基于混合工质的多级蒸发ORC理论极限性能研究

• 作者: 曹健 冯新 吉晓燕 陆小华
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 有机朗肯循环 混合工质 多级蒸发 [火积]分析 传热极限模型 过程模拟 理论极限
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 3780-3787
• 页数: 7页
• 分类号: TK11
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210380

摘要

作为低温余热发电的首选方案，有机朗肯循环(ORC)得到广泛的工业应用。混合工质与双压蒸发结合的策略被证实能够大幅提升ORC系统热效率，但更多级蒸发对循环性能的影响仍未知。因此，提出基于混合工质的多级蒸发ORC(MZORC)概念，通过分析构建蒸发过程的传热极限模型，结合AspenPlus对基本ORC(BORC)、两级蒸发和三级蒸发MZORC进行过程模拟，揭示了系统循环性能的理论极限。研究结果表明：MZORC能够降低循环工质蒸发过程带来的热量损失及流耗散率；423.15K热源、298.15K环境温度工况下，三级蒸发MZORC的净输出功较BORC有38.6%的显著提升；增加蒸发级数能够使系统性能更接近理论极限，BORC、两级蒸发和三级蒸发MZORC系统净输出功分别能够达到理论极限值的65.0%、79.0%及90.1%。