浮法玻璃窑炉烟气余热的有机朗肯循环应用研究

发布时间：2017-07-26 14:18

  本文关键词：浮法玻璃窑炉烟气余热的有机朗肯循环应用研究

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【摘要】：我国是能源消耗大国,余热回收利用是我国节能减排研究的重要方向。ORC余热回收发电的研究,将极大的促进我国余热资源的开发利用,减少常规化石燃料的使用和CO2、SO2等气体污染物排放,以降低地球温室效应。新型的余热回收利用技术将有力的推动我国经济的可持续发展,带来巨大的经济和社会效益。本文以浮法玻璃炉窑生产线排放的400℃烟气为热源,应用ORC技术,以系统热力热效率、LEC(平准化电力成本,Levelized Cost of Energy Calculation)为目标函数,研究不同工质ORC性能表现,分析了工质选择、冷凝温度和过热度等对ORC热效率和发电成本的影响,为实际工程应用提供参考依据。本文的主要研究内容和成果如下:(1)在已知热源条件下,根据系统热效率、平准化电力成本计算模型,分析了7种纯工质分别在亚临界ORC系统和跨临界ORC系统中热效率、平准化电力成本随循环参数变化的情况。经比较,benzene、toluene具有较高热效率,同时平准化电力成本低。(2)根据工质循环最大热效率、平准化电力成本,结合工质安全性和环保性,筛选工质。(3)亚临界条件下,提高过热度,循环热效率基本不变。通过提高过热度改善系统发电量和发电成本并不可取。冷凝温度的变化对超临界和亚临界最大热效率、平准化电力成本影响较小。(4)相同热源条件下,水工质循环热效率小于有机工质,而水的平准化电力成本高于有机工质。(5)根据本文的研究,在给定的热源条件下,综合分析循环的热力学性能、发电成本和环保性能,以R141b为工质的超临界ORC技术,可以应用于浮法玻璃炉窑余热动力回收。循环热效率为19.02%,平准化电力成本为0.04339$/(kW·h)。
【关键词】：窑炉烟气 ORC 超临界 亚临界 热效率 平准化电力成本
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.721;TK115
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 主要符号表8-9
• 1 绪论9-24
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 中低温余热发电技术的研究及应用现状10-17
• 1.2.1 中低温余热发电的技术应用10-12
• 1.2.2 ORC余热发电的研究现状12-17
• 1.3 ORC工质的基本要求17-20
• 1.3.1 有机工质的环保性和安全性17-19
• 1.3.2 有机工质的选择19-20
• 1.4 考虑LEC的ORC系统研究20-21
• 1.5 问题的提出21-23
• 1.6 本文主要研究内容23-24
• 2 有机朗肯循环分析24-40
• 2.1 亚临界ORC系统24-33
• 2.1.1 亚临界循环系统LEC模型24-29
• 2.1.2 亚临界循环LEC计算29-30
• 2.1.3 蒸发温度对亚临界ORC系统热效率的影响30-31
• 2.1.4 蒸发温度对亚临界ORC系统LEC的影响31-33
• 2.2 跨临界ORC系统33-38
• 2.2.1 跨临界循环系统热LEC模型33-34
• 2.2.2 跨临界循环工质及计算条件34
• 2.2.3 膨胀机入口温度对跨临界ORC系统热效率的影响34-36
• 2.2.4 膨胀机入口温度对跨临界ORC系统LEC的影响36-38
• 2.4 本章小结38-40
• 3 ORC性能分析和工质筛选40-53
• 3.1 不同影响因素对热效率、LEC的影响40-42
• 3.1.1 亚临界条件下过热度对系统性能的影响40-41
• 3.1.2 冷凝温度对系统性能的影响41-42
• 3.2 水蒸汽动力循环的LEC研究42-43
• 3.3 最优工质的筛选43-46
• 3.4 R141b发电系统热力计算及设备选用46-52
• 3.5 本章小结52-53
• 4 结论与展望53-55
• 4.1 结论53-54
• 4.2 展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59

【参考文献】

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中国硕士学位论文全文数据库 前3条

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本文编号：576845