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1、低温热能发电低温热能发电Power generation from low-temperature heat Page 21 1.低温热能低温热能低温热能指品位相对较低的热能低温热能指品位相对较低的热能,一般温度一般温度在在80-280-20000。低温热能包括太阳热能、各种工业废热、地热、海洋温差低温热能包括太阳热能、各种工业废热、地热、海洋温差等可再生能源等可再生能源。根据相关的统计指出根据相关的统计指出,仅以工业废热为例仅以工业废热为例,人类所利用的热人类所利用的热能中就有将近能中就有将近50%50%最终以低品位废热的形式直接排放最终以低品位废热的形式直接排放。21.11.1低温热能主要
2、种类低温热能主要种类Page Page 42.低温热能的发电技术有机物有机物的的朗肯循朗肯循环环(ORC)Kalina 循循环环水蒸气水蒸气扩扩容（容（闪闪蒸）循蒸）循环环氨吸收式氨吸收式动动力制冷复合循力制冷复合循环环42.1 有机朗肯循环有机朗肯循环 Organic Rankine cyclePage 2.2有机物工有机物工质和水比和水比较有机工质有更高的蒸汽压力大多数有机物是干流体，在膨胀过程中不会凝结T-s 图中三类工质的饱和蒸汽曲线Page 2.2不同有机物工质性质的比较不同有机物工质性质的比较工质名工质名摩尔质量摩尔质量（g/molg/mol）临界温度临界温度()临界压力临界压力(
3、bar)(bar)水水18.0218.02374.2374.2221.18221.18氨氨17.0317.03132132112.78112.78乙烷乙烷30.0730.0732.2832.2848.8448.84丙烷丙烷44.1044.1096.6796.6742.5042.50异戊烷异戊烷72.1572.15187.24187.2433.8133.81正戊烷正戊烷72.1572.15196.51196.5133.6933.69笨笨78.1178.11288.90288.9048.9548.95R134aR134a102.03102.03101.11101.1140.5940.59R123R
4、123152.93152.93183.70183.7036.6836.68R245faR245fa134.05134.05154.00154.0036.5136.51Page 在Amlaku Abie Lakew的Working fluids for low-temperature heat source里，他建立模型对几种有机物工质进行比较。在不同温度和压力下，有机物的发电净功率、火用效率、换热面积以及涡轮尺寸的比较。2.3不同有机物工质的建模比较不同有机物工质的建模比较Page 80时不同工质的净功率函数时不同工质的净功率函数Page 120时不同工质的净功率函数时不同工质的净功率函数Pa
5、ge 160时不同工质的净功率函数时不同工质的净功率函数Page 200时不同工质的净功率函数时不同工质的净功率函数Page 不同温度时的工质的做功能力基本一致，温度越高做功能力越强相同温度下，不同工质最大做功能力下对应的压力差别明显在80时，不同工质最大做功范围为155-160kw在120和160时，R227ea做最大净功分别为557kw和1269kw在200时，R245fa做最大净功为2255kw且此时R227ea，R134a和 R245fa的做功能力明显区别其他工质Page 160时不同工质的换热面积函数时不同工质的换热面积函数Page 200时不同工质的换热面积函数时不同工质的换热面积
6、函数Page 160时不同工质的涡轮机尺寸函数时不同工质的涡轮机尺寸函数Page 200时不同工质的涡轮机尺寸函数时不同工质的涡轮机尺寸函数Page 可可以以看到在看到在160160时，时，R123R123和正戊烷与和正戊烷与R134aR134a相比有较小的换相比有较小的换热面积，但是这两种工质的涡轮机尺寸是热面积，但是这两种工质的涡轮机尺寸是R134aR134a的两到三倍。的两到三倍。这个差距在这个差距在200200时更加明显。时更加明显。由此可见要一种工质要同时满足最优的换热面积和涡轮尺寸由此可见要一种工质要同时满足最优的换热面积和涡轮尺寸的工质，是不行的。的工质，是不行的。我们还需要从经济性上考虑如何选择工质。我们还需要从经济性上考虑如何选择工质。Page 学习计划学习计划2周周了解了解kalinakalina循环循环并比较与朗肯循环的优劣并比较与朗肯循环的优劣.2周周水蒸气水蒸气扩扩容（容（闪闪蒸）循蒸）循环环并比较与其他循环的优劣并比较与其他循环的优劣2周周试做经济性分析试做经济性分析Page