǒng)總損失主要部分。