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结合闪蒸循环的有机朗肯循环以提升循环性能研究 被引量：4
1
作者 李新国 高冠怡 +1 位作者 吴晓松 弭慧惠 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期22-28,共7页
以提高热源利用率,提升有机朗肯循环(ORC)的做功能力为目标,该文构建一种ORC的新构型——结合闪蒸循环的有机朗肯循环(ORFC)和结合喷射-闪蒸循环的有机朗肯循环(EORFC)。新构型循环相当于在ORC基础上,增加闪蒸循环,构成ORC+闪蒸循环的... 以提高热源利用率,提升有机朗肯循环(ORC)的做功能力为目标,该文构建一种ORC的新构型——结合闪蒸循环的有机朗肯循环(ORFC)和结合喷射-闪蒸循环的有机朗肯循环(EORFC)。新构型循环相当于在ORC基础上,增加闪蒸循环,构成ORC+闪蒸循环的叠加循环。新构型中,通过增加(或调节)工质流量,以调节加热过程中的传热窄点(位置),从而提高从热源的吸热量并提高循环的输出功。结果表明:新构型循环的优化工况得到延伸,循环性能得到提高;ORFC和EORFC优化工况下的净输出功比ORC分别提高16.13%和33.18%,二者的加热量和效率均高于ORC。 展开更多
关键词 热力学 发电 余热利用 结合闪蒸循环的有机朗肯循环 结合喷射-闪蒸循环的有机朗肯循环 传热窄点调节
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生物质双级蒸发双回热有机朗肯循环系统环境分析
2
作者 戴文智 沈雄健 +1 位作者 宋晓博 杨新乐 《化工学报》 北大核心 2025年第3期1230-1242,共13页
为了探究有机朗肯循环(ORC)对环境的影响,进一步完善ORC对环境影响的研究,基于常规㶲环境法、高级㶲环境法和增强㶲环境法对生物质双级蒸发双回热有机朗肯循环(DEDR-ORC)系统进行环境分析,并使用五个评价指标对其结果进行对比分析。研究结... 为了探究有机朗肯循环(ORC)对环境的影响,进一步完善ORC对环境影响的研究,基于常规㶲环境法、高级㶲环境法和增强㶲环境法对生物质双级蒸发双回热有机朗肯循环(DEDR-ORC)系统进行环境分析,并使用五个评价指标对其结果进行对比分析。研究结果表明:常规㶲环境法和高级㶲环境法得出组件的改进潜力不尽相同,和高级㶲环境法相比,增强㶲环境法分析得出锅炉的改进顺序发生了变化,从第四变为第三,生物质锅炉的总可避免对环境的影响比高级㶲环境法分析结果提高了22.370 Pts/h。其他组件和高级㶲环境法得出的结果相差不大,说明生物质DEDR-ORC系统对环境的影响主要来自于组件的㶲损失和系统排放的污染物。研究结果可为ORC领域的环境分析提供理论支撑与技术参考。 展开更多
关键词 生物质 燃料 热力学 有机朗肯循环 高级㶲环境 增强㶲环境
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相变蓄热耦合太阳能驱动有机朗肯循环供热系统优化
3
作者 于静梅 王一琦 蔡曜阳 《化学工程》 北大核心 2025年第7期13-18,共6页
针对中国供热系统低碳化转型和促进可再生能源的快速发展,设计一套耦合相变蓄热箱、太阳能有机朗肯循环和水源热泵的低碳供热系统,减少太阳能利用成本。使用TRNSYS软件搭建供热系统模型,以呼和浩特市某员工宿舍为研究对象,费用年值、[火... 针对中国供热系统低碳化转型和促进可再生能源的快速发展,设计一套耦合相变蓄热箱、太阳能有机朗肯循环和水源热泵的低碳供热系统,减少太阳能利用成本。使用TRNSYS软件搭建供热系统模型,以呼和浩特市某员工宿舍为研究对象,费用年值、[火用]效率和电能自给率为目标函数,集热器面积等系统关键参数作为决策变量,采用NSGA-Ⅱ算法对系统进行多目标优化和TOPSIS方法寻找最优解。优化结果表明:在集热器面积为912 m^(2)、热泵额定制热量为109 kW、使用相变材料体积为8.25 m^(3)、地埋管孔数为24、启动集热器时的辐照强度为121 W/m^(2)、集热器配给流量为54 kg/(m^(2)·h)时,系统达到最优,此时系统费用年值为15.06万元,电能自给率为52.8%,[火用]效率为9%。 展开更多
