近年来,随着社会环保意识的不断提高以及企业能效需求的不断提升,燃气轮机(GT)机组与有机朗肯循环(ORC)的协同热电联产受到了越来越多研究者的关注。在这一背景下,我们深入研究了M.Khaljani等人的研究文献,确定了课程项目主题:基于燃气轮机与有机朗肯循环的热电联产系统相关研究的仿真重现与优化。
小组的工作主要可以分为两部分:第一部分首先是对文献内容进行重现,利用仿真计算得到包括循环各点参数、第一定律效率、第二定律效率、㶲损失率等在内的结果;第二部分工作则是在原有的各种限制条件下,对系统进行优化,包括顶燃气轮机循环以及底部有机朗肯循环优化。
在熟悉系统的结构后,我们对系统进行包括第一定律、第二定律在内的热力学分析。根据文章以及其他文献,整理了仿真计算所需的计算式,确定了包括混合烟气焓、熵、㶲在内的循环各点参数;之后在EES系统中对系统进行仿真重现,得到了第一、第二定律效率模拟值。与原文献对比可见,我们的仿真是成功的。优化部分,我们首先对顶部燃气轮机循环进行优化:设计了双级压缩、双级膨胀的新循环,并根据课程所学相关知识,确定了中间点参数,利用EES计算,得到了优化后的第一定律效率以及第二定律效率,可见二者都有所提高;此外我们还讨论了泵的增压比对燃气轮机循环效率的影响,找到了12.7这一最佳增压比;之后对底部循环进行优化。我们寻求对有机工质质量流量与泵的增压比进行改变,利用之前整理的计算式,在经过两点假设后得到了二者对净功、第一效率与输出功的影响。