基于动态透平效率的有机朗肯循环性能分析及优化

作     者：李鹏 韩中合 贾晓强 梅中恺 韩旭 Li Peng;Han Zhonghe;Jia Xiaoqiang;Mei Zhongkai;Han Xu

作者机构：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保定071003 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2021年第42卷第3期

页      面：406-413页

核心收录：

学科分类：0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 080703[工学-动力机械及工程] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51306059) 中央高校基本科研业务费专项资金(2017XS120)。 

主　　题：有机朗肯循环 动态透平效率 多目标优化 综合性能 

摘      要：常规有机朗肯循环(ORC)中透平效率多假设为定值,而实际上透平效率因工质种类和运行参数的不同而有较大差异。因此,采用向心透平效率计算模型,将动态透平效率与ORC系统耦合,分析透平效率随蒸发温度与冷凝温度的变化规律,比较固定透平效率与动态透平效率ORC系统热效率的差异。综合考虑热力性与经济性,采用多目标优化算法,对固定透平效率与动态透平效率ORC系统进行工质筛选及参数优化,并对优化结果进行分析比较。结果表明:透平效率随蒸发温度的下降或者冷凝温度升高而增大;不同工质及不同蒸发冷凝温度条件下,透平效率差异较大,最大达0.148。固定透平效率ORC系统与动态透平效率ORC系统的热效率随蒸发温度的变化规律有较大差异,尤其在高蒸发温度区间更为明显。对于固定透平效率ORC系统,R245ca和R236ea为最佳工质;而对于动态透平效率ORC系统,R114为最佳工质。在引入动态透平效率前后,各工质的最佳蒸发温度与最佳冷凝温度也有较大变化。