LNG冷能用于CO_2跨临界朗肯循环和CO_2液化回收

提出了一种利用LNG冷能的新方案。一方面,采用CO2作为工质,利用燃气轮机的排放废气作为高温热源和LNG作为低温冷源来实现CO2的跨临界朗肯循环。由于高低温热源温差较大,循环能够顺利进行;另一方面,从燃气轮机排放的CO2废气在朗肯循环中放出热量后经LNG进一步冷却成液态产品。这样,不但利用了LNG冷能,而且天然气燃烧生成的大部分CO2也得以回收。计算分析了相关参数对跨临界循环特性的影响,包括循环最高温度和压力对系统的比功和火用效率的影响,并分析了回收的液态CO2的质量流量的变化情况。结果表明,这种新的LNG冷能利用方案是一种环境友好的高效方案。

二氧化碳及其混合工质跨临界朗肯循环热力学研究

利用热力学仿真的方法,研究纯CO2及其与R32,R1270,R290,R161,R152a,R1234yf和R1234ze共7种有机工质组成的二元混合工质下循环的热效率和㶲效率。研究结果表明:有机工质添加比上限为70%,超过该比例时回热器热侧出口温度过高,导致循环变为朗肯循环;大部分混合工质热效率随一级透平入口压力p4增大而升高,其最佳再热入口压力p5在10~13 MPa范围内;研究工质中,CO2-R152a的回热再热循环热效率和㶲效率最高,较纯CO2循环分别提升16.16%和28.46%,这是因为其临界温度最高、临界压力最低导致系统做功更多、热损更少。

CO_2与R41跨临界朗肯循环低温发电系统比较分析

本文以R41为工质的跨临界朗肯循环低温发电系统进行了热力性能分析,并与CO_2跨临界发电系统进行比较,结果表明:R41和CO_2系统均存在一个最优进口压力使得热效率在相同的膨胀机进口温度下达到最大值,且膨胀机进口温度越高,对应的最优压力也越大。同热效率一样,系统均存在一个最优进口压力使得净功在相同的膨胀机进口温度下达到最大值,且R41系统比CO_2系统所作的最大净功平均提高52.6%,最优进口压力平均降低41.6%,系统火用效率平均提高24.8%。

柴油机多品位余热回收低损跨临界联合循环模拟

为了提高柴油机多品位、大温差余热的回收利用率,提出了一种低损跨临界有机朗肯联合循环,其中高温级循环用于回收温度较高的柴油机排气余热和废气再循环(EGR)余热,低温级循环回收柴油机冷却水余热、增压空气余热、与高温级循环换热后的排气余热和EGR余热.高温级对比分析了3种硅氧烷工质MM、MDM和D4,低温级选用了R143a,模拟研究了高低温级参数对循环性能的影响.结果表明:高低温级均存在最优的蒸发压力,高温级冷凝压力在允许范围内越低越好;高温级采用MM较MDM和D4循环性能更好,循环净功最高可以达到36.36,kW,损只有4.5,kW;各部分余热的利用率均在86%以上;增加高低温级的回热效能均可以提高循环性能.

基于粒子群算法的跨临界有机朗肯循环性能优化及工质筛选

本文针对跨临界有机朗肯循环进行了热力计算,并根据工质的热物性与环保性能以及对应循环的热力学性能等因素,经过一系列筛选过程最终优选出了10种综合性能较好的跨临界有机朗肯循环工质。热力计算结果表明,部分有机工质对应的跨临界朗肯循环的效率随膨胀机进口温度或蒸发压力的变化存在最优值。基于此,本文进一步采用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对所选有机工质的跨临界朗肯循环性能进行了优化分析。优化结果表明,在所筛选的10种跨临界有机朗肯循环工质中非制冷剂工质propylene的综合性能最好,propane次之;而制冷剂工质中R143a的综合性能较好。

耦合跨临界有机朗肯循环和蒸气压缩制冷循环分析

通过TORC(耦合跨临界有机朗肯循环)和VCR(蒸汽压缩制冷循环),构建了一种由低温烟气驱动的冷电联产复合系统(T-O-V)。采用R22、R134a、R227ea和R290作为循环工质,在不同冷量需求工况下,该复合系统可以有效地将低温烟气余热转化为电能和冷量输出。对T-O-V系统的热力学性能分析表明:在一定热源条件下,随着膨胀机进口压力的升高,系统总制冷系数先增大后减小,存在极大值,反映复合系统经济性的单位净输出功对应的换热面积存在最小值;采用R22作为循环工质时系统单位净输出功对应的换热面积最小。

基于LNG冷能利用的高温质子交换膜燃料电池多联供系统性能研究

提出了一种基于液化天然气(LNG)冷能利用的新型多联供系统,该新系统包括高温质子交换膜燃料电池、跨临界有机朗肯循环和液化天然气冷能利用子系统。建立了多联供系统的数学模型,分析了参数变化对系统性能的影响。研究结果表明:在本研究设计工况下,高温质子交换膜燃料电池系统和跨临界有机朗肯循环系统的发电效率分别为31.51%和23.45%;新型多联供系统总能利用效率为40.75%,?效率为31.93%;多联供系统?损最大的部件为高温质子交换膜燃料电池,达到了52.8%;多联供系统总能利用效率和?效率随着高温质子交换膜燃料电池工作温度的增加而增加,随着氢气质量流量的增加和跨临界有机朗肯循环低压的增加而减少。

二氧化碳动力循环在太阳能热利用的应用分析

在太阳能热利用领域,以二氧化碳为工质的动力循环主要有跨临界朗肯循环和超临界布雷顿循环。在太阳能集热器温度为200~1000℃和二氧化碳工质压力在10~40 MPa的范围内,采用MATLAB软件编程,计算和比较这两种循环的热效率。在较高温度下,随工质压力升高,两种循环热效率均增大;但在较低温度下,两种循环热效率的变化却相反;并且在一定温度以上,超临界布雷顿循环热效率总是高于跨临界朗肯循环。通过拟合得到两种循环热效率相等的关联式。结合实际条件,太阳能集热器温度为350℃以上时应采用超临界布雷顿循环;而在350℃以下,宜采用跨临界朗肯循环。