评价工质确定蒸发温度的热力学指标

工业企业中低于150℃的低温余热数量多、品质低,动力利用难度大,对所采用的工质和循环方式应谨慎选择。本文对朗肯、扩容和卡林那循环的热力学完善性进行比较,并推荐了一个评价工质、确定最佳蒸发温度的指标。 一、余热动力利用装置(火用)效率     

柴油机多品位余热回收低损跨临界联合循环

为高效低损回收柴油机多品位余热,本文提出了一种跨临界有机朗肯联合循环,其中高温级循环用于回收温度较高的发动机排气余热和废气再循环(EGR)余热,低温级循环回收发动机冷却水余热、增压空气余热、与高温级循环换热后的排气余热和EGR余热。本文对联合系统高温级工质选择多种高温型工质,并对系统热效率、回收功、效率及整体效率随高温级最大压力的变化规律进行模拟分析。结果表明存在一个最优的高温级最大压力P_(maxh),使得随着P_(maxh)的增大,系统热效率先上升后下降,工质均存在热效率η(th)的最大值。甲苯不论是热效率还是效率均表现出较好的性能,并且使柴油机效率提高了6.86个百分点。     

利用LNG冷能的混合工质中低温热力循环开拓研究

为提高中低温余热回收动力系统性能,本文在常规混合工质热力循环（火用）分析基础上,提出了结合LNG冷能利用的新型混合工质热力循环。通过与LNG的有机结合,混合工质热力循环热效率提高14.5个百分点,（火用）效率达到53.6％。为进一步揭示效率提高的原因,我们比较了常规混合工质热力循环与LNG-混合工质热力循环的（火用）损失变化情况。结果表明:LNG-混合工质热力循环高效的关键在于循环平均放热温度的降低以及工质蒸发过程与冷凝过程换热的合理匹配。而LNG冷能的梯级利用则是系统具有较高（火用）效率的根本原因。     

LNG化学能与冷(火用)综合梯级利用的多重联合循环

本文提出了综合梯级利用LNG化学能和冷(火用)的多重联合循环。住对多重联合循环系统集成的设计构思基础上,通过不同物性工质和不同循环方式的系统集成,实现了LNG化学能和冷(火用)的高效梯级利用。新循环的(火用)效率与参比循环相比提高了2.3个百分点。本文成果为更高效综合利用LNG提供新的构思和方案。     

氨吸收式串联型动力/制冷复合循环

本文提出了一种新型的采用氨水混合工质的动力／制冷复合循环,该循环以中低温工业余热或燃气轮机排气为热源,将动力、制冷子循环采用串联方式连接,基础循环工质为氨质量浓度为0．27的氨水溶液,热源为365℃／104．3 kPa 的热空气,透平进气参数为350℃／3750 kPa,,以热效率η1、(火用)效率η2作为评价准则,模拟计算表明本循环的热效率η1 为17．8％,炯效率η2为45％,通过与其它有代表性的分供系统及联供系统进行热力性能方面的比较,表明本循环η1、η2均有不同程度提高。     

氨水工质功冷联供循环内中温中压能的回收

本文提出两种采用引射器回收氨水工质功冷联供循环内的中温中压能量的改进方案,即通过回收热源能量将中温中压稀氨水工质加热至过热蒸汽状态后作为引射器工作工质分别用于:方案一,引射透平排汽以降低背压;方案二,引射蒸发器出口工质以降低蒸发压力.计算表明相同耗能下,相对于基础循环,方案一的净输出功提高0.9%、(火用)效率提高了0.8%;方案二的冷(火用)输出提高了11.1%,(火用)效率提高了0.7%,从而为有效回收系统内部能量提供了新的途径.     

