低溫有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)研究及向心透平熱力計算.pdf

1、有機朗肯循環(huán)（Organic Rankine Cycle）以低沸點有機物為循環(huán)工質(zhì)，吸收低溫?zé)崮?，推動膨脹機做功，對其充分開發(fā)利用對節(jié)能減排具有重要意義。而目前對ORC系統(tǒng)熱力性能的研究大多集中在只考慮宏觀系統(tǒng)的層面上，且很少考慮吸熱量對循環(huán)系統(tǒng)的影響。
　　本文以煙氣余熱為熱源，構(gòu)建無回?zé)岷蛶в袃?nèi)回?zé)岬腛RC系統(tǒng)，選用11種初選純工質(zhì)，通過熱源參數(shù)變化引起工質(zhì)吸熱量的變化，分析工質(zhì)分別在兩種系統(tǒng)中的初溫、凈功量、熱耗率及熱損的變

2、化規(guī)律，得出了較優(yōu)工質(zhì)和各工質(zhì)對內(nèi)回?zé)崞鞯钠ヅ湫?；選取較優(yōu)的純工質(zhì)組成不同組分的非共沸雙工質(zhì)，對比計算其不同配比下的溫度變化規(guī)律和熱力性能。得出不同工質(zhì)與內(nèi)回?zé)崞鞯臒崞ヅ湫源嬖诓町悾渲蠷123對內(nèi)回?zé)崞鞯钠ヅ湫宰畈?；在設(shè)定條件下，綜合工質(zhì)安全性、環(huán)保性及熱力性能，工質(zhì)R236ea和R600a最優(yōu)，R245fa和R600為較適合工質(zhì)；混合工質(zhì)中組分工質(zhì)的沸點差越大，其熱力性能比純工質(zhì)提高越多，由熱力性能和經(jīng)濟性綜合對比的結(jié)果，得到幾組較

3、好的工況：cyclohex+R236ea（2:8、4:6）、cyclohex+R245fa（4:6）、R601+R236ea（6:4）和R601+R245fa（6:4）。
　　透平的熱力設(shè)計采用篩選法，在xa-Ω圖中得到合理范圍點，選出最優(yōu)輪周效率的設(shè)計方案，檢驗結(jié)構(gòu)合理性之后得到透平的熱力設(shè)計結(jié)果。將遴選出的混合工質(zhì)，進行向心式透平的熱力計算，得到相應(yīng)的透平關(guān)鍵幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和透平相對內(nèi)效率，其中僅有R601+R236ea（6:4

4、）和R601+R245fa（6:4）得到合理的設(shè)計結(jié)果，其他工況因為壓比過大不能設(shè)計出合理結(jié)構(gòu)的透平。
　　將透平設(shè)計的相對內(nèi)效率代入系統(tǒng)，進行實際循環(huán)的熱力計算，對比分析影響實際循環(huán)熱效率的因素，以及各工質(zhì)在實際循環(huán)與理想循環(huán)中熱力性能表現(xiàn)的差異。得出壓比較低時，盡管透平設(shè)計效率較高，但代入循環(huán)計算得到的循環(huán)熱效率仍然較低，所以較高的壓比能得到較高的循環(huán)熱效率；而工質(zhì)在考慮了透平設(shè)計的實際循環(huán)計算中熱力性能表現(xiàn)與之前差異較大，特