利用ORC-VCR回收压缩热的预冷式CAES系统性能分析

常规非绝热压缩空气储能（D-CAES）系统的储能过程通常采用四级以上的压缩机组以减少空气压缩功的消耗,导致产生大量的低品位压缩热直接排放到环境中,能源浪费严重。针对这一问题,本工作提出了一种采用有机朗肯循环-蒸汽压缩制冷（ORC-VCR）回收压缩热的预冷式CAES系统（ORC-VCR-CAES）,通过回收空气压缩阶段压缩机产生的压缩热来对压缩机入口空气进行预冷,可以进一步降低空气压缩功的消耗,提高系统的循环效率。对ORC-VCR-CAES耦合系统进行了热力学分析和经济性分析。结果表明,不同ORC-VCR循环工质对系统性能的影响较大,采用R152a作为循环工质的ORC-VCR-CAES系统综合性能最佳。其系统循环效率可达64.15%,比常规D-CAES系统提高了5.94%;在考虑外部废热能量输入时,ORC-VCR-CAES系统(火用)效率为51.90%,比常规D-CAES系统提高了4.81%。通过压缩热的回收有效减少了冷却器的(火用)损失,但压缩机组的(火用)损失仍然较大,是系统进一步优化的关键部件;经济性分析表明,当峰谷电价为1.26元和0.30元时,ORC-VCR-CAES系统的项目...     

广义不可逆联合热泵循环有限时间炯经济性分析与优化

研究了存在热阻、热漏和内不可逆性的广义不可逆联合热泵循环有限时间火用经济性能,导出了在线性传热定律下循环最佳利润率和最佳供热系数的解析式以及二者的优化关系,并用数值算例对比分析了热漏、内不可逆性和价格比对利润率和火用经济性能界限的影响。广义不可逆联合热泵循环的有限时间火用经济学性能界限通过价格比与有限时间热力学性能界限和经典热力学限建立联系。结果对于实际联合热泵确定设计参数,判定工况是否处于最优经济状态有一定的指导作用。     

吸收式热泵多效蒸发海水淡化热力性能研究

提出了两级吸收式热泵多效蒸发海水淡化工艺流程,并建立了系统的数学模型。计算分析了溴化锂溶液浓度和加热蒸汽温度对系统的造水比、生产单位淡水所需传热面积和吸收式热泵的热力系数的影响。研究结果表明,系统的造水比和吸收式热泵的热力系数随加热蒸汽温度和LiBr浓溶液浓度的降低而增大,生产单位质量淡水所需传热面积随加热蒸汽温度的降低而急剧增加;通过调整溴化锂溶液的浓度,能够实现对不同品质热源的利用;该系统不仅能够保证淡水不被溴化锂污染,而且其造水比明显优于喷射泵多效蒸发系统和多效蒸发系统。     

发生器,吸收器传质效率对吸收式热变换器的影响

本文对水/二甘醇吸收式热变换器的发生器、吸收器传质效率对系统性能的影响进行了分析。当发生器、吸收器传质效率提高,系统性能系数,(火用)效率及(火用)指标均增大,而溶液循环比减小,并提出了不同操作条件下评价热变换器性能的关联式。     

热阻和内不可逆性对空气热泵循环性能的影响

研究热阻对空气热泵循环性能的影响，用有限时间热力学方法导出计入高，低温侧换热器热阻损失和压缩机，膨胀机不可逆损失的空气热泵循环供热率与供热系数解析公式，由此可得对应于最大供热系数的最佳压比和供热率，供热系数关系。计算表明，存在一个最大供热系数值，供热系数与供热率呈类似抛物线关系，不同于内可逆条件下的单调递减关系。     

回收循环水余热的热泵供热系统经济性分析

利用热泵技术回收电厂循环水余热,能够提高机组的热效率和供热能力,降低机组的冷源损失。从热泵制热性能系数COP出发,分析压缩式和溴化锂吸收式热泵的节能机理,并以300MW机组为例,在保证供热负荷不变的情况下,计算分析2种热泵供热系统的经济性。计算结果表明:溴化锂吸收式热泵供热机组的经济性优于压缩式热泵机组,整个供暖期间,获得的总节能收益比压缩式热泵供热机组高785.8万元。在乏汽利用方面,压缩式热泵供热机组的节水量要远高于溴化锂吸收式热泵供热机组,这对于某些缺水地区有重要意义。     