单压过热蒸汽余热锅炉变工况解析解

主要符号说明符号：Cp比热DT温差F换热面积G工质流量H比焓值K换热系数L汽化潜热Q换热量Re余热回收率T温度Tg1烟气在蒸发器出口处的温度保热系数下标：a接近点e出口参数E省煤器g烟气d进口参数p节点B蒸汽V蒸发器B水0设计工况参数1序言余热锅炉是动力装置中余热回收的主要设备,由于余热锅炉的烟气侧热源变动大,因此在热力系统分析时,经常要对余热锅炉的各种工况的性能作出预报。余热锅炉变工况计算方法很多,但公开发表的文献较少。其中基于已知余热锅炉各部件详细尺寸,用类似于锅炉校核计算的方法进行变工况计算是比较精确的方法l…     

混合工质制冷系统节能的热力学分析

制冷、空调、热泵及余热发电,国外国内都在探索应用非共沸混合工质。它能够趋近于非等温换热的理想的Lorenz循环,降低(火用)损,提高能量利用经济性。 混合工质的选择有一系列的标准,其中由露点线和泡点线组成的相图也是选择的标准之一。从中可以直接看出非共沸混合工质在蒸发器和冷凝器中所形成的非等温相     

结合ORC和ARC的中温余热回收系统

中温余热回收过程中传热温差大,系统(火用)效率较低,本文提出一种结合有机朗肯循环和单效吸收式制冷系统的中温烟气余热回收系统。利用热力学第一定律和第二定律对系统建立了数学模型,分析了新系统中有机朗肯循环蒸发温度、冷凝温度等参数对系统性能的影响。同时对系统各主要部件进行了(火用)分析,并与双效溴化锂吸收式制冷系统进行了比较,通过T-Q图分析了新系统及参考系统的换热过程。结果表明新系统的(火用)损失从139.19 kW降低到93.18 kW,(火用)损失减少机理在于换热温差降低。     

发动机余热利用蒸气动力循环的工质筛选

本文针对汽油发动机余热温度的特点,采用有机Rankine循环(Organic Rankine Cycle,ORC)回收发动机的排气和冷却水废热。利用计算机程序对循环中各主要状态点的热力参数和热力性能进行了理论计算,确定了最佳参数值,进行了有机工质的筛选。最终选定环戊烷和R113作为发动机余热回收利用蒸气动力循环的工质。     

R_(115)重力升压地热发电系统的热力学分析

本文研究采用井下加热重力升压的方法提高地热发电双流体循环转换效率的热力学问题。探讨循环热力学参数的优化方法。给出了以R_(115)(C_2F_5Cl)为工质组成井下加热重力升压超临界循环系统转换效率的变化规律。用(火用)分析法揭示系统各环节的(火用)损失。指出该系统用于120—180℃的热水型地热资源,可大幅度提高系统的(火用)效率和发电出力。     

一种新型中高温热泵非共沸工质的理论与实验分析

针对工业生产中存在大量可资利用的余热资源,以能够利用余热资源的中高温热泵系统为研究对象,对绿色非共沸混合工质及其循环特性展开了理论和实验分析.通过理论计算筛选出非共沸混合工质ZM1(R125/R152a/R245fa),进行了多工况的实验研究,并与已经使用的由R22和R142b组成的混合工质ZM2在同等工况下进行了对比.结果表明,在满足用户需求这一层面上, ZM1和ZM2水平相当,加上其绿色环保的特性,达到了替代工质的要求,具有成为中高温热泵工质的潜质.     

基于Aspen的超临界CO2布雷顿循环性能研究

超临界二氧化碳(SCO_2)布雷顿循环发电系统与传统火力发电系统相比,具有系统尺寸小、循环效率高、工质易获取等优势。本文首先采用Aspen HYSYS与Aspen Plus软件分别建立了三种循环模型:简单循环、再压缩循环和分流再压缩循环;并使用三种物性方法对每种循环进行了模拟;对比实验室的数据,研究了不同物性方法的模拟精确度,数据表明Aspen Plus软件下的REFPROP物性计算方法精确度较高。然后在不同的工况参数下,使用该物性方法计算对比了三种循环在相同工况下的循环效率,结果证实:为获得高效率,回热尤为重要。最后,以再压缩循环模型为基础,在不同的回热条件下,研究了循环中五个主要参数对循环效率的影响。本文结论可为SCO_2的再压缩循环模型设计提供参考。     

基于实际换热的ORC亚/跨临界综合评价

本文以有机朗肯循环(ORC)跨临界与亚临界工质换热特性最新研究成果为基础,采用热力学指标热源回收(火用)效率,以及经济学中的净现值(NPV)概念,结合换热面积分析,建立了考虑实际换热情况的热力学及经济性模型,更合理、更全面地对亚临界循环与跨临界循环的热力学性能和经济性进行了统一分析,为工程实际中亚临界和跨临界的选择提供...     

