低温有机朗肯循环ORC发电系统优化研究硕士学位论文

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1、北京工业大学硕士学位论文中低温有机朗肯循环（ORC）发电系统优化研究姓名：朱江申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：马重芳;鹿院卫20090501摘要随着我国经济的快速增长，能源需求逐年上升，因经济发展带来的能源紧缺问题日益突出，开发利用可再生能源已被我国列为能源发展的优先领域。有机朗肯循环地热发电是地热能利用的一种有效形式，它采用低沸点有机工质实现朗肯循环发电。由于采用低沸点工质，可以充分利用较低温度的地热流体实现发电，且不需要消耗其他的化石燃料，减小对环境的污染，因而受到人们的关注。本文通过理论分析与EES软件模拟，

2、对于中低温地热ORC发电系统进行了研究。根据工程热力学基本原理，分析了发电系统的基本运行原理。并且提出了确定了基本ORC系统循环参数(包括蒸发温度，冷凝温度；地热流体的质量流量，温度；外界环境温度)的方法。在基本ORC发电系统方式下，采用最佳循环参数，根据不同的地热流体温度(60"--150℃)，选择出最佳且环保的循环有机工质，为实际电站的设计提供依据。从火用分析和能分析角度对亚临界饱和蒸气循环和亚临界过热蒸汽循环做详细的对比分析，最终确定亚临界饱和蒸气循环要优于亚临界过热蒸汽循环，并且在此基础上进行双级双工质有机朗肯循环。

3、根据一级，二级系统不同的地热流体入口温度选择合适的工质，并且考察系统的适用性，给出合理的设计方案。本文的研究成果将为实际电站的设计提供依据。关键词：有机朗肯循环系统中，低温地热有机工质选择系统优化AbstractABSTRACTWiththerapidlydevelopmentofeconomy,energydemandsincreaseyearbyyear．Becauseoftheeconomydevelop，theproblemofenergyscarcityisbecomingmoreprominent，thedeve

4、lopmentandutilizationofrenewableenergyhasbeenlistedaspnorityareasforenergydevelopment．OrganicRankinecyclegeothermalpowerisaneffectiveformtousegeothermalenergy．ItUSeSorganicfluidoflowboilingpoimtoachieveRankinecyclepowergeneration．Asaresultoflowboilingpointworkingfl

5、uid，ItCantakefulladvantageoflowertemperaturegeothermalfluidstoachievepower,anddoesnotrequireconsumptionofotherfossilfuels，reduccpollutionoftheenvironmenthasbeenamatterofconcern．Inthispaper,mediumandlow—temperaturegeothermalORCpowersystemisresearchedbytheoreticalana

6、lysisandsimulationofEESsoftware．Accordingtothebasicprinciplesofthermodynamics，thebasicoperationprincipleofthispowersystemisanalysed．ThenthemethodtodeterminethemainparametersofORCsystem(includingevaporatingtemperature，condensingtemperature；geothermalfluidflowrate，an

7、dtemperature：ambienttemperature)areillustrated．Accordingtothegeothermalfluidtemperature(60～150"C)，selecttheoptimumandenvironmentally-friendlyorganicfluidsunderthebasicORCsystemusingoptimumparameters，inordertoprovidedesignconsignmentforthepowerstation．Compare、析廿lsub

8、-criticalsaturationsteamcycleandsub-criticalsuperheatsteamcyclebyexergyanalysisandenergyanalysis，andultimatelydeterminethesub—criticalsaturations