一種復(fù)疊式有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、隨著能源與環(huán)境壓力的日益凸顯，人們積極尋找有效的方式緩解能源問題。全球范圍內(nèi)余熱資源豐富，尤其是中低溫余熱占工業(yè)領(lǐng)域余熱資源的一半以上，如果能夠合理回收這部分余熱對(duì)節(jié)約能源、緩解能源短缺有深遠(yuǎn)的意義，有機(jī)朗肯循環(huán)是回收中低溫余熱的有效方式。
　　目前有機(jī)朗肯循環(huán)的研究多集中在低溫?zé)嵩床糠?，為了高效的回收中溫?zé)煔獾挠酂豳Y源，本文以一個(gè)復(fù)疊式有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)為研究對(duì)象，著眼于工業(yè)領(lǐng)域廣泛存在的200-300℃中溫?zé)煔庥酂豳Y源，從系統(tǒng)結(jié)

2、構(gòu)、工質(zhì)選擇和系統(tǒng)循環(huán)參數(shù)三個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分析計(jì)算，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　首先，建立了煙氣余熱回收復(fù)疊式有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱力學(xué)模型，分析了高溫級(jí)過熱過程對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并以單位煙氣的凈輸出功和熱效率為目標(biāo)函數(shù)，將復(fù)疊式有機(jī)朗肯循環(huán)與單級(jí)有機(jī)朗肯循環(huán)進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　然后，根據(jù)有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)的選擇標(biāo)準(zhǔn)，選定了十二種高溫級(jí)有機(jī)工質(zhì)和四種低溫級(jí)有機(jī)工質(zhì)，對(duì)工質(zhì)的性能進(jìn)行了比較分析，并以系統(tǒng)總凈輸出功、熱效率以

3、及火用效率作為目標(biāo)函數(shù)，分析討論了在熱源范圍內(nèi)二十四對(duì)工質(zhì)對(duì)目標(biāo)函數(shù)的變化情況，選出最佳的高溫級(jí)、低溫級(jí)工質(zhì)對(duì)。結(jié)果表明在200-300℃熱源范圍內(nèi)，當(dāng)高溫級(jí)工質(zhì)為苯和甲苯時(shí)，系統(tǒng)的熱效率處于較高水平，但系統(tǒng)總凈輸出功略低于其他工質(zhì)；硅氧烷類工質(zhì)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)凈輸出功最大，具有較好的做功能力，且低溫級(jí)工質(zhì)為R245fa時(shí)的熱效率要高于低溫級(jí)工質(zhì)為R123時(shí)的熱效率。
　　最后，從熱力學(xué)第一、二定律角度分析了系統(tǒng)主要循環(huán)參數(shù)高溫級(jí)蒸發(fā)溫