内燃机烟气余热ORC系统热力学特性分析

本研究分析了ORC对内燃机烟气余热回收的节能潜力及关键参数影响规律。该研究采用理论模拟方法,基于某内燃机实际特性曲线,分析了负荷变化,对ICE-ORC联合循环系统整体输出功率及热效率的影响。模拟结果显示额定工况条件下,该系统方案的整体热效率较独立ICE系统提高3.3%,内燃机低负荷条件下可能出现露点温度的情况,存在腐蚀设备的隐患。上述研究表明,采用ORC对内燃机烟气余热能够进行有效回收,且节能潜力随着内燃机负载的增加而提高。

车辆废热回收有机朗肯循环系统热力性能分析

基于废热回收有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC),提出了一套同时回收车辆内燃机冷却废热和烟气废热的车辆供能系统。该系统可通过ORC热转功子系统同时回收汽油机冷却液废热和烟气废热,不仅能够满足车辆不同季节的冷/热需求,而且能够显著改善车辆的整体热功转换效率和燃料节约率。在供暖季,其在节省燃料消耗的同时,也可为车辆供暖;在非制冷供暖季,其在满足车辆所需动力条件下可显著减少燃料消耗;在制冷季,其在节省燃料消耗的同时,不需要增加额外的燃料消耗,也可为车辆空调的运行提供动力。基于天津FAW TOYOTA 8A-FE汽油机车不同工况下的废热数据,针对其构建基于ORC废热回收的车辆供能系统并开展模拟分析。结果表明:降低第一蒸发器对数平均温差跟环境温度及提高车辆速度均能提高透平的输出功率和燃料节约率,基于不同季节的典型操作工况,透平输出功率及燃料节约率的最大值可在冬季获得,最大值分别为11.0 kW和17.2%。该车辆供能系统可有效地利用发动机冷却液废热与烟气废热,ORC热转功子系统的运行不受季节的影响,能够显著减少燃料的消耗,具有节能潜力。