关键词 相变蓄热 太阳能 水源热泵 有机朗肯循环 NSGA-Ⅱ算法
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多构型两级冷凝有机朗肯循环系统优化及碳足迹敏感性分析
4
作者 王万山 赵强 +1 位作者 苏志刚 王培红 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期790-797,共8页
为提高循环的经济性,提出了一种两级关联冷凝过程的有机朗肯循环构型,与现有研究中的两级独立冷凝过程的有机朗肯循环构型进行对比,针对不同的工质和液化天然气(LNG)输入压力,分别以全生命周期收益作为目标对构型进行优化,并对存在不确... 为提高循环的经济性,提出了一种两级关联冷凝过程的有机朗肯循环构型,与现有研究中的两级独立冷凝过程的有机朗肯循环构型进行对比,针对不同的工质和液化天然气(LNG)输入压力,分别以全生命周期收益作为目标对构型进行优化,并对存在不确定性的碳足迹进行敏感性分析。结果表明,在设计工况下,两级独立冷凝构型的系统净输出功率和全生命周期收益优于两级关联冷凝构型。当LNG输入压力较低,生命周期内的发电量显著低于满负荷发电量时,两级关联冷凝构型优于两级独立冷凝构型;相比之下,循环工质R143a较适用于两级关联冷凝构型。在考虑循环工质泄漏时,全球变暖潜势(GWP)较低的R290作为循环工质的系统碳减排效果更优。在工质泄漏可以忽略不计的情况下,系统净输出功率越高,系统的碳减排效果越优。 展开更多
关键词 冷能发电 有机朗肯循环 两级冷凝 不确定性 碳足迹 敏感性分析
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有机朗肯循环在低温余热发电的应用进展
5
作者 谷志卿 宋海琛 +3 位作者 尹金城 鞠朋 吴维成 张静 《烧结球团》 北大核心 2025年第4期32-39,72,共9页
低温余热发电是解决目前我国工业领域能源消耗高、余热利用率低的关键路径之一。有机朗肯循环(ORC)凭借在低温条件下显著提升膨胀机效率、改善汽轮机发电性能而备受关注。本文从系统构成和工质选择出发,阐述ORC工作原理、技术特征以及... 低温余热发电是解决目前我国工业领域能源消耗高、余热利用率低的关键路径之一。有机朗肯循环(ORC)凭借在低温条件下显著提升膨胀机效率、改善汽轮机发电性能而备受关注。本文从系统构成和工质选择出发,阐述ORC工作原理、技术特征以及工质物化性质对性能的影响,进而梳理钢铁、化工、石化等行业已投运示范工程的系统构型、关键设备、工质方案与运行参数,并以净发电量、热效率和投资回收期为指标评价其节能环保与经济效益。分析结果表明,ORC可依据余热规模和工质特性实现kW至MW级发电,引入回热、双工质或串级后效率可以再提升,投资回收期可控制在2 a以内;R245fa、R134a等干流体为优选工质,非共沸工质需解决成分漂移问题;钢铁、化工、石化行业的低温余热发电示范项目证实ORC已具备规模化推广条件。通过案例剖析,为ORC技术在低温余热发电的规模化推广提供借鉴,并为更多工业场景的余热利用设计与应用提供参考。 展开更多
关键词 余热利用 低温余热 余热发电 有机朗肯循环 有机工质
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基于操作弹性的有机朗肯循环工质选择
6
作者 王逸豪 张煜鑫 +1 位作者 祝铃钰 王佳远 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第4期649-658,共10页
