低溫熱源螺桿發(fā)電系統(tǒng)理論分析與實驗研究.pdf

1、我國余熱資源豐富，若能有效的回收和利用，則可顯著提高能源利用效率，節(jié)省常規(guī)能源，緩解發(fā)展與能源之間的矛盾。余熱利用主要有換熱、高溫熱泵、發(fā)電三種利用方式。目前，由于有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術可以降低排放溫度，具有盡可能多的利用余熱熱源或者自然能等低品位熱源的優(yōu)勢，因此受到人們的普遍關注。本研宄著眼于可再生低品位能源和不可再生余熱資源，開展了有機朗肯循環(huán)低溫發(fā)電機組的研宄，主要針對85工以下的熱源進行理論分析與實驗研究。
　　在前期課題組

2、理論研宄過程中，主要對有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的工質側物性及溫度等進行了理論研宄。但在實際生產過程中，由于余熱源形態(tài)及溫度區(qū)間的多樣性，機組工質內部參數(shù)很大程度上受外界環(huán)境的影響，沒有從根本上解決影響低溫余熱發(fā)電技術的關鍵因素。因此，本文針對變流量和溫度冷熱源進行模擬計算，從低溫發(fā)電機組影響因素的源頭來分析對低溫余熱發(fā)電技術的影響。從工質的選擇與橫向比較，分別對純工質和混合工質進行模擬計算與分析，掌握各種工質對低溫發(fā)電技術的影響。
　

3、　在國家“973”項目的支持下，對原有低溫發(fā)電實驗臺進行改進，組建了10匕從低溫熱回收全自動并網(wǎng)螺桿膨脹發(fā)電機組。在前期模擬分析與實驗中，工質質量流量的增加是提高發(fā)電功率的關鍵因素。由于螺桿膨脹機屬于容積式膨脹機，當轉速恒定時氣態(tài)工質通過螺桿膨脹機的體積流量是不變的，因此通過螺桿膨脹機的氣體密度需要盡可能的大，也就是說飽和氣體比過熱蒸氣更適合螺桿膨脹機的應用，本實驗設計了“預熱器十蒸發(fā)器”組合式蒸發(fā)器，有效的提高系統(tǒng)的發(fā)電效率和發(fā)電量。

4、在實驗臺上對10機組進行實驗檢測，對系統(tǒng)各部件進行計算分析。通過10低溫發(fā)電機組的實驗分析，驗證了前期設計的正確性和可行性。在此基礎上，針對山西某造紙廠余熱乏汽回收項目建立了100低溫發(fā)電機組示范工程，經過長期運轉證實了低溫發(fā)電機組的可靠性。
　　為了進一步優(yōu)化低溫發(fā)電機組的運行性能，對10機組進行了兩組傳動比工況下對比試驗，得出不同的熱源溫度有最佳傳動比與之對應，使得低溫發(fā)電機組的發(fā)電功率最大。針對此結論，建立了仿真計算模型，在