基于低溫?zé)煔庥酂峄厥盏腒alina循環(huán)熱經(jīng)濟(jì)性能研究.pdf

1、本課題主要對(duì)回收低溫?zé)煔獾?Kalina循環(huán)熱經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行了分析。首先在不同蒸發(fā)器換熱端差ΔTe、蒸發(fā)壓力pe和基本氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)x下，研究了煙氣出口溫度對(duì) Kalina循環(huán)熱經(jīng)濟(jì)性能產(chǎn)生的影響?？紤]到低溫?zé)煔獾母g性，分析了固定煙氣出口溫度為最低允許排煙溫度的必要性和合理性。隨后從熱經(jīng)濟(jì)學(xué)角度出發(fā)，綜合考慮Kalina循環(huán)的熱力學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)限制條件，對(duì)Kalina系統(tǒng)的臨界熱源條件進(jìn)行了分析。臨界熱源條件包括系統(tǒng)可利用的最大允許熱源溫度T

2、gi,max、最小允許熱源溫度Tgi,min和最小煙氣質(zhì)量流量 mg,min。研究結(jié)果表明存在最佳煙氣出口溫度Tgo,opt和蒸發(fā)壓力pe,opt使系統(tǒng)的平準(zhǔn)化電能成本LEC最小，經(jīng)濟(jì)性能最佳；且Tgo,opt與ΔTe、pe和x有關(guān)。對(duì)于凈輸出功Wnet和效率ηex，只存在pe,opt使系統(tǒng)Wnet和ηex最大，熱力性能最優(yōu)；經(jīng)濟(jì)因素會(huì)直接影響到系統(tǒng)的最佳運(yùn)行參數(shù)。在選擇循環(huán)的運(yùn)行參數(shù)時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同的熱源條件，綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與低溫

3、煙氣腐蝕性問(wèn)題。此外，在蒸發(fā)壓力pe一定的情況下，Tgi,max和Tgi,min隨著氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而逐漸降低，且氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，系統(tǒng)可利用的熱源溫度區(qū)間范圍越小。煙氣質(zhì)量流量mg對(duì)Tgi,min有很明顯的影響，mg越大，Tgi,min越小。而在氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定情況下，隨著pe增加，Tgi,max逐漸增大，Tgi,min和mg,min呈先減小后增大趨勢(shì)，且mg,min隨熱源進(jìn)口溫度Tgi的增加急劇減小。
　　對(duì)于Kalina循

4、環(huán)和亞臨界ORC循環(huán)在不同熱源條件下的比較性研究，首先基于性能最優(yōu)原則，選擇合適的非共沸混合工質(zhì)和氨水配比，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的對(duì)比。結(jié)果表明，亞臨界ORC循環(huán)中，不存在能同時(shí)滿足系統(tǒng)熱力性能和經(jīng)濟(jì)性能最佳情況的工質(zhì)組分配比。以LEC為經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，選用純工質(zhì)的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能比選用非共沸混合工質(zhì)更好；而以 Wnet為熱力性評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，選用混合工質(zhì)的熱力性能相比純工質(zhì)更優(yōu)。在 Tgo研究范圍內(nèi)，亞臨界ORC循環(huán)的熱力性能優(yōu)于Kali

5、na循環(huán)；Kalina循環(huán)經(jīng)濟(jì)性能比亞臨界ORC循環(huán)更佳。Kalina循環(huán)和ORC循環(huán)中損比例最高的部件分別是冷凝器和蒸發(fā)器，第二為透平，因此就系統(tǒng)部件優(yōu)化而言，蒸發(fā)器、冷凝器和透平是Kalina循環(huán)和亞臨界ORC改進(jìn)的重點(diǎn)。在Tgi研究范圍內(nèi)，存在一個(gè)臨界煙氣進(jìn)口溫度Tgi,cr，當(dāng)Tgi高于 Tgi,cr時(shí)，亞臨界ORC熱力性能優(yōu)于Kalina循環(huán)；當(dāng)Tgi低于Tgi,cr時(shí)，Kalina循環(huán)的熱力性能優(yōu)于亞臨界ORC，而Kalin