考虑透平冷却的再热燃气轮机联合循环热力性能参数影响

燃气轮机再热被认为可以提高效率和比功。本文基于准一维透平连续膨胀冷却模型和底循环简明估算模型对再热燃气轮机联合循环进行热力性能研究,以GT-26燃气轮机为基准分析了循环总压比、燃烧室出口温度、再热压力等关键参数对联合循环热力性能的影响特性,并与无再热燃气轮机的联合循环性能进行了比较。研究表明：不同燃烧室出口温度下的再热燃气轮机联合循环效率最大值对应的循环总压比相差不大;不同燃烧室出口温度和循环总压比下,联合循环效率对应的最佳高压透平膨胀比不同。当燃烧室出口温度为1 683 K时,在各自的效率最佳压比下,再热燃气轮机联合循环比无再热燃气轮机的联合循环效率提高了1.34个百分点,同时比功提高了33.2%。     

集成吸收式热泵的超临界CO_2循环聚光太阳能热发电系统

通过研究超临界CO_2工质的特性和循环的特点,提出集成第一类溴化锂吸收式热泵的简单回热循环系统。吸收式热泵驱动热源的温度远低于超临界CO_2循环主加热器热源的温度,可采用较低成本的低聚光比集热器,从而降低聚光集热系统的造价。吸收式热泵的设备成本较高,但其作用十分明显,除冷端优化外,其良好的变工况变负荷性能有利于提高系统在部分负荷工况下的发电效率。集成吸收式热泵的超临界CO_2循环聚光太阳能热发电系统从降低聚光集热系统造价和提高系统发电效率两方面进行设计,有利于提高系统整体的性价比。     

热电冷联产中溴化锂制冷-热泵系统设计与性能分析

对热电冷联产中一种新型热回收系统——溴化锂制冷-热泵系统进行了系统设计与性能分析.该系统利用热泵回收溴化锂制冷系统的冷凝热来加热锅炉除盐水,可以减少除氧器中加热用的背压蒸汽消耗量,提高能源利用率,产生显著的节能、经济、环保效益.     

抽汽_乏汽联合回热对低温蒸汽ORC系统热力性能影响

为充分回收矿藏热采过程中尾端的低温蒸汽余热,根据热力学第一、第二定律,在单独抽汽回热、单独乏汽回热系统的基础上,提出一种新型抽汽-乏汽联合回热系统,并建立以低温蒸汽为热源的抽汽-乏汽联合回热理论模型。通过编制计算程序分别对带抽汽回热的ORC循环、乏汽回热ORC循环以及联合回热ORC循环的热力学性能进行了分析,并与无回热ORC循环的性能进行了比较。结果表明:3种回热循环的热效率、净输出功以及火用效率均随蒸发压力升高而升高,其中联合回热循环的热力性能最高,分别能达到11.37%、7 593 kW及51.9%,比相同工况下的无回热ORC循环分别增高百分比为19.6%、12.5%及15.1%;对于单位功耗火用损,各循环则表现为随蒸发压力的升高而逐渐递减,且有联合回热循环的单位功耗火用损抽汽回热乏汽回热无回热ORC循环,在蒸发温度为105℃时,对应单位功耗火用损分别为0.91、0.95、1.06及1.22;同时,在相同抽汽压力下,联合回热循环的抽气系数α小于单独抽汽回热循环,工质质量流量基本相同,联合回热循环具有更好的热力性能。     

广义不可逆联合热泵循环有限时间火用经济性分析与优化

研究了存在热阻、热漏和内不可逆性的广义不可逆联合热泵循环有限时间火 用经济性能,导出了在线性传热定律下循环最佳利润率和最佳供热系数的解析式以及二者的优化关系,并用数值算例对比分析了热漏、内不可逆性和价格比对利润率和火 用经济性能界限的影响.广义不可逆联合热泵循环的有限时间火 用经济学性能界限通过价格比与有限时间热力学性能界限和经典热力学限建立联系.结果对于实际联合热泵确定设计参数,判定工况是否处于最优经济状态有一定的指导作用.     

