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1、低温低温热源源发电应用用第1页，本讲稿共20页1 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,一般温度在一般温度在80-20080-200。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。2第2页，本讲稿共20页Page 31.11.1低温热能主要种类低温热能主要种类第3页，本讲稿共2
2、0页2.低温热能的发电技术有机物有机物的的朗肯循朗肯循环(ORC)Kalina 循循环水蒸气水蒸气扩容（容（闪蒸）循蒸）循环氨吸收式氨吸收式动力制冷复合循力制冷复合循环4第4页，本讲稿共20页Page 52.1 有机朗肯循环有机朗肯循环 Organic Rankine cycle第5页，本讲稿共20页Page 62.2有机物工质和水比较有机物工质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第6页，本讲稿共20页Page 72.2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
3、温度临界温度()临界压力临界压力(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.
4、1140.5940.59R123R123152.93152.93183.70183.7036.6836.68R245faR245fa134.05134.05154.00154.0036.5136.51第7页，本讲稿共20页Page 8 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第8页，本讲稿共20页Page 980时不同工质的净功率函数时
5、不同工质的净功率函数第9页，本讲稿共20页Page 10120时不同工质的净功率函数时不同工质的净功率函数第10页，本讲稿共20页Page 11160时不同工质的净功率函数时不同工质的净功率函数第11页，本讲稿共20页Page 12200时不同工质的净功率函数时不同工质的净功率函数第12页，本讲稿共20页Page 13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
6、此时R227ea，R134a和 R245fa的做功能力明显区别其他工质第13页，本讲稿共20页Page 14160时不同工质的换热面积函数时不同工质的换热面积函数第14页，本讲稿共20页Page 15200时不同工质的换热面积函数时不同工质的换热面积函数第15页，本讲稿共20页Page 16160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第16页，本讲稿共20页Page 17200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第17页，本讲稿共20页Page 18可以看到在160时，R123和正戊烷与R134a相比有较小的换热面积，但是这两种工质的涡轮机尺寸是R134a的两到三倍。这个差距在200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。第18页，本讲稿共20页Page 19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容（容（闪蒸）循蒸）循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第19页，本讲稿共20页第20页，本讲稿共20页