微型燃气轮机与有机朗肯循环装置组成联合循环的设计与.pdf

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1、第29卷第29期中国电机工程学报Vol.29No.29Oct.15,20092009年10月15日ProceedingsoftheCSEE©2009Chin.Soc.forElec.Eng.19文章编号：0258-8013(2009)29-0019-06中图分类号：TK472文献标志码：A学科分类号：470⋅20微型燃气轮机与有机朗肯循环装置组成联合循环的设计与分析赵巍，杜建一，徐建中(中国科学院工程热物理研究所，北京市海淀区100080)DesignandAnalysisoftheCombinedCycleWit

2、htheMicroGasTurbineandOrganicRankineCycleSettingsZHAOWei,DUJian-yi,XUJian-zhong(InstituteofEngineeringThermophysics,ChineseAcademyofSciences,HaidianDistrict,Beijing100080,China)ABSTRACT:Theapproachtoselectappropriateworking效率产生一定的影响。fluidsoftheorganicRankinecy

3、cleforwasteheatrecoveryat关键词：微型燃气轮机；有机朗肯循环；联合循环differenttemperatureswasproposed.AcombinedcyclewiththemicrogasturbineandorganicRankinecyclesettings,0引言whichisusedtoincreasetheshaftworkoutput,wasdiscussed近年来，微型燃气轮机的研究与应用在我国获basedontheprincipleofenergycascadeutil

4、izationandthe得了快速发展。在国家863计划的支持下，我国已workingfluidthermodynamicproperties.Theprocess完成了100kW级微型燃气轮机及其冷热电联供系configurationofthecombinedcyclewaspresented.Withtheconfiguration,adomesticmicrogasturbinestillunder统的初步研制。然而，对于只有轴功需求的场合，developmentcombiningwithORCcyclese

5、ttingsusingR123如发电或动力推进等，不会在微型燃气轮机的排气asworkingfluidsformedthecombinedcycle,whichwas处布置余热锅炉或吸收式制冷机。在这种情况下直simulatedandanalyzed.Resultsshowthatthecombined接排出的废气，会造成能源的浪费和对环境的热污configurationincreasesthethermalefficiencyby9.4percentto染，不利于节能减排。微型燃气轮机均具有回热器，38.4per

6、centandthepressratioofthecompressor,the其排气温度和水的热力性质决定了微型燃气轮机maximumtemperatureofthecycle,theeffectivenessofthe与蒸汽轮机联合循环的热效率很低。为了使微型燃recuperatorandtheambienttemperatureaffectthethermal气轮机能够高效地输出更多的轴功，需要做出新的efficiencytoacertainextentrespectively.探索。KEYWORDS:micr

7、ogasturbine;organicRankinecycle;统计表明：在全世界工业产生的热量中，废热combinedcycle占了50%以上。近年来化石燃料价格的居高不下使摘要：提出筛选有机朗肯循环工质的方法。基于能的“温度得采用一些过去认为昂贵的循环来回收废热变得对口，梯级利用”原理和有机工质的热力性质，讨论用于增具有经济性，有机朗肯循环(organicrankinecycle，大输出轴功的微型燃气轮机与有机朗肯循环装置组成的联ORC)便是其中一种。ORC循环是使用具有较低临合循环，给出该联合循环的流程布置。

8、用此布置将国内某正界温度的有机物作为循环工质的朗肯循环。采用它在研制中的微型燃气轮机与使用R123为底循环工质的有机可以实现使用废热、太阳能和地热等低品位热源发朗肯循环装置组成联合循环，进行模拟计算和敏感性分析。结果表明，该联合循环可将热效率提高9.4%，达到38.4%，电，没有CO、CO2和NOx等污染物排放，具有环循环增压比、最高温度、回热度和环境温度的