几种低沸点工质余热发电系统的热力性能比较.doc

几种低沸点工质余热发电系统的热力性能比较 第41卷第6期 2010年12月 中南大学(自然科学版) JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology) V_o1.4】No.6 DeC.2010 几种低沸点工质余热发电系统的热力性能比较 王志奇一,周乃君,罗亮,张家奇,童道辉 (1.中南大学能源科学与工程学院,湖南长沙,410083; 2.湘潭大学机械工程学院,湖南湘潭,411105) 摘要:基于低品何余热的有机朗肯循环(ORC)发电系统,以某1二业装置排出的流量为3×10m/h,温度为120 的低温炯气为研究对象,针对几种高温有机丁质,分析工质流量以及汽轮机膨胀比对系统性能的影响.研究结果 表明:当工质流量小于15kg/s时,汽轮机及循环热效率随着工质流量增大而迅速提高;但当工质流量超过15kg/s 时,汽轮机效率及热效率变化不大;_[质的沸点越大,汽轮机内效率越高;随着汽轮机膨胀比的增加,系统所需 的质量流量减小,而系统的热效率及炯效率提高;当T质流量或吸热量相同时,几种工质中R123的循环热效率 最高,输出功率最大,是系统工质的较好选择. 关键词:余热发电;低沸点工质;有机朗肯循环;热力性能 中图分类号:TKI1文献标志码:A文章编号:1672—72O7(2010)06—2424—06 Comparisonofthermodynamicperformanceforwasteheatpower generationsystemwithdifferentlowtemperatureworkingfluids WANGZhi—qi,2ZHOUNai-jun,LUOLiang,ZHANGJia.qi,TONGDao—hui (1.SchoolofEnergyScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China; 2.InstituteofMechanicalEngineering,XiangtanUniversity,Xiangtan411105,China) Abstract:BasedontheorganicRankinecycle(ORC)forlowtemperatureheatrecoverytherelationshipbetweensystem performanceandmassflowrateandpressureratioofseverallowtemperatureworkingfluidswasresearched.Theheat resourceiSthefluegaswhosevolumeflowrateis3×10m/handtemperatureiS120℃fromaindustrialinstallation. Theresultsshowthatwhenthemassflowrateislessthan15kg/s,theefficiencyofturbineandsystemincreasesrapidly withtheincrementofit.However.itchangeslittlewhenmassflowrateismorethan15kg/s.Theturbineefficiency improveswiththeboilingpointtemperatureofworkingfluids.Massflowratedecreaseswiththeincreaseofturbine pressureratio.Onthecontrary,thesystemefficiencyandexergyefficiencyincreasewiththeincrementofturbine pressureratio.ForORCsystem,R123ownsmaximalthermalefficiencyandnetoutputatthesamemassflowrateorheat input,R123isthebestchoiceamongtheseveralresearchedworkingfluids. Keywords:wasteheatpowergeneration;lowtemperaturewordingfluid;organicRankinecycle;thermodynamic performance 我国的能源利用率仅为30%,其余都以中低温余 热形式排放到环境中,不但造成了巨大的能量浪费, 而且给环境造成了巨大的热污染[“.据统计,在工业 生产中排放的低品位余热约占总量的50%[一1.随着化 石燃料的枯竭及环境问题的日益严峻,中低温余热