工质选择是有机朗肯循环设计的重要一环。传统工质选择旨在确保设计点处实现最佳性能,往往忽略因热源或冷源条件波动导致操作偏离设计点伴随的性能下降问题。因而,文中针对操作条件的不确定性,利用变工况模型描述操作性能距设计点的偏差... 工质选择是有机朗肯循环设计的重要一环。传统工质选择旨在确保设计点处实现最佳性能,往往忽略因热源或冷源条件波动导致操作偏离设计点伴随的性能下降问题。因而,文中针对操作条件的不确定性,利用变工况模型描述操作性能距设计点的偏差,并利用体积弹性指数描述不确定参数空间内操作可行性域大小,从而创新性地提出一种面向操作弹性最大化的工质选择策略。此外,基于有机朗肯循环烟气余热回收系统进行了应用示例。案例计算结果进一步表明,工质对操作弹性存在影响并可以进一步由其沸点进行关联。 展开更多
关键词 有机朗肯循环 操作弹性 工质选择 变工况
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含有机朗肯循环的虚拟电厂能源梯级优化低碳调度策略
7
作者 徐慧慧 赵宇洋 +3 位作者 田云飞 彭婧 罗盛航 梁宁 《电力工程技术》 北大核心 2025年第5期208-217,共10页
为进一步提升考虑㶲效率的虚拟电厂调度的经济性和低碳性,提出一种考虑有机朗肯循环的虚拟电厂能源梯级优化低碳调度策略。首先,以提高热能“㶲”效率为目标,研究有机朗肯循环发电机理,建立其利用低品质余热出力的数学模型;其次,研究虚拟... 为进一步提升考虑㶲效率的虚拟电厂调度的经济性和低碳性,提出一种考虑有机朗肯循环的虚拟电厂能源梯级优化低碳调度策略。首先,以提高热能“㶲”效率为目标,研究有机朗肯循环发电机理,建立其利用低品质余热出力的数学模型;其次,研究虚拟电厂中有机朗肯循环与电转气装置的耦合机理,建立考虑阶梯式碳交易的减碳引导模型,实现虚拟电厂热能梯级利用与低碳调度相耦合;然后,建立包含热电联供机组、燃气锅炉及气负荷的碳排放权模型,明确碳排放责任;最后,在荷侧建立包含电、热、气的多元负荷综合需求响应模型,并以虚拟电厂的总成本最低为优化目标,建立虚拟电厂能源梯级优化低碳调度模型。算例仿真表明,所提调度策略能有效提高虚拟电厂的能源利用率及低碳效益。 展开更多
关键词 虚拟电厂 有机朗肯循环 热能梯级利用 低碳调度 综合需求响应 阶梯式碳交易
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混合工质有机朗肯循环系统热经济性能评价
8
作者 冯军胜 王璐 +2 位作者 严亚茹 赵亮 董辉 《烧结球团》 北大核心 2025年第3期149-158,共10页
以环冷机末段出口低温烟气为有机朗肯循环(ORC)热源,建立系统热经济性能模型,并选取纯工质R600和R601a组成混合工质,研究不同混合工质质量分数和ORC关键参数对系统热力性能和经济性能的影响。结果表明,对于给定的ORC关键参数,随着混合... 以环冷机末段出口低温烟气为有机朗肯循环(ORC)热源,建立系统热经济性能模型,并选取纯工质R600和R601a组成混合工质,研究不同混合工质质量分数和ORC关键参数对系统热力性能和经济性能的影响。结果表明,对于给定的ORC关键参数,随着混合工质中R601a质量分数(M_(R601a))的增加,系统净输出功率(W_(net))和[火用]效率(η_(ex))先下降后上升,而系统平准化能源成本(LEC)先上升后下降。当M_(R601a)一定时,系统W_(net)随蒸发温度(T_(6))增加先上升后下降,随过热度(ΔT_(7-1))增加而稳定下降。T_(6)越高,ΔT_(7-1)越低,系统η_(ex)越大。系统LEC随T_(6)增加逐渐变小,而随ΔT_(7-1)增加先下降后上升。在M_(R601a)和ORC关键参数变化范围内,纯工质R600的系统W_(net)和η_(ex)最大,表现出较好的热力性能,而纯工质R601a的系统LEC最小,显示出较好的经济性能。 展开更多
关键词 烧结矿 余热回收 有机朗肯循环 混合工质 热经济性能
