单级闪蒸-卡琳娜循环发电热力学性能分析与优化

在卡琳娜循环的基础上,根据梯级用能理论开发单级地热闪蒸-卡琳娜循环技术,分析循环工质的热力学物性,确定系统关键运行参数并建立热力学性能评价指标。基于Peng-Robinson状态方程,借助Aspen HYSYS软件,在氨质量分数为48%、50%和52%时对系统的热效率和?效率进行基于遗传算法(Genetic Algorithm)的单目标优化和带精英保留策略的非支配排序遗传算法(Elitist Non-dominated Sorting in Genetic Algorithm)的多目标优化。热力学分析结果表明,氨水混合物蒸发压力、液化天然气(LNG)气化压力、天然气输送压力、地热水蒸发压力和氨质量分数对系统热力学性能影响较大;单目标优化结果显示,系统在氨质量分数为52%时获得的最大热效率为34.46%,最大?效率为50.65%,较优化前分别提高了12.47%和3.43%;采用LINMAP决策方法从多目标优化结果中搜索获得的系统最优热效率为32.14%、?效率为45.31%,对应的氨水混合物蒸发压力、LNG气化压力、天然气输送压力、地热水蒸发压力和氨质量分数分别为1 627.80 kPa、3 232.85 kPa、503.40 kPa、582.55 kPa和52%。

有机朗肯-单级闪蒸循环发电性能优化研究

在有机朗肯循环(ORC)的基础上,提出了有机朗肯-单级闪蒸循环(ORSFC)。基于热力学第一、第二定律构建了发电性能热力学优化模型;采用R601作为系统循环工质,研究了热源温度、蒸发温度、闪蒸温度和蒸发器出口干度等参数变化对系统发电性能的影响;以净输出功率、热效率和火用效率为优化目标函数,得到了匹配3种优化目标函数的最佳运行工况。研究结果表明:热源温度、蒸发温度、闪蒸温度和蒸发器出口干度对系统性能有较大的影响;有机朗肯-单级闪蒸系统的发电性能优于有机朗肯循环,其净输出功率、热效率和火用效率均有显著提高。

甘孜地热发电能量分析与?分析

本文对四川甘孜的一口地热井进行能量分析和?分析,参考该井地热水的温度115℃,采取的发电方式有单级闪蒸系统、预热有机朗肯系统、闪蒸有机朗肯联合系统。结果表明,闪蒸朗肯系统的?效率最高(47.81%),预热朗肯系统次之(46.31%),单级闪蒸系统最低(42.83%)。对于有机朗肯循环,发生器的影响因子及?损均为最大;而闪蒸部分,闪蒸罐的影响因子最高,但闪蒸朗肯系统将其?损减少64.8%,低于汽轮机。计算结果显示,提高闪蒸/发生温度能够提高效率、减少?损,而闪蒸朗肯系统中发生温度有较好的优化性能。综上所述,闪蒸有机朗肯联合系统具有最大的净功率(360.8 k W)和最高的?效率,而且尾水温度最低,热效率适中,适合用于中低温地热发电。

油区中低温地热发电技术经济分析

油区内地热资源丰富,开发油区地热资源越来越受到重视。近年来,地热供暖在国内发展迅速,但是地热发电特别是中低温地热发电目前进展缓慢。选取了中低温地热水的发电利用问题作为研究对象,比较了单级闪蒸、双工质、两相流三种不同的发电工艺,对比不同工艺的热力性能、设备、投资等,得出了各种发电方案的经济评价。从发电成本看,当地热水免资源税时,双工质工艺成本最高,单级闪蒸工艺成本最低;当需要缴纳地热水资源税时,两相流工艺成本最高,单级闪蒸工艺仍然成本最低。当缴纳1元/m3地热水资源税时,保证8%收益率的上网电价过高,对中低温地热发电项目经济评价结果为基本不可行。