基于闪蒸循环联合发电系统的多目标优化分析

作     者：卢丹凤 张佳顺 商丽艳 周莉 LU Danfeng;ZHANG Jiashun;SHANG Liyan;ZHOU Li

作者机构：辽宁石油化工大学石油天然气工程学院抚顺113001 中国石油化工股份有限公司天然气分公司山东天然气销售中心济南250001 辽宁石油化工大学环境与安全工程学院抚顺113001 辽宁石油化工大学石油化工学院抚顺113001 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      面：1163-1173页

核心收录：

学科分类：080702[工学-热能工程] 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）] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：辽宁省博士科研启动基金计划项目(No.2019-BS-159) 辽宁省教育厅科学研究经费项目(No.L2019024) 辽宁省教育厅重点科研项目(No.L2020002) 

主　　题：闪蒸循环 联合发电 经济与环境分析 遗传算法 多目标优化 

摘      要：本文设计了三种基于闪蒸循环与LNG直接膨胀的联合发电系统,以125℃工业废气为热源,利用pareto最优解与遗传算法对系统热力学、经济与环境性能进行多目标优化。研究亚临界条件下不同工质及运行工况对系统性能的影响。最终结果表明,当单一分析热力性能时,R161在HFC II-LNG联合发电系统中的表现最佳。而进行多目标优化时,该系统的热力学、经济与环境性能均为最优。当蒸发温度、蒸发压力与一级膨胀压力为73.40℃、2898.04 kPa与600.01 kPa时,R161具有更好的热力学与环境性能,其净输出功、热效率、LNG冷效率、环境影响率与单位经济成本分别为109.85 k W、42.20%、43.92%、91.61 mpts/h与0.0071 USD/(kW·h)。而当以上三决策变量为85.13℃、2796.97 k Pa与600.16 kPa时,R134a具有更低的单位经济成本,其值为0.0069 USD/(kW·h)。综合多因素考量,则R161为最佳工质。