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基于有机朗肯循环的新型燃煤发电系统热力性能
9
作者 张俊莲 杨传燕 张雪标 《热力发电》 北大核心 2025年第7期144-152,共9页
为实现蒸汽能量的梯级利用,提高蒸汽发电能力,提出了一种集成有机朗肯循环系统与风冷式燃煤发电系统的新型发电系统。该系统基于有机朗肯循环系统在中低温阶段的热电高效转换特性,抽取燃煤机组中膨胀到一定程度的蒸汽驱动有机朗肯循环... 为实现蒸汽能量的梯级利用,提高蒸汽发电能力,提出了一种集成有机朗肯循环系统与风冷式燃煤发电系统的新型发电系统。该系统基于有机朗肯循环系统在中低温阶段的热电高效转换特性,抽取燃煤机组中膨胀到一定程度的蒸汽驱动有机朗肯循环系统进一步提高输出功率。该耦合方案可以实现燃煤电厂提高输出功率、回收排汽余热和在冬季防止空冷器结冰的多重目的。针对某600 MW燃煤电厂进行了热力学性能分析,结果显示,当抽汽流量为160 kg/s时,系统在50%THA、75%THA和100%THA负荷下的热效率分别提高了3.48百分点、1.72百分点和1.08百分点,㶲效率分别提高了3.38百分点、1.68百分点和1.05百分点,煤耗率分别降低了27.72、12.88、7.92 g/(kW·h),余热回收率达到64.57%、25.64%和15.40%。该方案不仅提升了现有风冷式燃煤电厂的性能,而且降低了煤耗,研究成果为提高电厂整体性能提供了新的思路。 展开更多
关键词 能量梯级利用 余热回收 有机朗肯循环 燃煤电厂 热力学分析
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余热余压空气梯级利用的双涡流管有机朗肯循环综合性能分析与优化 被引量：1
10
作者 杨新乐 闫振超 +4 位作者 卜淑娟 李惟慷 于宁 戴文智 王新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3177-3188,I0020,共13页
为充分利用工业生产中的余热余压空气能量,同时降低ORC系统冷凝热损失,该文提出一种双涡流管ORC系统(ORC coupled with double vortex tubes,DVT-ORC)。利用热源涡流管将放热后的余热余压空气分离成冷、热空气,冷空气用于工质冷却,热空... 为充分利用工业生产中的余热余压空气能量,同时降低ORC系统冷凝热损失,该文提出一种双涡流管ORC系统(ORC coupled with double vortex tubes,DVT-ORC)。利用热源涡流管将放热后的余热余压空气分离成冷、热空气,冷空气用于工质冷却,热空气作为二级蒸发器的热源且换热后其余压用于驱动气动增压泵;利用工质涡流管将透平乏气分离成冷、热气流,热气流经气动增压泵升压再循环,冷气流进入空气冷却器冷却。以150℃、0.6 MPa的空气为初始热源,R245fa为工质,建立热力与经济的多目标优化模型,分析双涡流管冷流比和透平排气压力对系统综合性能的影响;采用遗传算法进行优化,确定系统最优工况。结果表明:当热源涡流管冷流比大于0.3时,DVT-ORC输出功大于基本ORC输出功,工质涡流管与空气冷却器的㶲损失之和较基本ORC系统冷凝器的㶲损失最大可减小1240.32 kW,单位电力生产成本较低,DVT-ORC系统热力性与经济性提升。系统最佳运行工况在透平排气压力为0.3007 MPa、工质涡流管冷流比为0.8738、热源涡流管冷流比为0.8942时,对应的净输出功为173.94 kW、热效率为13.57%、单位电力生产成本为0.415元/(kW·h)。 展开更多
关键词 余热余压空气 能量梯级利用 涡流管 有机朗肯循环 综合性能 多目标优化
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基于过程解耦和工质物性的有机朗肯循环性能分析 被引量：1
11
