热能与冷能联合发电系统工质选择与参数优化

发布时间：2025-03-26 18:15

　　我国存在很多高耗能产业,这些产业不仅能源利用率低下,且大量余热烟气的直接排放,造成了环境污染。对这些余热资源进行再利用,不仅能缓解能源危机,还能减轻环境危害。随着“煤改气”政策的逐步落实,我国天然气消费量逐年增长,液化天然气中存在大量的冷能。有机朗肯循环,能联合利用低温余热及液化天然气冷能进行发电,是解决我国能源问题及环境污染的有效途径之一。本文针对热能与冷能联合发电技术,选用十一种有机物为工质,以畑效率最大为评价指标,在简单单级有机朗肯循环的基础上构建了双级有机朗肯循环发电系统,对影响系统性能的主要参数进行了分析及优化,得到了最优工况及最大效率。同时分析了不同热源温度、不同天然气分布压力、不同冷凝压力下限时系统的性能及相应的最优参数。结论如下:(1)受限于临界温度,双级并联系统各子循环最优的蒸发温度通常为工质的临界温度,而各循环最优膨胀机入口温度为参数优化的上限值或略高于工质的临界温度。低温循环最优的冷凝温度为工质的常压沸点温度,而高温循环最优的冷凝温度会高于工质常压沸点温度。串联系统中,高温循环最优的蒸发温度、高温循环最优膨胀机入口温度及低温循环最优冷凝温度变化规律与并联系统一致。所...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 LNG应用于有机朗肯循环发电技术
    1.3 低温热能-LNG冷能驱动有机朗肯循环发电研究现状
    1.4 本文的主要内容
第二章 系统数学模型
    2.1 单级有机朗肯循环
    2.2 双级有机朗肯循环
        2.2.1 系统简介
        2.2.2 数学模型
        2.2.3 评价指标
        2.2.4 模型简化
    2.3 工质选用
    2.4 优化算法
    2.5 本章小结
第三章 参数分析及优化
    3.1 初始条件
    3.2 主要参数对系统效率的影响
    3.3 初始条件下系统效率及各系统最优参数
        3.3.1 系统效率
        3.3.2 并联系统最优参数
        3.3.3 串联系统最优参数
    3.4 最优工质的最优参数及最优工况
    3.5 本章小结
第四章 不同热源温度的优化及分析
    4.1 热源温度对系统效率的影响
        4.1.1 不同热源温度各工质组合下并联系统效率
        4.1.2 不同热源温度各工质组合下串联系统效率
    4.2 热源温度对最优参数的影响
        4.2.1 热源温度对并联系统最优参数的影响
        4.2.2 热源温度对串联系统最优参数的影响
    4.3 不同热源温度系统最优参数
        4.3.1 并联系统最优工质组合下最优参数
        4.3.2 串联系统最优工质组合下最优参数
    4.4 不同热源温度最优结构及效率
    4.5 本章小结
第五章 不同天然气分布压力的优化及分析
    5.1 天然气分布压力对系统效率的影响
        5.1.1 不同天然气分布压力并联系统效率
        5.1.2 不同天然气分布压力串联系统效率
    5.2 天然气分布压力对系统净输出功的影响
    5.3 不同分布压力最优工质及其最优参数
        5.3.1 不同分布压力并联系统最优工质的最优参数
        5.3.2 不同分布压力串联系统最优工质的最优参数
    5.4 不同天然气分布压力最优结构及效率
    5.5 本章小结
第六章 不同冷凝压力下限的优化及分析
    6.1 冷凝压力下限对系统效率的影响
        6.1.1 不同冷凝压力下限并联系统的效率
        6.1.2 不同冷凝压力下限串联系统的效率
    6.2 不同冷凝压力下限最优工质的最优参数
        6.2.1 不同冷凝压力下限并联系统最优工质的最优参数
        6.2.2 不同冷凝压力下限串联系统最优工质的最优参数
    6.3 不同冷凝压力下限最优结构及效率
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
附录
    附录1 不同热源温度最优系统最优工质的最优工况
    附录2 不同天然气分布压力最优系统最优工质的最优工况
    附录3 不同冷凝压力下限最优系统最优工质的最佳工况
致谢
个人简历
已发表和录用论文



本文编号：4037611