有機朗肯循環(huán)性能優(yōu)化與環(huán)境影響的熱力學(xué)評價.pdf

1、近年來，隨著世界性的能源資源緊缺和全球性環(huán)境問題的日益嚴重，各國已在緊張的研究相關(guān)技術(shù)理論或制定相應(yīng)政策應(yīng)對、緩解該問題?；诘推肺粺崮芾玫挠袡C朗肯循環(huán)（Organic Rankine Cycle, ORC）是降低能源燃料消耗、節(jié)能減排的有效措施和手段，成為世界各國學(xué)者、科研機構(gòu)、高等院校研究的重點課題，采用新型的冷電、熱電或冷熱電聯(lián)供循環(huán)是提高低品位熱能利用ORC系統(tǒng)效率和優(yōu)化其性能的有效途徑之一。
　　應(yīng)用于ORC系統(tǒng)的有機

2、工質(zhì)具有一定的GWP值、ODP值等環(huán)境潛值，都將對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，在其生產(chǎn)和運輸過程中可能對環(huán)境造成一定的污染，ORC系統(tǒng)運行過程中工質(zhì)泄漏也必將加劇全球變暖、臭氧層的破壞。目前，對ORC系統(tǒng)的評價多集中在熱力循環(huán)效率等熱經(jīng)濟性指標(biāo)方面，一些文獻雖然在選取工質(zhì)時考慮了其環(huán)保性能，但未對工質(zhì)的環(huán)境影響進行定量分析，也未將ORC系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性和環(huán)境影響結(jié)合起來進行評價。因此本文在分析ORC系統(tǒng)基本性能的基礎(chǔ)上，采用火用參數(shù)量化工質(zhì)的環(huán)境

3、影響，對同時考慮ORC系統(tǒng)性能和工質(zhì)環(huán)境影響的綜合評價指標(biāo)進行研究。
　　本文從以下幾個方面進行了分析和研究：
　　(1)對亞臨界和跨臨界有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)基本的性能進行分析，研究了低品位熱能ORC系統(tǒng)對常規(guī)熱力發(fā)電廠節(jié)省能源、資源消耗和溫室氣體減排的貢獻。
　　(2)針對有機工質(zhì)存在環(huán)境危害而ORC系統(tǒng)現(xiàn)有研究均未對有機工質(zhì)的環(huán)境影響進行定量分析的現(xiàn)狀，建立管殼式換熱器ORC系統(tǒng)，對系統(tǒng)充液和泄漏模型進行分析，采用火用

4、參數(shù)對工質(zhì)的環(huán)境影響進行量化，對ORC系統(tǒng)環(huán)境影響火用代價進行研究。
　　(3)定義同時考慮工質(zhì)的環(huán)境影響和循環(huán)熱經(jīng)濟性能綜合指標(biāo)，通過理論分析和實例研究說明以循環(huán)綜合環(huán)境影響火用效率評價ORC系統(tǒng)整體性能的合理性，對比分析工質(zhì)境影響火用代價對ORC系統(tǒng)火用效率的影響。
　　(4)基于跨臨界ORC建立冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)模型，分析系統(tǒng)高、低壓膨脹機入口壓力和溫度等參數(shù)對系統(tǒng)制冷量、供熱量、輸出功率的影響，通過實例分析跨臨界ORC系