200kW基于R245fa的ORC发电系统设计文献综述

 2021-11-01 22:15:40

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1.课题研究背景及意义伴随日益增加的能源消耗,工业中大量的中低温余热资源因得不到有效利用被直接排放,不仅造成环境污染,也造成资源浪费,因此人们开始重视中余热资源。

在众多回收余热能源的方法中,有机朗肯循环(ORC)发电技术是一种有效利用中低温余热的技术。

ORC发电技术是指在传统蒸汽朗肯循环的基础上,以低沸点的有机工质替代水蒸气,实现余热资源回收转换的发电技术,其中主系统包括:蒸发器,冷凝器,膨胀机和工质泵,辅助系统包括储液罐,控制系统等,具有工作设备简单,有机工质种类多及工质沸点易达到这些特点[1]。

ORC发电技术在太阳能,地热能等领域得到了广泛的应用,是一项极具前景的余热回收利用技术。

2.国内外发展现状2.1国内研究现状王蒲伟等[2]为模拟ORC发电机组在实际中的运行,建立了ORC机组变工况计算模型,得出其变工况过程是一个系统协调的过程,需要以机组的整体为研究对象,其工作状态与换热器,膨胀机,工质泵等都密切相关。

林明明[3]也在其论文中提到对蒸发器和冷凝器建立简化模型,并分析建立涡旋式膨胀机和工质泵的稳态数学模型,通过其输入输出的关系来确立ORC低温余热发电系统的模型。

何嵘[4]则通过优化模型,在一定误差内,推导出最大净输出功率以及最大热效率所对应的最佳蒸发温度计算公式,从而对蒸发温度变化对系统效率的影响有了更直观的表现。

在面对不同工质的问题上,冯驯[5]在文中指出,对比了工质在添加内部换热器前后的ORC余热发电系统中的表现,得出混合工质的特点:扩大了工质的选择范围,减少了蒸发器的不可逆换热损失。

而且混合工质在换热温差,换热损失,热效率,效率这些方面都要优于纯工质。

其后刘易霖[6]基于ORC系统结构和热力学定律在Matlab环境下对比分析了R23,R113,R245fa三种工质,得出R245fa是小型ORC系统适用的最佳工质。

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