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一种低温余热高效利用的氨水动力循环
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK115[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:上海交通大学低温与制冷研究所,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金创新研究群体科学基金项目(51521004)
作者: 陈昕, 王如竹
中文摘要:

提出了一种高效利用余热的以氨水溶液为工质的三级压力动力循环,该循环包含了两个膨胀做功过程。由于氨水动力循环存在多个自由度且耦合在一起,当余热温度和冷凝温度确定时,循环约束条件能确定高、中、低压力和氨质量分数自由度的取值范围。当冷凝温度确定时,对于不同的余热温度和膨胀机进口压力,最佳循环的选择可以用图表显示且做出参考。在典型工况下当余热温度190℃、冷凝温度30℃时,以热效率为目标函数的优化计算结果表明热效率为21.6%,相应的热力学第二效率为62%。当膨胀机进气压在3500 kPa时,余热温度在130~190℃范围内,与KCS11相比改进循环的热效率提高了8%。在低温余热下(〉150℃),改进循环的热效率要明显高于Rankine循环和ORC循环。

英文摘要:

An improved ammonia-power cycle activated by low temperature waste heat is operated under three pressure stages,which consists of two turbines. Since there exists many degrees of freedom for ammonia-water power cycle and they are coupled, once the waste heat and condensation temperature are fixed, the selection range of degrees of freedom like three pressure levels and ammonia mass fraction are confined by the cycle constraints. A graphic aid is proposed to select the optimum cycle with various pairs of waste heat temperature and turbine inlet pressure under fixed condensation temperature. For the typical working condition like waste heat and condensation temperature of 190℃ and 30℃, the optimization results shows that the thermal efficiency of 21.6% is obtained and the corresponding second law efficiency is 62%. The thermal efficiency is increased by around 8% when the temperature of waste heat is from 130℃ to 190℃ under a fixed turbine inlet pressure(3500 k Pa). The improved cycle increases the performance compared with Rankine cycle and ORC cycle in low temperature waste heat application(〉150℃).

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185