常用有机朗肯循环工质热稳定性研究

发布时间：2017-07-17 15:31

  本文关键词：常用有机朗肯循环工质热稳定性研究

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【摘要】：随着我国经济快速发展,煤、石油和天然气等化石能源的消耗量在不断增加,同时存在两方面的影响:一方面能源紧缺,另一方面社会上还存在大量余热,且与高温热源相比,中低温热源分布更广、储量更大。有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)具有小装机容量、高能源利用效率的特点,具有能够高效回收利用低品位热能的潜力。卤代烃是常被采用的有机工质,此类有机工质以前常被用在制冷循环,工作温度较低,当这些工质用于动力循环时,由于循环工作温度较高,工质面临热稳定性问题。为保证循环系统安全运行,有必要考察运行工质的安全工作温度区间。本文采用吉布斯自由能和化学平衡原理,建立了工质热稳定性分析模型,以环境友好的有机工质(R600、R600a、R601、R601a、R152a、R123、R161、R125、R218、R245fa、R236fa、R143a、R134a)为研究对象,采用理论研究方法考察了每种有机工质不同分解反应的化学平衡温度,获得了每种工质的极限工作温度,考察了润滑油对工质分解反应化学平衡的影响,获得了润滑油对工质极限工作温度的影响规律。研究结果表明:不同有机工质的热稳定性均会受系统压力一定的影响,在所研究的工况下,循环工质的极限工作温度会随系统压力的增大而升高,且在不同的压力区间内受影响的程度是不一致的。在系统压力一定的条件下,循环工质的极限工作温度会随着反应物热解率的增大而升高,且在不同的热解率区间内受影响的程度是不一致的。在所研究的工况下,润滑油的存在有利于R600、R600a、R601及R601a等烷烃工质保持其稳定性;润滑油的存在不会影响R152a、R161、R245fa、R236fa及R143a等卤代烃工质在固定工况下的热解率,即润滑油的存在对上述卤代烃的热稳定性无影响。
【关键词】：有机朗肯循环 有机工质 热稳定性 极限工作温度 润滑油
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK123
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-16
• 1.1 课题研究背景7-8
• 1.2 有机朗肯循环系统8-9
• 1.2.1 有机朗肯循环系统结构8-9
• 1.2.2 有机朗肯循环系统的特点9
• 1.3 有机朗肯循环的研究现状9-12
• 1.3.1 有机朗肯循环利用地热能的研究10-11
• 1.3.2 有机朗肯循环利用太阳能的研究11
• 1.3.3 有机朗肯循环利用工业余热的研究11-12
• 1.4 有机朗肯循环工质的研究现状12-14
• 1.5 课题研究方法及内容14
• 1.6 研究意义14
• 1.7 课题来源14-15
• 1.8 本章小结15-16
• 第2章 ORC工质的选择及其热稳定性分析方法16-30
• 2.1 有机朗肯循环系统工质的选择16-17
• 2.1.1 工质选择的依据16
• 2.1.2 所选工质及其物性参数16-17
• 2.2 理论分析方法17-28
• 2.2.1 物性参数推算方法17-22
• 2.2.2 有机工质热稳定性分析方法及验证22-28
• 2.3 本章小结28-30
• 第3章 有机工质热稳定性分析30-62
• 3.1 工质的分解反应30-33
• 3.2 系统压力对工质热稳定性的影响33-41
• 3.2.1 烷烃类工质计算及分析33-36
• 3.2.2 卤代烃工质计算及分析36-41
• 3.3 工质的热解率对工质热稳定性的影响41-60
• 3.3.1 烷烃类工质计算及分析41-52
• 3.3.2 卤代烃类工质计算及分析52-60
• 3.4 本章小结60-62
• 第4章 润滑油对有机工质热稳定性的影响62-80
• 4.1 润滑油简介62
• 4.1.1 润滑油的成分及分类62
• 4.1.2 润滑油的作用62
• 4.2 润滑油主要成分热稳定性分析62-71
• 4.3 润滑油对烷烃工质热稳定性的影响71-72
• 4.4 润滑油对卤代烃工质热稳定性的影响72-79
• 4.4.1 工质的分析72-75
• 4.4.2 计算结果及分析75-79
• 4.5 本章小结79-80
• 第5章 结论与展望80-82
• 5.1 结论80
• 5.2 展望80-82
• 参考文献82-86
• 附录A86-87
• 附录B87-88
• 附录C88-89
• 附录D89-92
• 附录E92-94
• 附录F94-95
• 攻读硕士学位期间发表的论文95-96
• 致谢96

【参考文献】

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本文编号：554279