纳米有机工质导热沸腾特性及对ORC系统性能影响的研究进展

纳米有机工质在有机朗肯循环(ORC)系统中的应用属于目前传热领域的创新型研究,但是迄今为止研究成果较少,且存在一些矛盾和障碍.文章综述了纳米有机工质的历史由来以及应用在ORC系统中的优势,简单介绍了纳米有机工质的制备以及如何提高其稳定性的方法,列举了近几年纳米有机工质导热系数和沸腾传热的实验测量和理论模型研究进展,并总结了纳米有机工质对ORC系统性能影响的最新研究成果,最后提出了需要克服的一些问题和面临的挑战,以期促进今后ORC系统在低温余热资源发展方向的研究工作.     

铬冶炼回转窑废气余热发电方案

针对铬铁矿氧化焙烧回转窑生产线600℃级废气余热高效回收利用问题,提出了铬冶炼回转窑废气余热发电方案,建立了余热发电装机容量的数学模型,详细分析了年产5万t铬盐焙烧回转窑生产线参数、余热锅炉方案、凝汽式汽轮机选型等,并结合建设工程,分析了铬铁余热发电的经济效益和社会效益.研究结果可为铬铁回转窑余热利用提供借鉴和参考.     

烟气余热有机朗肯循环工质的研究

通过热力学建模的方法对电厂烟气余热ORC循环工质进行研究,根据工质的筛选方法和REFPROP软件粗选出11种适合低温烟气余热发电的有机工质,通过热力学分析方法计算出ORC系统的循环热效率、泵功、净输出功、工质运行压力.结果表明,R601a是最适合低温烟气余热发电的工质,R245fa和R600次之.     

有机工质余热发电系统的经济性分析

由于有机工质余热发电系统的经济性是影响该技术推广应用的关键因素,本文对系统的经济性进行分析研究。以蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质流量及冷却水流量为自变量,建立了以最小电力生产成本为目标函数的优化模型;分析了各参数对系统电力生产成本的影响,并以6种有机工质为例,对系统进行了参数优化;且比较了余热温度对最佳参数的影响。结果表明:由于蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质及冷却水流量对系统设备造价和净输出功的综合影响,其均存在最佳值使电力生产成本最小;在余热介质进口温度170℃和冷却水进口温度20℃时,工质R245fa的经济性最好,对应的最小电力生产成本约0.433 9元/(k W·h);且随着余热介质进口温度的升高,系统经济性提高,对应的最佳蒸发温度、蒸发器窄点温差及余热介质流量均增大。     

有机工质低温余热发电的模拟与优化

以热力学第一定律和第二定律为基础,对有机朗肯循环低温余热发电系统进行了热力分析.用Aspen plus软件,对循环系统中的几个重要影响参数进行了模拟研究.研究结果表明:工质处于饱和状态时系统的性能最优;增大蒸发压力或减小冷凝压力都能提高系统的热效率和火用效率.在原有基本朗肯循环的基础上,采用乏气回热循环或中间抽气回热循环,二者均能改善系统的性能.     

干熄焦及余热发电技改工程

本文主要介绍了攀煤联合焦化的干熄焦工艺流程和技术特点,通过流程图详细分解了干熄焦的工艺流程,并归纳总结出干熄焦系统的主要技术特点,然后在对焦尘抗磨防蚀机理进行细致的剖析的基础上,用真实的数据计算干熄焦余热发电的经济效益和社会,希望能对同行业的技术改进起到抛砖引玉的目的。     

余热发电技术在炼锌企业中的应用

主要介绍了低温余热发电技术在国内某火法竖罐炼锌厂的应用。锌冶炼过程中汽化冷却系统和余热锅炉产生大量的饱和蒸汽、排放的中低温废烟气及蒸汽所含的低品位热量等可用来进行发电。对低温余热发电技术所涉及的主蒸汽系统、电气系统功能、热工自动化系统功能等部分的设计进行了说明。     

低温余热发电的电路设计

针对低温余热发电装置发出的电能电流小、电压低的问题,采用MAX669变换芯片、UC3906控制芯片、CD4047驱动芯片。实现低压直流电能的DC—DC升压、储能和DC—AC逆变．结果表明,电路的转换效率达到了90％以上,为小功率电能的使用提供了一种结构简单、易于实现、性能可靠的实现方式．     

发动机排气管余热发电研究

本文介绍了一种发动机排气管余热发电方法,探讨了适用于该方法的发电装置.本体为管状结构,其管壁为热电转换器主体,中部为排气管路通道,外层设有低温冷却端,内壁设有高温吸热端,电流输出端子分别接低温冷却端和高温吸热端.将本发电装置的高温吸热端直接放入排气管内,使其充分吸收热量,同时车体、空气及发动机冷却水对热电转换器低温端进行冷却.利用车船发动机排气管800℃以上的高温和冷却端的低温进行温差发电,使能源再利用,节约能源.     

