地热能有机朗肯循环发电系统性能分析.pdf

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1、第43卷第6期热力发电Vo1．43No．62014年6月THERMALP0WERGENERAT10NJun．2014故铉有机旨循环电象铣叶哇锨’彳印郭丛，杜小泽，杨立军，杨勇平(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，北京102206)[摘要]针对中低温地热能发电，建立基于蒸发器夹点温差位置的有机朗肯循环(0RC)系统性能分析模型。以R245fa、R290和R600a工质为例，计算并分析了在不同蒸发器热源侧出口温度下，系统输出功率、单位面积的输出功率、蒸发压力、热效率和、火用效率随蒸发器热源侧出口温度的变化规律，以及不同工质的最佳运行工况。研究结果表明：随着热源出口水温的升高

2、，存在一个最佳蒸发器热源侧出口温度，使得循环的输出功率和有回热装置时的单位面积输出功率最大；对于≤135℃的地热能，更适用于亚临界ORC；回热器的加入可增加系统循环效率，但其对循环最优蒸发压力几乎无影响。[关键词]地热发电；有机朗肯循环；蒸发器；输出功率；蒸发压力；热效率；火用效率；循环效率[中图分类号]TK019[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2014)06一O01l一06[DOI编号]10．3969／j．issn．1002-3364．2014．06．011PerformanceanalysisoforganicRankinecycleforpowerrecoveryf

3、romgeothermalenergyGUoCong，DUXiaoze，YANGLijun，YANGYongping(KeyLaboratoryofConditionMonitoringandControlforPowerPlantEquipment，MinistryofEducation，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beiiing102206，China)Abstract：TheanalyticalmodelwasestablishedfororganicRankinecycle(ORC)systemforpowergenerationfromg

4、eothermalenergy．ThreetypicaltypesoforganicworkingfluidswereselectedfortheORCperformanceanalysis．Atdifferentheatsourceoutlettemperatures，changelawsoftheworkoutput，workoutputperunitarea，evaporationpressure，thermalefficiencyandexergyefficiencywiththeheatsourceoutlettemperaturewereinvestigated．Moreov

5、er，theoptimalopera—tionconditionforeachworkingfluidwasobtained．Theresultsshowthat，theworkoutput(withandwithoutinternalheatexchanger(IHX))andworkoutputperunitarea(withIHX)reachedthemaximumvaluewiththevariationofheatsourceoutlettemperature．Forgeothermalwithtemperaturebelow135℃．subcriticalORCwasmore

6、suitableforpowergenerationthansuper—criticalORC．TheintroductionofIHXcanincreasethethermalefficiencyandexergyefficiency，buthaslittleeffectoncycleoptimumevaporationpressure．Keywords：geothermalpowergenerating；ORC；evaporator；workoutput；evaporatingpressure；heatefficiency；exergyefficiency；cycleefficien

7、cy收稿日期：2O14一O2—13基金项目：国家自然科学基金资助项目(U1361108)作者简介：郭丛(1986一)，男，山东文登人，博士研究生，研读方向为低温热源热力发电技术。E-mail：gel19@neepu．edu．en热力发电随着化石能源危机和环境污染日趋严重，使可1oRC地热发电系统模型再生能源开发利用成为近年来的研究热点。作为储备丰富的可再生资源，地热能发电被认为是具有可ORC地热发电系统如图1所示，循环的热水来持续利