微型燃气轮机—有机朗肯循环系统的热经济学分析

发布时间：2017-08-25 03:04

  本文关键词：微型燃气轮机—有机朗肯循环系统的热经济学分析

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【摘要】：当前,我国面临着严峻的资源与环境问题,提高能源利用率,节约能源成为全社会面临的共同挑战。由微型燃气轮机(Micro Gas Turbine,MGT)组成的热电联产系统因具有效率高、污染少,特别适合于微型分布式能源系统等优点而日益受到重视。但是,微型燃气轮机的排烟余热通常属于中低温余热,如何合理利用这部分能量成为人们关注的焦点,而有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)回收中低温余热可行性高、前景广阔,对提高能源利用率和改善生态环境有重要意义。鉴于此,本文提出了微型燃气轮机耦合有机朗肯循环的热电联产系统,运用Engineering Equation Solver(EES)编程,分别从热力学和热经济学的角度对该系统进行了分析,考察并比较了有关运行参数对其性能的影响。本文的主要内容有:首先,介绍了ORC系统的工作原理及工质选择的原则,考察了热源进出口温度、蒸发温度和夹点温差对使用四种不同工质的ORC系统性能的影响,经过比较选取Toluene作为该热电联产底循环ORC系统中的工质。其次,构建了MGT-ORC热电联产系统,建立了数学模型,在设计工况下,该系统能量利用率和76.79%、36.09%。同时,从热力学角度分析了压比、燃气轮机进口温度及蒸发温度三个参数对系统能量利用率、的影响。最后,介绍了热经济学的基本理论,对所提出的MGT-ORC热电联产系统模型建立了以“热经济学模型。结果表明系统输出热能的热经济学成本大于输出电能的成本。同时,从热经济学的角度分析了前述三个参数对系统热经济学指标的影响及其变化的原因,并提出了改进系统热经济学性能的措施。本文的结果对MGT-ORC系统的优化设计有一定的指导意义,有利于推广上述热电联产系统和热经济学分析法在实际工程中的应用。
【关键词】：微型燃气轮机 有机朗肯循环 热电联产 热经济学
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM61;TK47
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.3 本文研究内容17-19
• 2 有机朗肯循环热力学分析19-29
• 2.1 有机朗肯循环原理及数学模型19-21
• 2.2 有机朗肯循环工质的选择21-22
• 2.3 有机朗肯循环的热力分析22-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 MGT-ORC 热电联产系统模型及，
  
  本文编号：734664
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