功热并供回热注水燃气轮机及其热力分析

对功热并供回热注水燃气轮机热力循环进行了基本定量分析，主要分析了注水率和压力对比功和供热量的影响。以总能利用率和当量火用效率为评价准则讨论了注水率和压比对循环性能的影响。     

高炉余能余热驱动的不可逆闭式布雷顿热电冷联产装置火用性能分析

用有限时间热力学理论建立了由一个高炉余能余热驱动的不可逆闭式布雷顿循环和一个内可逆四热源吸收式制冷循环组成的热电冷联产循环模型,导出了其火用输出率和火用效率的表达式。利用数值计算方法,分析了循环各参数对火用输出率和火用效率与压比关系的影响,比较了最大火用输出率和最大火用效率性能,给出了实际热电冷联产装置设计和运行的建议。     

二类热泵在利用余热供热中的热力分析

对单级二类吸收式热泵进行热力分析,建立了热泵系统各部分质量守恒、能量平衡和火用分析数学模型。根据火用平衡方程计算了各个部分的火用损失和热泵系统的火用效率。分析了溶液换热器稀溶液温差、热源温差、余热源温度和冷却水温度对火用损失、循环倍率和COP等的影响。对热泵系统进行了火用能质量评定,确定了火用能的薄弱环节。     

基于正/逆布雷顿循环的热泵储电系统性能研究

热泵储电系统具有不受地理条件限制、成本低、储能密度高、系统效率高等优点,近年来受到广泛关注。对基于正/逆布雷顿循环的热泵储电系统进行了详细的热力学建模与分析,全面分析了循环工质、储/释能过程压比、压缩/膨胀过程的等熵效率和机械效率等参数对热泵储电系统性能的影响。结果表明,当压缩膨胀过程的等熵效率升高、机械效率升高、换热温差减小、阻力损失减小、保温效率升高时,系统的循环效率升高,但系统的热量、冷量利用率有可能降低。其中,压缩膨胀过程的等熵效率、机械效率和蓄热/蓄冷过程的保温效率对系统整体效率影响最大,换热温差与阻力损失的影响次之,当储/释能压比达到一定程度后的影响最小。对于热泵储电技术进一步的研究工作将着眼于热泵储电系统非稳态工况过程优化仿真和系统关键部件,如高效压缩机、膨胀机和蓄冷/蓄热换热器的研发。     

复杂循环燃气轮机功热并供热力学分析

对复杂循环燃气轮机功热并供的多种高效用能装置,按当量(火用)效率最高为准则进行了基本计算与分析比较,考察了燃气轮机压比、温比及高低压透平间膨胀比分配、高低压压气机间压比分配等对装置效率特性的影响,给出了它们的热力学最佳取值范围.     

LPG替代R22的理论分析

本文对液化石油气LPG作为R22替代制冷工质进行了理论研究.通过对LPG热力学性能和理论循环的分析,得到了LPG替代R22后的系统性能参数.LPG和R22的热力学性能是在试验工况、空调工况和热泵工况下采用美国NIST的REFPROP软件分析的,其中包括压缩性能（压比和绝热压缩温度）、热力学特性（循环效率）和制冷量.分析结果证实LPG是一种很好的替代工质.     

高炉余能余热驱动的内可逆闭式布雷顿热电冷联产装置火用经济性能分析

用有限时间热力学理论研究恒温热源条件下由一个内可逆闭式布雷顿热机循环和一个内可逆四热源吸收式制冷循环组成的高炉余能余热驱动的热电冷联产装置的火用经济性能,导出热电冷联产装置的利润率和火用效率与压气机压比的关系。利用数值计算,分析热电比和吸收式制冷循环总放热量在吸收器和冷凝器之间的分配率对利润率与火用效率关系的影响,并研究联产装置各种参数对最大利润率及相应火用效率特性的影响。     

耦合有机朗肯循环的液化空气储能系统性能研究

为解决液化空气储能系统(LAES)压缩热利用不完全的问题,构建了耦合有机朗肯循环的液化空气储能系统(ORC-LAES)。对ORC-LAES系统建立热力学性能计算模型,在设计参数下分析压缩机出口压力、膨胀机入口压力、加压水初温、加压水流量比及膨胀机级数对ORC-LAES系统性能的影响。结果表明,当压缩机出口压力由6 MPa上升到16 MPa、加压水初温从293 K上升到323 K时,系统的循环效率、火用效率和液化率均下降;当膨胀机入口压力由8 MPa上升到18 MPa时,系统循环效率和火用效率均增加;当加压水流量比由0.51上升到0.96时,系统循环效率和火用效率先增加再减少,流量比为0.71时,系统的循环效率和火用效率达到最大;在压缩热利用上耦合有机朗肯循环要优于增加膨胀机级数;ORC-LAES系统与LAES系统相比,循环效率提高4.8%,火用效率提升5.1%。     

直接膨胀式太阳能热泵系统的理论分析

简述了直接膨胀式太阳能热泵的基本工作原理,从热力学理论出发,对直接膨胀式太阳能热泵的循环进行了理论热力分析,提出了系统各主要部件的能量平衡和火用平衡方程,分析了系统的性能系数COP和火用效率Eη。