基于有機介質的低質余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)及高效換熱研究.pdf

1、有機朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle，ORC)是利用低品質熱能的有效方式，與常規(guī)水工質熱力系統(tǒng)相比，在循環(huán)上限溫度較低的情況下有更高的循環(huán)效率。有機朗肯循環(huán)流體采用低沸點有機工質，無水處理系統(tǒng)，可不設過熱器，因此結構簡單、體積小，在低品質余熱發(fā)電領域有很好的應用前景。本文基于有機朗肯循環(huán)技術針對300℃以下的低質余熱資源開展基于有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)及其蒸發(fā)器、換熱器的理論研究和設計。
　　 對100℃、2

2、00℃、300℃余熱資源動力回收系統(tǒng)進行工質選擇。基于熱力系統(tǒng)對水、氨等濕流體和戊烷、苯等干流體進行定性和定量分析，比較了各流體影響余熱利用和設備制造的參數(shù)，建立了有機朗肯循環(huán)經(jīng)典系統(tǒng)，在優(yōu)先考慮余熱回收效率的情況下，選擇膨脹比、循環(huán)壓力等參數(shù)，針對不同溫度的余熱選擇適合的工質。
　　 設計和優(yōu)化了熱力循環(huán)系統(tǒng)?；趦?yōu)選工質和參考工質在不同溫度余熱的下的循環(huán)性能，進行變參數(shù)運算得到最佳參數(shù)。研究結果表明，對于熱載體封閉循環(huán)的中低

3、溫余熱資源，采用汽機排汽回熱器可以提高循環(huán)效率和余熱回收效率，但是無法提高相同熱載體流量下的熱力系統(tǒng)輸出功，回收開放式中低溫熱載體熱能則無需回熱器;蒸汽適當過熱可以提高余熱回收效率，但是效果不理想;采用濕飽和蒸汽進入螺桿機做功能夠顯著提高循環(huán)性能;采用雙工質復合循環(huán)能夠提高高溫(300℃)余熱回收效率，而且便于熱力設備的制造。
　　 設計了高效蒸發(fā)器和兩相換熱器。采用降膜蒸發(fā)和高效導熱熱管技術設計了高效蒸發(fā)器和中間換熱器，通過計