作者 韩中合 沈明轩 +3 位作者 杨伊琳 刘世通 赵文升 李鹏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期226-233,共8页
通过对有机朗肯循环工作过程的拆分解耦,利用工质物性中的临界温度、偏心因子结合循环参数推导其热力学性能表征式,进而建立循环的热力学模型,并借助该模型分析循环参数对循环热力学性能评价指标的影响规律。研究结果显示:当蒸发温度升... 通过对有机朗肯循环工作过程的拆分解耦,利用工质物性中的临界温度、偏心因子结合循环参数推导其热力学性能表征式,进而建立循环的热力学模型,并借助该模型分析循环参数对循环热力学性能评价指标的影响规律。研究结果显示:当蒸发温度升高时,循环热效率会增大,但其净输出功和效率先增大,然后再降低;当冷凝温度升高时,循环的热效率、净输出功和效率都会下降;当过热度升高时,循环的净输出功和效率随过之降低,而循环的热效率随之增大。基于工质物性引入雅各布数,循环的净输出功和热效率随雅各布数的增大分别呈现出增大和减小的趋势,而临界温度越高热效率随之升高。 展开更多
关键词 有机朗肯循环 循环性能 解耦 工质物性
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串联双级蒸发有机朗肯循环系统的多目标优化及工质优选 被引量：1
12
作者 何志霞 姚林 +3 位作者 冯永强 王玉 张强 徐康静 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期581-589,共9页
为了探究串联双级蒸发有机朗肯循环系统在特定工况下的最佳混合工质,选取了3组不同特性的混合工质,即R21/R113、R1234ze/R141b和R227ea/R245fa,引入热力学性能指标、经济指标和环境指标,利用非支配排序遗传算法进行多目标优化.通过求解P... 为了探究串联双级蒸发有机朗肯循环系统在特定工况下的最佳混合工质,选取了3组不同特性的混合工质,即R21/R113、R1234ze/R141b和R227ea/R245fa,引入热力学性能指标、经济指标和环境指标,利用非支配排序遗传算法进行多目标优化.通过求解Pareto边界,采用3种决策方法对每组工质流体进行最优解的选择,根据偏移量选取最优决策方法.结果表明:在热源温度为150℃、冷源温度为15℃的工况下,混合工质R1234ze/R141b最优解的[火用]效率相对较高,平准化度电成本(levelized cost of energy, LCOE)和当量二氧化碳排放量(equivalent carbon emission, ECE)相对也较低,热源温度也适配,为该工况下较为合适的混合工质. 展开更多
关键词 有机朗肯循环系统 混合工质 仿真建模 目标优化 非支配排序遗传算法
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基于分子动力学的有机朗肯循环Cu/R123纳米有机工质能量研究
13
作者 杨新乐 闫振超 +4 位作者 马联伟 王晓鹏 于宁 宗德敬 王新 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期610-617,共8页
为探究有机朗肯循环(ORC)Cu/R123纳米有机工质的能量变化特性,采用分子动力学方法,对不同工况下的Cu/R123纳米有机工质能量进行模拟。研究结果表明:加入纳米颗粒可使有机工质微观结构发生改变。在微观状态下,范德华能随体积分数增大而减... 为探究有机朗肯循环(ORC)Cu/R123纳米有机工质的能量变化特性,采用分子动力学方法,对不同工况下的Cu/R123纳米有机工质能量进行模拟。研究结果表明:加入纳米颗粒可使有机工质微观结构发生改变。在微观状态下,范德华能随体积分数增大而减小,键合能随温度升高而增加,气相时范德华能增大,压力对体系影响很小。通过计算焓差发现,在相同蒸发温度下,采用纳米有机工质的ORC做功较大;纳米有机工质具有较高的导热系数,可提升ORC低品位热能回收效率。 展开更多
