随着能源消耗量的不断增大,化石燃料的燃烧带来的环境污染日益严重,能源有效利用得到了各国学者的广泛关注,中国作为经济高速增长的发展中国家,能源问题尤为突出。相关统计表明,我国50%以上的工业能耗以不同形式余热被直接排放,不仅浪费大量能源,而且对环境产生严重污染,因此“节能减排”出现于“十一五”规划纲要中并在“十二五”规划中继续执行,而工业余热回收就是其中的一种方式。
目前主要研究内容包括:
(1)分析余热资源(如工业废气、废热)的品位,制定能量最优梯级利用的标准。
(2)设计并搭建低温余热利用有机朗肯循环(ORC)发电实验装置,分析低温余热资源温度、有机工质运行工况等参数对ORC发电系统的影响,验证系统运行可靠性,为大型ORC发电系统优化设计及应用提供基础性实验数据。
(3)利用可用势的理论对不同循环(有机朗肯循环、斯特林循环、电化学循环、,布朗运动循环)系统进行优化,改善现有的热力学循环以满足实际工业需求。
研究方法:
(1)理论研究 主要应用matlab & refprop 软件对不同循环进行模拟仿真,并用遗传算法工具箱对系统进行优化。
(2)实验研究 通过搭建有机朗肯循环(ORC)发电实验装置来对系统优化进行验证。
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图1. 本课题组自主研发设计的用于工业余热回收的有机朗肯循环示范试验台