基于HFOs工质的有机朗肯循环系统热经济性能分析

本文建立了150℃地热水驱动的有机朗肯循环(ORC)系统热经济性能分析模型,对7种氢氟烯烃类(HFOs)工质和3种含HFOs的混合工质开展优化分析。以系统净现值(NPV)为优化目标,采用遗传算法对蒸发温度、过热度、蒸发/冷凝过程夹点温差和冷源出口温度等五个系统参数进行优化,分析各参数对系统热经济性能的影响。并将HFOs工质的热经济性能与R134a、R600a和R245fa进行对比。结果表明,R515A和R1234ze(E)的热经济性能最优,且均优于三种对比工质;其中,R515A的系统净输出功最大,R1234ze(E)的NPV最大,而R452B和R1234yf的热经济性能较差。

跨临界-亚临界复叠式有机朗肯循环性能分析

热源温度高于473.15 K时,复叠式有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)可避免高温下工质热分解、膨胀比过大等缺点,相对单级ORC更具优势。跨临界循环相较常规亚临界具有更高的吸热压力及更好的热源匹配性,其与复叠式ORC耦合有望获得更优的热力性能。因此,构建了跨临界-亚临界复叠式ORC(TSORC),以473.15~573.15 K工业烟气为热源,针对5组工质,探究了吸热压力、冷凝压力对系统热力性能的影响,优化系统参数以获得最大净输出功;并与常规亚临界-亚临界复叠式ORC(SSORC)进行对比。结果表明:TSORC相对SSORC可有效增大系统净输出功,最多可提高23.9%;但当热源温度低于"等值热源温度"时,SSORC的输出功反而更大;以R1233zd-R1234ze(E)为工质的TSORC具有最大净输出功。