近年来,中国对节能减排和电力结构优化的要求越来越高,热电联产项目成为重要的社会趋势。本项目针对背压式汽轮机组与有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)耦合的热电联产系统,进行了热力学第一定律与第二定律分析。利用EES软件,本文还对系统热效率、㶲效率和经济效益进行了计算分析,优化了ORC常见工质的运行温度和运行压力,耦合系统的工作参数。经过参数优化,在发电功率保持稳定的情况下,本系统实现了在热负荷变动情况下减少补气量,提高㶲效率,提高了系统的稳定性和经济性。
本项目的主要目标是针对背压式汽轮机不能同时满足电负荷和热负荷的需求的问题,研究背压式汽轮机组与有机朗肯循环耦合的热电联产系统。对系统进行理论建模,分析系统运行的原理和过程,计算系统的热效率、㶲效率等。然后把系统的热效率、㶲效率和经济效益等方面作为指标,优化ORC循环的工质和耦合系统的运行参数,使系统能够同时满足电负荷和热负荷的需求,达到提高系统的效率,优化系统经济性的目的。
本项目的主要成果是背式汽轮机与有机朗肯循环两种不同的发电技术整合,使二者优势互补。使用EES软件对系统进行了热力学第一、第二定律分析,以及系统燃料利用系数、㶲效率、热经济性分析,同时对ORC 主汽温度、主汽压力、有机工质选取等方面进行调整优化,使系统整体效率和热经济性达到最优水平。在热负荷变化的情况下,极大程度地减少了系统需要的补气量,对系统的稳定运行有很好的效果,同时减少耗煤量和碳排放量,达到了节能减排的效果。