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毕业论文网 > 文献综述 > 理工学类 > 能源与环境系统工程 > 正文

有机工质冷凝器设计及性能分析文献综述

 2020-04-17 16:35:07  

1.课题背景

随着社会的发展,人类对能源的依赖日益严重,煤、石油、天然气等不可再生能源的储备有限。我国也是能源消耗大国,为了达到节能减排减少环境污染和提高能源的利用率,加强对这些能源二次利用,多使用新型能源如(地热,太阳能,潮汐能等)来替代这些传统能源[1]。在此背景下,有机朗肯循环技术回收中低品位能源越来越得到人们的关注。

利用有机朗肯循环系统,将低品位热能转化为电能,既有助于解决能源紧缺问题,又能减少常规能源利用过程中CO2,NOx,SO2的排放,同时提高了能源的总利用率,因此收到越来越多研究者的关注和重视[2]。可以说,ORC优势明显[24]

2.有机朗肯循环发电系统概述

有机朗肯循环主要由膨胀机、冷凝器、工质泵、蒸发器、发电机等组成。首先液态的有机工质进入蒸发器,在蒸发器中进行热交换,工质由液态变为气态,再在膨胀机中膨胀做功带动发动机发电,膨胀做功后的乏气运送到冷凝管中进行冷却,使其由气态变为液态,由工质泵加压再次运输到蒸发器中,这样完成一个循环,从而实现对余热的回收[9]。基本的ORC系统如图1。

3.有机工质特性及优选原则

循环工质为具有较低临界温度的有机工质而非传统的水蒸气[3],其对热源温度求较低,100℃左右的热源就可以维持其正常运行,是利用低温热源( 太阳能、生物质能、地热和工业余热等) 的有效途径[4-5]。现有中大规模 ORC 系统的良好运行说明有机朗肯循环具有广阔的应用前景。当前,全球范围内建筑能源消耗已达总能耗的 40% 以上[6]

作为理想的有机朗肯循环工质应该具备以下特点[7]

(1)工质为干流体(dT/ds lt; 0)或等熵流体(dT/ds = 0)时,能够保证高温高压的蒸汽在膨胀机的膨胀过程中不会产生液体,有利于延长膨胀机的寿命。

(2)蒸汽密度高。低密度意味着具有高体积流量,这将会导致换热器的压降增大,同时膨胀机的体积也会增大,影响系统的经济性。

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