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文檔簡介
1、我國太陽能資源豐富,且資源豐富地區(qū)地廣人稀,太陽能發(fā)電應(yīng)用潛力巨大。但現(xiàn)階段,由于缺乏高效的技術(shù)手段,加之太陽能本身能流密度低等缺點,使得太陽能利用率較低。有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle,即ORC)具有循環(huán)效率高、蒸發(fā)壓力和溫度低等特點,是一種良好的中低品位能源利用技術(shù)與太陽能具有良好的匹配。因此,發(fā)展太陽能驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù),對緩解我國能源緊張,完善我國中低品位熱能利用技術(shù)具有重要意義。
本文
2、在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上完成了200kW級有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的工況、設(shè)備選型以及系統(tǒng)設(shè)計并搭建了太陽能有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電實驗系統(tǒng)。系統(tǒng)包括熱源環(huán)路、ORC環(huán)路、冷卻環(huán)路等。采用R123為循環(huán)工質(zhì),以T-55導(dǎo)熱油為熱源,采用管殼式換熱器,工質(zhì)泵采用屏蔽泵。
基于所設(shè)計的實際系統(tǒng),本文建立了系統(tǒng)動態(tài)性能模型。以質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程為基礎(chǔ),利用分布參數(shù)法建立換熱器模型。汽輪機(jī)與泵模型因響應(yīng)遠(yuǎn)小于換熱器而采用穩(wěn)態(tài)模型,其出口參數(shù)分別
3、由壓比、揚程以及效率決定?;诮⒌哪P停O(shè)計了仿真模擬的研究方法,從模型參數(shù)、參數(shù)間關(guān)系和求解過程三個方面討論了太陽能驅(qū)動ORC系統(tǒng)模型的求解方法。
利用Simulink仿真平臺,依據(jù)建立的模型和仿真模擬方法,構(gòu)建了太陽能ORC系統(tǒng)各部件的仿真模塊,并根據(jù)系統(tǒng)部件之間的耦合關(guān)系,將部件連接組合為動態(tài)系統(tǒng)模型。依據(jù)實驗數(shù)據(jù),對系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行了檢驗,并對系統(tǒng)在典型日標(biāo)準(zhǔn)工況下以及在云擾動和泵故障等非標(biāo)準(zhǔn)工況下,運行性能進(jìn)行模擬
4、。結(jié)果表明:(1)典型日條件下,系統(tǒng)主要部件熱/電功率與太陽直射輻射量變化趨勢相同,夏至日條件下,輻射對系統(tǒng)影響最大,蒸發(fā)器和冷凝器換熱功率、汽輪機(jī)做功功率最大相對變化量分別為18.2%、18.0%以及18.4%,而最大效率變化僅為2.3%;(2)太陽能輻射階躍導(dǎo)致的熱源溫度階躍與系統(tǒng)響應(yīng)時間呈線性關(guān)系,且云擾動對汽輪機(jī)的影響分別較蒸發(fā)器和冷凝器多2.21%和2.67%;(3)系統(tǒng)因?qū)嵊捅门c冷卻環(huán)路泵故障導(dǎo)致系統(tǒng)達(dá)到惡劣工況時間與流量
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