船用柴油机烟气余热ORC系统的热力性能分析

摘要

对采用不同换热器配置的有机朗肯循环(ORC)系统进行了(火用)分析,理论分析结果表明:在柴油机烟气余热ORC系统所有部件之中,蒸发器的(火用)损失最大;通过增加预热器或回热器能进一步提高热源的利用率,但同时系统的(火用)损失和成本增加.为此对影响ORC系统性能的关键因素进行优化设计:使蒸发器过热度和冷凝器的过冷度取1～2℃;并尽可能提高膨胀机的膨胀比和内效率.试验结果表明:ORC试验系统理论热效率5.7％,实际热效率5.3％,引起偏差的主要原因是膨胀机实际容积效率低于理论值,实际机械消耗大于理论值,且系统混入的不凝气也对系统造成影响.新开发的低温烟气余热ORC系统的设计方法,实现了对烟气余热ORC系统的优化配置,为船舶柴油机烟气余热利用提供了一种切实可行的解决方案.