关键词 纳米有机工质 分子动力学 两相流 能量分析 有机朗肯循环
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叠合式有机朗肯循环的热力学分析
14
作者 李新国 徐期峰 苗小旦 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期421-427,共7页
针对有机朗肯循环(ORC)中传热过程对循环性能的影响,该文提出一种既相似但又区别于混合工质,各工质独立运行的叠合式有机朗肯循环(AORC)。AORC中,各工质进行串/并联的叠合换热,可形成类似于非共沸混合工质的温度滑移。由于各工质独立运... 针对有机朗肯循环(ORC)中传热过程对循环性能的影响,该文提出一种既相似但又区别于混合工质,各工质独立运行的叠合式有机朗肯循环(AORC)。AORC中,各工质进行串/并联的叠合换热,可形成类似于非共沸混合工质的温度滑移。由于各工质独立运行,使得叠合工质的温度滑移量可进行调节,以减小与外界热/冷源的传热温差,提高传热匹配性以及循环性能。以两种工质叠合的AORC为例进行循环性能分析,并与常规ORC进行对比。结果表明,AORC并不是各工质基本ORC的简单线性叠加,而是一种优化叠加。相比常规ORC,AORC的净输出功率最大可提升34.48%。但当热源温度高于高温工质的热源转折温度时,AORC趋近于高温工质的基本ORC。 展开更多
关键词 有机朗肯循环 非共沸混合工质 传热匹配 叠合循环 工质热源转折温度
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内燃机余热回收低压有机朗肯循环系统性能优化及试验 被引量：1
15
作者 凌智 金质儒 +1 位作者 王轩 田华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期456-462,共7页
利用工质比热容与余热源之间的匹配关系,提出了缸套水与烟气余热分别由五氟丙烷(R245fa)工质两相区与过热区匹配吸收的单回路低蒸发压力有机朗肯循环(SLL-ORC),并与复杂度相当的预回热CO_(2)跨临界动力循环(PR-CTPC)进行对比.结果表明:... 利用工质比热容与余热源之间的匹配关系,提出了缸套水与烟气余热分别由五氟丙烷(R245fa)工质两相区与过热区匹配吸收的单回路低蒸发压力有机朗肯循环(SLL-ORC),并与复杂度相当的预回热CO_(2)跨临界动力循环(PR-CTPC)进行对比.结果表明:在回收余热温度低、缸套水余热量大的内燃机余热时,SLL-ORC性能较好,其理论最大输出功率为16.13 kW,对应蒸发压力为910 kPa、过热度为80℃,且余热回收系统具有较高的热效率.基于此SLL-ORC构型搭建试验台架,试验验证了缸套水在R245fa工质两相区回收的可行性,在试验测试余热源和透平转速均未达到设计值时系统发电机产生的电能为9.41 kW,有效提升柴油机热效率绝对值可达2.98%. 展开更多
关键词 内燃机 余热回收 有机朗肯循环 试验
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地热能有机朗肯循环系统设计与动态仿真 被引量：1
16
作者 饶建业 李骥飞 +1 位作者 郭智琳 苗政 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期19-27,共9页
针对地热能利用,根据地热井口条件通过热力学计算和设备选型设计了对应的ORC机组,并对该机组动态特性进行了仿真;研究了热源温度和流量、冷却水温度以及工质流量4种参数变化对ORC机组关键运行参数和性能的影响规律。结果表明:机组输出... 针对地热能利用,根据地热井口条件通过热力学计算和设备选型设计了对应的ORC机组,并对该机组动态特性进行了仿真;研究了热源温度和流量、冷却水温度以及工质流量4种参数变化对ORC机组关键运行参数和性能的影响规律。结果表明:机组输出性能对冷却水温度变化最为敏感,冷热源温度增大10℃,轴功分别减小16%和增大7%;热源温度和流量增大都会使过热度、蒸发压力和轴功显著升高,热效率略有下降,但其对机组冷端传热的影响有限,对热端传热的影响很小,过热度和蒸发压力几乎不变;相比冷热源参数的变化,工质流量变化时机组关键参数的波动最小,机组能很快恢复稳定。 展开更多
