氨–水混合工质Rankine循环与Kalina循环的热力学分析与比较

Kalina循环是一种广义的混合工质Rankine循环,对其热力学性能相比于传统Rankine循环的改进程度历来是研究的重点方向。文中综述了前人的评价准则,并提出新的评价方法和公平的比较基准,构建了氨–水混合工质的Rankine循环和Kalina循环,模拟并评价了2个循环,结果显示,Kalina循环比Rankine循环热功转化率高3.3个百分点,产功量高出19.5%,火用效率高出6.6个百分点。循环机制分析表明,由于动力子循环和吸收子循环的耦合作用,使得Kalina循环的透平背压更低,与冷凝水的温度匹配更好,温度和浓度得到更合理的梯级利用,系统热力学完善度更高。文中揭示了Kalina循环与Rankine循环的关键差异以及Kalina循环机制,可作为中低温余热动力循环的设计参考。