有机朗肯循环低温余热回收系统的工质选择.pdf

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1、化工进展2014年第33卷第9期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·2279·有机朗肯循环低温佘热回收系统的工质选择韩中合，杜燕，王智(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北保定071003)摘要：目前对有机朗肯循环的研究主要集中在工质的热力学特性方面，但尚不全面，普遍使用的热力循环性能的评价方法(窄点分析法)也存在不同工质评价标准不一的问题。为解决这两个问题，本文从环保、安全和稳定性方面对工质进行预选，得到R600、R245fa、2,2．二甲基丙烷、R123和苯等14种有机工质，而后从热力学

2、特性和经济性两方面对初选工质进行优选，通过Matlab和Refprop模拟优化得出适合此系统的最佳3--质。其中，以单位功量UA和单位功量质量流量为性能指标，统一了工质评价标准。结果表明：大部分烷类工质的热效率和压比相对其他类工质较高，而所需质量流量远小于其他类．Y-质，且烷类工质环己烷以其较高的热效率、较低的单位功量质量流量和UA等特性，被认为是低温余热回收系统中较理想的循环工质。关键词：炯；有机朗肯循环；烟气余热；有机工质；热效率；模拟；优化中图分类号：TK514文献标志码：A文章编号：1000—6613(2014)09—2279—07DoI：10

3、．3969~．issn．1000—6613．2014．09．008MediumselectionoforganicRankinecycle(ORC)inlowtemperaturewasteheatHANZhonghe，DYan，WANGZhi(KeyLaboratoryofConditionMonitoringandControlforPowerPlantEquipmentundertheMinistryofEducation，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，Hebei，China)Ab

4、stract：MoststudiesonorganicRankinecycle(ORC)mainlyfocusedonthethermodynamicpropertiesofworkingmedium．Pinchanalysismethodusedcommonlymayleadtodifferentevaluationcriteriaindifferentmedium．Thispaperpreselectedfluidsbytheirpropertiesintheconsiderationofenvironmentprotection，safetyan

5、dstabilitytosolvetheproblemsmentionedabove．Fourteentypesofworkingfluidswereselectedandscreenedbythethermodynamicandeconomicproperties，andtheoptimalworkingfluidwasobtainedusingMatlabandRefpropsimulation．Theworkingsubstanceevaluationstandardswereunifiedaccordingtothepropertiesofun

6、itpowerrequiredforUAandmassflowrate．Theresultsshowedthatmostalkanesubstanceshadhigherthermaleficiency，compressionratioandlowermassflow．Thecyclohexanewasanidealcirculatingworkingfluidwithhigherthermaleficiency，lowermassflowrateandappropriatepressureratiointhelowtemperaturewastehe

7、atsystem．Keywords：exergy；organicRankinecycle；fluegaswasteheat；organicworkingfluid；thermaleficiency；simulation；optimization全球的余热资源很丰富，尤其是低品位能源，收稿日期：2014．02．11；修改稿日期：2014．03—12。其在工业领域余热资源中所占比例近50％[¨，回收基金项目：国家自然基金项目(51306059)。第一作者及联系人：韩中合(1964一)，男，教授，博士生导师，研究此部分能量可有效提高能源利用率，缓解日趋紧张方

8、向为电厂热力设备的状态监测与故障诊断、两相流动计算与测量、的能源短缺问题，有机朗肯循环(ORC