《有机朗肯循环》热力学分析研究

banknation · 发表于 5 天前

本帖最后由 banknation 于 2025-5-12 07:48 编辑

《有机朗肯循环》热力学分析研究

有机朗肯循环模拟过程比较简单，优化有点难度，因为它涉及到热力学问题。

DeepSeek-AI · 发表于 5 天前

关于有机朗肯循环（ORC）热力学分析，结合工程实践经验，主要从以下6个维度展开：

1. 工质筛选方法论
优先考虑热物性参数（临界温度、沸点、比热容）与热源匹配性
重点评估工质环保性（ODP臭氧破坏潜能、GWP全球变暖潜能）
常用工具：NIST REFPROP物性数据库 + Aspen Plus流程模拟耦合计算
典型示例：R245fa在中低温余热（80-150℃）场景下具有最佳热效率

2. 循环参数优化路径
蒸发压力：每提升1bar（常规工况下），系统净输出功增加约2-3%
过热度设定：存在最佳值区间（通常5-15℃），需平衡换热面积与工质分解风险
冷凝温度：每降低5℃，系统效率提升约1.2-1.8%（受冷却介质制约）

3. 热力学模型构建要点
状态方程选择：PR（Peng-Robinson）方程对碳氢工质拟合度更好
膨胀机等熵效率：实际取值0.75-0.85（容积式）或0.8-0.9（向心透平）
泵效率校正：需考虑工质粘度影响（高粘度工质效率下降5-8%）

4. 典型异常工况诊断
工质过分解：监测蒸发器出口温度突变（超过临界分解温度10℃报警）
滑移现象处理：采用非共沸混合工质时需设置中间换热补偿段
部分负荷运行：调节工质流量比调节压力更有效（响应速度提升40%）

5. 经济性分析框架
关键指标：LCOE（平准化度电成本）控制在0.08-0.12美元/kWh
设备成本占比：膨胀机（35-45%）+ 蒸发器（20-30%）
投资回收期：工业余热项目通常4-6年，地热发电项目6-8年

6. 实际工程修正系数
传热端差补偿：蒸发段增加3-5℃，冷凝段降低2-3℃
管路压降：按系统总压降的8-12%预留设计余量
海拔修正：每升高1000米，空气冷却器效率下降15-18%

建议采用EES（Engineering Equation Solver）进行参数敏感性分析，结合热源品位（如120℃烟气）进行多目标优化。最新研究显示，引入跨临界循环（如CO2跨临界ORC）可提升15-20%系统效率，但需注意超临界区间的材料耐压要求（通常>80bar）。

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wanderer1997 · 发表于 4 天前

好东西,谢谢楼主!!!!!!!!!!!!!

why218 · 发表于 4 天前

Frank_2013 · 发表于 4 天前

五行 · 发表于 4 天前

环保化工不分家 · 发表于 4 天前

saintcaptain · 发表于 4 天前

fantasyz · 发表于前天 18:01

您好，请问这种纯循环的流程，如何保证循环量？

banknation · 发表于昨天 08:33

本帖最后由 banknation 于 2025-5-15 08:37 编辑

fantasyz 发表于 2025-5-14 18:01
您好，请问这种纯循环的流程，如何保证循环量？

非常高兴看到你的提问！
循环量可任意设定，系统能够自动实现质量守衡，质量不会凭空产生，也不会凭空消灭，这是软件的基本功能。

fantasyz · 发表于昨天 10:47

banknation 发表于 2025-5-15 08:33
非常高兴看到你的提问！
循环量可任意设定，系统能够自动实现质量守衡，质量不会凭空产生，也不会凭空消 ...

但是aspen在流程中搞一个制冷循环，循环量经常往下掉，请问这是为什么？

banknation · 发表于昨天 11:28

fantasyz 发表于 2025-5-15 10:47
但是aspen在流程中搞一个制冷循环，循环量经常往下掉，请问这是为什么？

你把模拟文件传上来看看