低溫地?zé)岚l(fā)電有機(jī)朗肯循環(huán)與跨臨界循環(huán)的優(yōu)化研究

【摘要】：低溫地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的研究,有助于促進(jìn)數(shù)量巨大的中低溫地?zé)豳Y源的利用,減少化石燃料消耗和溫室氣體、大氣污染物等的排放,這會帶來巨大的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。受溫度水平的限制,低溫地?zé)岚l(fā)電利用系統(tǒng)的效率先天不足,只有從循環(huán)方式、工質(zhì)選擇、運行參數(shù)等方面盡可能優(yōu)化以提高其經(jīng)濟(jì)性。 基于以上考慮,本文在90℃的地?zé)豳Y源條件下,對有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle,ORC)、跨臨界動力循環(huán)兩種低溫地?zé)岚l(fā)電技術(shù)開展了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)研究,系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的影響因素、優(yōu)化變量研究,以及兩類循環(huán)在各自最優(yōu)工質(zhì)和最優(yōu)循環(huán)參數(shù)下的系統(tǒng)性能對比研究。結(jié)果表明,綜合考慮系統(tǒng)的凈輸出功率、單位質(zhì)量凈輸出功率所需換熱器面積等因素,R152a和R41分別為有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)和跨臨界循環(huán)系統(tǒng)的最優(yōu)工質(zhì);跨臨界循環(huán)系統(tǒng)擁有最大的輸出功率,使得跨臨界系統(tǒng)對資源的利用率高于亞臨界系統(tǒng)。 為了進(jìn)一步考察不同循環(huán)方式的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性,針對R152a和R41分別設(shè)計一個低溫地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng),給出各系統(tǒng)運行工況、設(shè)備選型所需的基本參數(shù)等。在此基礎(chǔ)上對兩個系統(tǒng)的設(shè)備價格進(jìn)行估算,并分別以“系統(tǒng)在整個壽命期內(nèi)的投資收益率”和“系統(tǒng)在整個壽命期內(nèi)的凈收益率”為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行對比,結(jié)果表明以R152a為工質(zhì)的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的投資收益率高于跨臨界循環(huán)系統(tǒng),而跨臨界循環(huán)系統(tǒng)的凈收益高于亞臨界循環(huán)系統(tǒng)。 【關(guān)鍵詞】：低溫地?zé)岚l(fā)電 跨臨界循環(huán) 亞臨界循環(huán) 工質(zhì) 系統(tǒng)性能
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM616
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 第一章 緒論6-11
• 1.1 課題研究背景6-7
• 1.2 低溫地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀7-9
• 1.3 問題的提出9-10
• 1.4 本文主要內(nèi)容10-11
• 第二章 低溫地?zé)岚l(fā)電有機(jī)工質(zhì)的理論循環(huán)性能研究11-22
• 2.1 ORC 與跨臨界循環(huán)系統(tǒng)11-13
• 2.2 跨臨界循環(huán)工質(zhì)及其循環(huán)性能分析13-17
• 2.3 亞臨界循環(huán)工質(zhì)及循環(huán)性能分析17-21
• 2.4 小結(jié)21-22
• 第三章 換熱器的選型及設(shè)計計算模型22-35
• 3.1 換熱器選型22-23
• 3.2 管殼式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計計算23-26
• 3.3 換熱器設(shè)計計算模型26-35
• 第四章 兩類循環(huán)工質(zhì)的系統(tǒng)性能優(yōu)化研究35-62
• 4.1 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)的提出35
• 4.2 優(yōu)化計算模型的建立35-37
• 4.3 跨臨界工質(zhì)系統(tǒng)性能優(yōu)化計算37-48
• 4.4 ORC 工質(zhì)系統(tǒng)性能優(yōu)化計算48-57
• 4.5 ORC 與跨臨界循環(huán)工質(zhì)性能對比57-60
• 4.6 小結(jié)60-62
• 第五章 低溫有機(jī)工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析62-65
• 5.1 系統(tǒng)設(shè)計工況及設(shè)備參數(shù)62
• 5.2 系統(tǒng)設(shè)備價格估算及經(jīng)濟(jì)性分析62-65
• 第六章 結(jié)論與建議65-67
• 6.1 結(jié)論65
• 6.2 建議65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 符號說明70-71
• 致謝71

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