热泵循环效率解析计算式

本文运用分析法,导出了直接计算热泵循环效率ε_(hp)。损失系数ν_i的解析计算式,它具有物理意义较为明确,准确度较高的特点,可用于多种热泵循环、多种工质的分析比较.由于公式解析,故还可为选择工质及优化设计参数提供准确而简单的数学模型。 一、热泵基本循环计算式的导出 为了简化热力学参数的计算,首先做出如下的假设:     

LNG冷能发电朗肯循环工质研究

选取了R290(丙烷)、R1270(丙烯)、R134a(四氟乙烷)和R717(氨)四种循环工质,分析四种不同工质在蒸发温度、冷凝温度下对发电系统热效率及火用效率的影响关系。从热物性方面综合考虑,证明了丙烷应用于LNG冷能海水朗肯循环发电系统的可行性。     

有机朗肯循环系统及其透平设计研究

本文对可用于工业低温余热回收的有机朗肯循环(ORC)热力系统进行简述,采用热力学第一定律、热力学第二定律分析ORC热力系统及其效率,并对有机工质动力透平的特点及设计造型进行概述。最后采用F11,R123,R245ca,R600和R600a为工质,设计有机朗肯系统回收某一工业余热,并以R123为工质进行有机工质透平的气动设计、造型设计和CFD模拟计算研究,并对透平进行造型优化。研究表明,以R123为工质的有机朗肯循环系统能有效可靠利用该工业余热,所设计的有机工质透平基本达到设计要求,透平造型的优化设计能有效改善透平叶轮内部流动。     

内燃机及其热电联产系统的典型变工况解析特性

通过大量实测数据总结出发电内燃机的典型变工况特性曲线,并给出相应的公式.结合饱和蒸汽余热锅炉的变工况特性解析解,对内燃机热电联产系统的变工况特性进行了分析:逼近温差ΔTa和相对蒸汽产量随负荷降低而减小,总能利用率、当量(火用)效率和经济(火用)效率随负荷减小先增后减,存在一个最佳值,该值对应内燃机最佳工作状态.余热锅炉蒸汽参数越高,变工况时ΔTa越低.与单轴燃气轮机热电联供装置相比,内燃机联产系统的ΔTa在低工况下更易变为负值,原因为前者在降负荷时烟气流量略增加,而后者降低.ΔTa变负会对余热锅炉有重要影响,内燃机进行热电联产时要注意其安全运转问题.     

内燃机余热回收有机朗肯循环系统研究综述

有机朗肯循环(Organic Rankine cycle, ORC)系统是一种回收内燃机余热的有效方案之一,目前受到越来越多的关注。由于内燃机余热形式多样,温度梯度大且存在变温特性,基本有机朗肯循环用于回收内燃机余热有一定难度。本文对内燃机有机朗肯循环系统的相关研究进行了综述,以余热最佳匹配循环为基础,分别从工质和系统结构方面对比分析了超临界ORC,混合工质ORC,双回路ORC和添加额外回路ORC四种方案。采用温熵(T-S)图映射法,根据有机朗肯循环与理想循环的接近度,总结了多种有机朗肯循环系统用于内燃机余热回收的潜力。分析发现在相同的循环系统下,具有较高临界点的工质和有较大的温度滑移的混合工质更有优势,相同工质下,双回路ORC和添加额外回路的ORC是解决内燃机余热波动的合理方案之一。     

余热动力回收系统的分析

本文给出了不同条件下余热流(火用)值的计算式,对于双循环系统,还专门给出了比较方便的单位水当量余热流的最大有用功率、实际功率以及双循环系统最高理论热效率的图解曲线。本文还采用(1-T_0/T)-I图分析了双循环系统中的(火用)损失,讨论了循环方案、蒸发温度、冷凝温度、节点温差、蒸汽管路中的节流和散热损失对(火用)效率的影响,指出了提高(火用)效率的某些途径。