基于有机朗肯循环的电厂热力系统低温余热回收技术研究

发布时间：2017-09-28 14:36

  本文关键词：基于有机朗肯循环的电厂热力系统低温余热回收技术研究

  更多相关文章： 电厂 热力系统 余热利用 有机朗肯循环 锅炉连续排污

【摘要】：随着我国经济的快速发展,能源需求量逐渐增大,在能源生产行业存在着数量巨大的低品位能源,特别是电厂热力系统中,存在大量的低品位能源。这些低品位能源直接排放到环境中,不但造成资源的浪费,而且还会对环境造成一定的污染。有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)技术作为回收低品位余热的重要手段之一,将成为未来低温余热回收利用的发展趋势,它具有设备结构简单、热力学性能良好等优点,将会在低温余热回收领域得到广泛的应用。针对电厂热力系统中低温余热特点,本文以锅炉连续排污扩容蒸汽为例,建立了基于有机朗肯循环系统余热回收系统,采用Aspen(Advanced System for Process Engineering,简称ASPEN)Plus大型通用流程模拟系统软件,对有机工质热物性进行计算,对循环系统进行模拟,分别从热源侧、有机工质侧进行系统热力特性分析。首先,在热源条件一定时,研究了有机工质的选择,讨论了不同工质下有机工质蒸发温度、有机工质流量等参数对系统热效率、净输出功等热力学性能的影响。结果表明,在热源固定时,系统净输出功、热效率都随着蒸发温度的增加而增加,所以不存在能同时满足所有评价指标的有机工质。回收含有潜热的热源时,应尽量选取汽化潜热更大的工质。综合所有的指标,采用R134a作为工质,所研究的系统净输出功达到最大。然后,在有机工质条件一定下,讨论了热源温度、流量等参数对系统热效率、净输出功等性能的影响。并根据两侧工质的特点,设计了适合循环运行的蒸发器和冷凝器。结果表明,有机工质条件一定下,系统净输出功、热效率都随着热源温度和热源流量的增加而增加,随着蒸发器出口温度的增加而降低。最后,采用R134a等4种有机工质,对回热式有机朗肯循环系统进行了研究,理论分析了回热式有机朗肯循环的特点,并比较了两种循环的做功能力。结果表明,增加回热器后整个系统的输出功率和效率都有一定的提高,但是在增加回热度的同时,也相应会增加整个系统的成本。
【关键词】：电厂 热力系统 余热利用 有机朗肯循环 锅炉连续排污
【学位授予单位】：沈阳工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM62;TK115
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-16
• 主要符号表16-17
• 1 绪论17-27
• 1.1 研究背景与意义17-21
• 1.1.1 余热回收利用的背景与意义17-18
• 1.1.2 余热及其分布18-19
• 1.1.3 余热回收利用的方式19-21
• 1.2 电厂热力系统的余热利用现状21-22
• 1.2.1 电站余热回收的意义21
• 1.2.2 电站热力系统余热回收的现状21-22
• 1.3 有机朗肯循环研究现状综述22-26
• 1.3.1 有机朗肯循环系统概述23-24
• 1.3.2 有机工质选择的研究现状24-25
• 1.3.3 有机朗肯循环系统结构的研究现状25-26
• 1.4 论文的主要研究内容26-27
• 2 有机朗肯循环余热回收模型分析27-44
• 2.1 有机朗肯循环系统热力特性分析27-29
• 2.1.1 工作过程及原理27
• 2.1.2 系统的热力学模型27-29
• 2.2 模型运行条件29-30
• 2.3 有机工质选择30-37
• 2.3.1 常用低沸点有机工质的参数30-31
• 2.3.2 工质的环保性31
• 2.3.3 余热回收系统对低沸点工质的基本要求31-32
• 2.3.4 不同工质的计算比较32-37
• 2.4 计算结果及分析37-42
• 2.4.1 工质流量对系统性能的影响37-39
• 2.4.2 蒸发温度对系统性能的影响39-42
• 2.5 本章小结42-44
• 3 基于有机朗肯循环的锅炉连续排污扩容余热回收44-66
• 3.1 锅炉连续排污扩容余热能特性44-46
• 3.1.1 锅炉连续排污扩容系统简介44-45
• 3.1.2 锅炉连续排污扩容蒸汽余热能特性45-46
• 3.2 不同余热参数的计算比较46-53
• 3.2.1 热源温度对系统热力学性能的影响47-49
• 3.2.2 余热源的流量对系统热力学性能的影响49-51
• 3.2.3 蒸发器中热源出口温度对系统热力学性能的影响51-53
• 3.3 系统的换热元件结构设计53-65
• 3.3.1 蒸发器设计53-60
• 3.3.2 冷凝器的设计60-65
• 3.4 本章小结65-66
• 4 基于回热式有机朗肯循环的余热回收模型66-71
• 4.1 工作原理66-67
• 4.2 系统热力学模型67-68
• 4.3 回热对循环性能的影响68-70
• 4.4 本章小结70-71
• 5 结论和展望71-73
• 5.1 结论71
• 5.2 展望71-73
• 参考文献73-77
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文77-78
• 致谢78-79
• 作者简介79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 詹花秀;;中国新能源产业发展面临的障碍与对策[J];经济研究导刊;2014年25期

2 刘强;段远源;万绪财;;利用汽包锅炉连续排污余热的有机朗肯循环发电系统[J];中国电机工程学报;2013年35期

3 于慧鹏;刘宝玉;万逵芳;梁源;吕荣杭;范文琳;;电厂锅炉高温炉渣余热回收利用技术[J];辽宁石油化工大学学报;2013年01期

4 范成龙;;对福建省锅炉炉渣余热回收可行性研究[J];能源与节能;2011年09期

5 连红奎;李艳;束光阳子;顾春伟;;我国工业余热回收利用技术综述[J];节能技术;2011年02期

6 王志奇;周乃君;罗亮;张家奇;童道辉;;几种低沸点工质余热发电系统的热力性能比较[J];中南大学学报(自然科学版);2010年06期

7 付林;李岩;张世钢;江亿;赵玺灵;;吸收式换热的概念与应用[J];建筑科学;2010年10期

8 冯驯;徐建;王墨南;于立军;;有机朗肯循环系统回收低温余热的优势[J];节能技术;2010年05期

9 周耘;王康;陈思明;;工业余热利用现状及技术展望[J];科技情报开发与经济;2010年23期

10 刘经武;戴义平;;基于有机朗肯循环低温余热利用研究[J];东方汽轮机;2010年02期

，

本文编号：936414