低温烟气余热利用系统的集成优化与评价
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全球能源供应正面临着需求增长和节能减排的双重压力,如何协调能源与环境的关系是当前亟需解决的问题。有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle, ORC)是低温余热利用领域的一项关键技术,其以有机流体作为工质,将上层能源系统排放的废热转换为高品位能源,从而提高能源的整体利用效率。在有机朗肯循环的研究和应用中,一个重要的问题就是其与上层能源系统的集成。本文在选取有机工质R245fa的基础上将ORC过程同10kW级的微型冷热电联产(Combined Cooling Heating and Power, CCHP)系统构成CCHP-ORC复合能源系统。基于夹点分析法对基本的CCHP系统和CCHP-ORC集成系统进行分析。针对冬季和夏季两个季节的不同工况,讨论系统换热网络的综合优化和再设计。对系统改造后的能源利用效率和经济性等进行了评价。
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 选题背景及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究动态 | 第10-13页 |
| 1.2.1 过程集成技术 | 第10-12页 |
| 1.2.2 有机朗肯循环技术 | 第12-13页 |
| 1.3 主要研究内容与组织结构 | 第13-15页 |
| 第2章 过程集成技术 | 第15-26页 |
| 2.1 过程集成技术 | 第15-17页 |
| 2.1.1 最优化法 | 第15-16页 |
| 2.1.2 过程系统(?)经济调优法 | 第16-17页 |
| 2.1.3 夹点分析法 | 第17页 |
| 2.2 夹点分析法原理 | 第17-25页 |
| 2.2.1 复合温焓曲线图 | 第18-19页 |
| 2.2.2 夹点的定义 | 第19-21页 |
| 2.2.3 问题表格法 | 第21-24页 |
| 2.2.4 换热网络设计准则 | 第24-25页 |
| 2.3 本章小结 | 第25-26页 |
| 第3章 基于夹点分析法的CCHP-ORC系统集成 | 第26-40页 |
| 3.1 冬季工况下CCHP-ORC系统的综合优化 | 第26-35页 |
| 3.1.1 基本CCHP系统分析 | 第26-31页 |
| 3.1.2 ORC系统热力学分析及有机工质筛选 | 第31-34页 |
| 3.1.3 CCHP系统与ORC系统的集成 | 第34-35页 |
| 3.2 夏季工况下CCHP-ORC系统的综合优化 | 第35-39页 |
| 3.3 本章小结 | 第39-40页 |
| 第4章 CCHP-ORC集成系统性能评价 | 第40-53页 |
| 4.1 CCHP-ORC集成系统能源消耗分析 | 第40-45页 |
| 4.1.1 基本的CCHP系统能源消耗分析 | 第40-42页 |
| 4.1.2 基本的CCHP-ORC系统能源消耗分析 | 第42-43页 |
| 4.1.3 改进的CCHP-ORC系统能源消耗分析 | 第43-45页 |
| 4.2 CCHP-ORC集成系统经济性分析 | 第45-51页 |
| 4.2.1 换热网络费用目标 | 第45-48页 |
| 4.2.2 不同结构CCHP-ORC系统经济性实例分析 | 第48-51页 |
| 4.3 本章小结 | 第51-53页 |
| 第5章 结论与展望 | 第53-55页 |
| 5.1 结论 | 第53-54页 |
| 5.2 展望 | 第54-55页 |
| 参考文献 | 第55-60页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第60-61页 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研工作 | 第61-62页 |
| 致谢 | 第62页 |
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