大型電站余熱回收利用熱力系統(tǒng)性能的研究.pdf

1、隨著國際能源形式的日益嚴峻，國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和節(jié)能減排要求的提高，作為耗能大戶的電站必須進行深度的節(jié)能減排，以提高能源利用效率和減少污染物排放，來滿足國家要求并保持其在電力市場的競爭力。目前，國內(nèi)百萬機組二次再熱系統(tǒng)的熱效率是47.82％，剩余的熱量以各種熱損失的形式排向環(huán)境，而國家要求能源梯級利用效率達到80％以上。從熱力學第二定律分析，發(fā)電機組的主要損失在鍋爐方面;按熱力學第一定律分析，發(fā)電機組的主要熱損失在凝汽器。因此對電站的鍋

2、爐和凝汽器進行余熱的回收利用，可以提高電站的能源利用效率。本文圍繞著電站余熱利用，研究有機朗肯循環(huán)（Organic Rankine Cycle，ORC）煙氣余熱回收系統(tǒng)和基于相變材料特性的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的熱力性能，確定了ORC煙氣余熱回收系統(tǒng)和相變材料懸浮液對電站機組熱力性能和經(jīng)濟性能的影響，均具有重要的理論意義和工程價值。
　　針對電站機組排煙溫度過高的問題，本文采用ORC系統(tǒng)對煙氣余熱回收利用并進行數(shù)學建模，研究使煙氣溫度降至

3、90℃時，工質(zhì)類型、蒸發(fā)器溫度、蒸發(fā)器窄點溫差、壓比和煙氣進口溫度對ORC系統(tǒng)的影響，研究結(jié)果表明:綜合考慮各方面因素，采用R123為工質(zhì)時，ORC煙氣余熱回收系統(tǒng)的性能較好。在此基礎上，本文提出了螺桿式膨脹機的計算模型，分析膨脹機變工況時，其性能的變化。最后比較ORC煙氣余熱回收系統(tǒng)與低溫省煤器的熱力性能和經(jīng)濟性。研究結(jié)果表明:在進出口溫度一定時，ORC煙氣余熱系統(tǒng)的熱力性能和經(jīng)濟性能比低溫省煤器的要好。
　　針對電站凝汽器冷端

4、損失過大且余熱品質(zhì)低的問題，本文提出了一種新的節(jié)能節(jié)水方法，該方法基于相變材料懸浮液（Phase Change Material Slurry，PCMS）的流動和傳熱特性，提出將相變材料懸浮液與循環(huán)冷卻系統(tǒng)結(jié)合，通過相變材料顆的相變多吸熱，從而減少循環(huán)冷卻水流量。結(jié)合某閉式的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，分析了正十八烷微膠囊顆粒質(zhì)量分數(shù)對循環(huán)冷卻水熱物性的影響，并進一步分析其節(jié)水節(jié)能收益。結(jié)果表明:采用正十八烷-水PCMS作為冷卻介質(zhì)時，冷卻入口溫度