柴油机排气余热的有机朗肯循环发电系统

针对柴油机排气余热的特点设计了有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统.在该系统中,采用R245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)作为循环工质,针对其不同蒸发温度以及冷凝温度,通过模拟计算研究了最终排气温度、系统净输出功率和朗肯循环实际效率的变化规律.研究结果表明,当蒸发温度低于367.46 K时应采用一级膨胀系统;当蒸发温度高于367.46 K低于404.6 K时应采用二级膨胀系统;冷凝温度恒定时,最终排气温度随蒸发温度的升高而降低,系统净输出功率和朗肯循环实际效率随蒸发温度的升高而升高;蒸发温度恒定时,最终排气温度随冷凝温度的降低而降低,系统净输出功率和朗肯循环实际效率随冷凝温度的降低而升高.     

Power System of Diesel Recovery With a Engine Waste Heat ORC System

针对柴油机排气余热的特点设计了有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）系统．在该系统中,采用R245fa（1,1,1,3,3-五氟丙烷）作为循环工质,针对其不同蒸发温度以及冷凝温度,通过模拟计算研究了最终排气温度、系统净输出功率和朗肯循环实际效率的变化规律．研究结果表明,当蒸发温度低于367．46K时应采用一级膨胀系统;当蒸发温度高于367．46K低于404．6K时应采用二级膨胀系统;冷凝温度恒定时,最终排气温度随蒸发温度的升高而降低,系统净输出功率和朗肯循环实际效率随蒸发温度的升高而升高;蒸发温度恒定时,最终排气温度随冷凝温度的降低而降低,系统净输出功率和朗肯循环实际效率随冷凝温度的降低而升高．     

液化天然气冷能发电系统参数分析与工质选择

为了对液化天然气(liquied natural gas,LNG)冷能发电系统参数及工质选择进行分析,以单级朗肯循环为基础,选取不同工质,对LNG低温冷能发电亚临界循环基本参数进行了模拟分析,确定了几种典型工质的最佳运行参数.结果表明:以系统净发电量为评价标准,工质存在最佳蒸发温度,最佳蒸发温度越高,净发电量越大;结合低温动力循环工质选择原则,最终优选出以R290为低温动力循环系统工质、11.08℃为最佳蒸发温度构建的单级冷能系统净发电量为81.34 kW,研究结果为LNG冷能发电系统的进一步优化提供了参考.     

余热余压发电输煤控制系统的设计

针对废气余热排入大气的浪费和污染现状,将输煤控制系统应用于余热余压综合节能技术改造项目工程中。该控制系统由PLC输煤控制系统、上位机监控系统以及工业电视监控系统组成。经过一年多的实际运行表明,本控制系统的架构合理、运行可靠,同时降低劳动强度,提高设备利用率,其平稳运行也为其它类似工程提供了实践借鉴。     

中低温地热发电有机朗肯循环工质的选择

为了筛选出适合于中低温地热发电有机朗肯循环的较优有机工质,采用热动循环的分析方法及PR状态方程计算以10种干流体有机工质为循环工质的中低温地热发电有机朗肯循环的效率及其余主要热力性能.结果表明,总体来看,随着循环工质临界温度的升高,蒸发压力、凝结压力、输出功率及效率呈下降趋势,而循环热效率及地热流经换热后的排放（或回灌）温度呈上升趋势.以R227ea（七氟丙烷）作工质的有机朗肯循环系统输出功率及效率最高,蒸发压力及凝结压力均处于较合适的范围,R227ea是中低温地热发电有机朗肯循环较理想的工质.     

不同工质有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的能效特性比较

对有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的循环原理进行了描述,建立了系统性能的计算模型.其系统优势在于结构紧凑,能小型化,这使得采用太阳能驱动的家用小型空调成为可能;且性能系数相对较高,吸收式的制冷系数(coefficient of performance,COP)小于0.7,而有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的制冷COP理论上高于1.4,且在室外温度越高时系数越高;能实现机械能、冷量的切换输出,在制冷工况和制热工况下,对有机朗肯循环和热泵循环采用相同工质和不同工质的循环性能进行了比较计算,筛选出了复合系统最适宜的工质,为进一步设计有机朗肯-蒸汽压缩式热泵系统提供理论指导,使此复合式热泵系统的应用成为可能.