热源温度对亚临界ORC系统热经济性能的影响

摘要

为了高效回收利用烧结矿余热资源,首先,将烧结余热锅炉出口低温烟气余热引入有机朗肯循环(ORC)系统;其次,基于热功转换原理和热经济学理论,建立亚临界ORC系统热力学模型和经济模型;最后,以R245fa为ORC工质,研究不同工质蒸发温度、过热度和冷凝温度等参数条件下蒸发器侧烟气出口温度对系统热力性能和经济性能的影响。研究结果表明:对于给定的蒸发器侧烟气出口温度,随着工质蒸发温度增加和冷凝温度减小,系统净输出功和?效率逐渐增加,但随工质过热度增加而先增加后减小;在烟气出口温度较低时,系统单位净功所需面积随工质蒸发温度、过热度和冷凝温度增加而增加;在烟气出口温度较高时,系统单位净功所需面积随ORC热力参数增加呈现出先减小后增加的情况;当ORC热力参数一定时,系统净输出功、?效率和单位净功所需面积随烟气出口温度增加均逐渐减小;在实际ORC运行过程中,存在最佳的工质蒸发温度、过热度、冷凝温度以及蒸发器侧烟气出口温度,使ORC系统的综合性能(热力性能和经济性能)最好。