关键词 有机朗肯循环 地热源 动态仿真 系统输出功 热效率
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危废焚烧锅炉饱和蒸汽驱动有机朗肯循环系统热力学分析
17
作者 张曼铮 吴苏日姑嘎 +4 位作者 肖猛 闫沛伟 苗政 纪献兵 徐进良 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期827-836,共10页
危险废弃物焚烧处理过程中产生的热量通常用于生产饱和蒸汽以供应工业园区的蒸汽、热量等需求,也可以用于低温发电。分析了饱和蒸汽驱动有机朗肯循环(ORC)系统做功时的热力学特性。通过基本工况下蒸汽潜热型热源与ORC系统的热匹配特性分... 危险废弃物焚烧处理过程中产生的热量通常用于生产饱和蒸汽以供应工业园区的蒸汽、热量等需求,也可以用于低温发电。分析了饱和蒸汽驱动有机朗肯循环(ORC)系统做功时的热力学特性。通过基本工况下蒸汽潜热型热源与ORC系统的热匹配特性分析,提出3种优化措施,并研究了单一优化和组合优化措施下以及不同工况下的系统热力学性能。结果表明,组合优化可使系统获得更优的性能,相对于基本工况,优化后的工况下最大净输出功为3 193.81 kW,提高了170.46%;热效率为23.34%,提高了30.25%;总[火用]效率为66.25%,提高了41.80%。 展开更多
关键词 危废焚烧炉 蒸汽潜热 有机朗肯循环 热力学分析 [火用]分析
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气液喷射升压有机朗肯循环特性
18
作者 熊远帆 孙斌 +1 位作者 李华山 龚宇烈 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第5期532-541,共10页
针对小型有机朗肯循环工质泵效率低、耗功大等问题,将气液喷射器取代工质泵作为升压设备,基于喷射器一维模型,构建了气液喷射升压有机朗肯循环(IORC)的热力模型。以140?℃的中低温热源为驱动力,R245fa为工质,研究了喷射器引射系数、喷... 针对小型有机朗肯循环工质泵效率低、耗功大等问题,将气液喷射器取代工质泵作为升压设备,基于喷射器一维模型,构建了气液喷射升压有机朗肯循环(IORC)的热力模型。以140?℃的中低温热源为驱动力,R245fa为工质,研究了喷射器引射系数、喷射器面积比以及冷凝器出口过冷度3个参数对IORC性能的影响,并将IORC与基本有机朗肯循环(BORC)的热力性能进行对比。结果表明,存在一个最佳引射系数和过冷度,使IORC的净输出功达到最大值。引射系数和面积比的增加均会使喷射器升压比降低,而过冷度的增加会使升压比增加。3个参数的增加均会使喷射器?效率和换热器经济性降低。IORC的换热器经济性比BORC更好,当工质泵效率低于52%时,IORC净输出功更具优势。 展开更多
关键词 中低温热源 发电 有机朗肯循环 气液喷射器 循环特性
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基于亚临界有机朗肯循环的热泵储电系统性能实验研究 被引量：2
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作者 宋文俊 贺中禄 +2 位作者 曹彬 梁子薇 郭春梅 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4339-4348,共10页
