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基于混合工质的多级蒸发ORC理论极限性能研究

Study on the theoretical limit performance of multi-pressure evaporation ORC based on zeotropic mixture

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作为低温余热发电的首选方案,有机朗肯循环(ORC)得到广泛的工业应用.混合工质与双压蒸发结合的策略被证实能够大幅提升ORC系统热效率,但更多级蒸发对循环性能的影响仍未知.因此,提出基于混合工质的多级蒸发ORC(MZORC)概念,通过分析构建蒸发过程的传热极限模型,结合Aspen Plus对基本ORC(BORC)、两级蒸发和三级蒸发MZORC进行过程模拟,揭示了系统循环性能的理论极限.研究结果表明:MZORC能够降低循环工质蒸发过程带来的热量损失及流耗散率;423.15 K热源、298.15 K环境温度工况下,三级蒸发MZORC的净输出功较BORC有38.6%的显著提升;增加蒸发级数能够使系统性能更接近理论极限,BORC、两级蒸发和三级蒸发MZORC系统净输出功分别能够达到理论极限值的65.0%、79.0%及90.1%.

曹健、冯新、吉晓燕、陆小华

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南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009

吕勒奥工业大学能源工程系,瑞典吕勒奥97187

有机朗肯循环 混合工质 多级蒸发 分析 传热极限模型 过程模拟 理论极限

21729601

2021

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.26
ISSN:0438-1157
年,卷(期):2021.72(7)
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