基于亚临界有机朗肯循环的热泵储电系统(pumped thermal electricity storage,PTES)通过热泵循环、蓄/释热过程和有机朗肯循环发电(organic rankine cycle, ORC)过程实现储电过程,该系统运行温区较低且可利用低温热源提高系统循环储电... 基于亚临界有机朗肯循环的热泵储电系统(pumped thermal electricity storage,PTES)通过热泵循环、蓄/释热过程和有机朗肯循环发电(organic rankine cycle, ORC)过程实现储电过程,该系统运行温区较低且可利用低温热源提高系统循环储电效率。为进一步研究基于亚临界有机朗肯循环的热泵储电系统充/放电动态性能,本工作搭建了该系统实验平台,进行了80℃和90℃热源工况下的充/放电全周期实验研究和性能分析。结果表明:当低温热源温度从80℃升高到90℃时,系统循环储电效率从21.8%提高到46.1%,提高低温热源温度能显著提升循环储电效率;由于储/释热过程的非稳态传热特性,系统充/放电周期内运行参数随时间变化,在90℃热源工况下,充电过程的时间为3120 s,热泵循环平均COP为6.27,压缩机功率从1.3 kW增长到3.7 kW;放电时间为980 s,净放电功率从5.3 kW降低到1.8 kW,有机朗肯循环效率平均为8%;在80℃热源工况下,充电过程的时间为6480 s,热泵循环平均COP为5.44,压缩机功率从1.6 kW增长到3.6 kW;放电时间为1080 s,净放电功率从4.7 kW降低到2.8 kW,有机朗肯循环效率平均为7.9%。 展开更多
关键词 热泵储电 有机朗肯循环 循环储电效率 动态性能分析
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基于有机朗肯循环的卡诺电池热储能系统性能分析 被引量：2
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作者 冯军胜 严亚茹 +1 位作者 赵亮 董辉 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3930-3938,共9页
为了进一步提高钢铁行业低温余热利用率,本文将烧结环冷机出口低温烟气余热引入由热泵(HP)循环、蓄热系统和有机朗肯循环(ORC)组成的热泵储电(PTES)系统,并构建PTES系统热力循环过程的计算模型,研究不同ORC循环工质条件下HP冷凝温度、OR... 为了进一步提高钢铁行业低温余热利用率,本文将烧结环冷机出口低温烟气余热引入由热泵(HP)循环、蓄热系统和有机朗肯循环(ORC)组成的热泵储电(PTES)系统,并构建PTES系统热力循环过程的计算模型,研究不同ORC循环工质条件下HP冷凝温度、ORC蒸发温度和ORC过热度对PTES系统热力性能的影响。研究结果表明,降低HP冷凝温度和提高ORC蒸发温度均可以提高PTES系统的制热系数(COPnew)和功率效率(ηptp)。当ORC工质为isobutane(异丁烷)时,HP冷凝温度每增加2℃,系统COPnew和ηptp分别平均减小0.16和0.88%,而ORC蒸发温度每增加2℃,系统COPnew、ORC热效率(ηORC)和ηptp分别平均增加0.034、0.26%和0.68%。与ORC蒸发器相比,HP冷凝器内循环工质与储热介质的温度匹配对PTES系统热力性能的影响更为明显,但HP冷凝温度对ηORC的变化没有影响。当HP冷凝温度和ORC蒸发温度不变时,采用较小的ORC过热度能够有效提高PTES系统的热力性能。综合考虑PTES系统的COPnew、ηORC和ηptp,采用R245fa作为ORC循环工质时系统性能最好,其次是isobutane和R236ea。在低温烧结烟气余热驱动的PTES系统中,应优先选择R245fa作为ORC系统的循环工质。 展开更多
关键词 余热回收 热泵储电 热泵 有机朗肯循环 热力性能
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