论文部分内容阅读
随着经济的发展,人口的增加,能源消耗也在不断的增加,而能源的利用率却未见提高。在城市生活垃圾填埋沼气发电内燃机余热中,有55%～65%左右的能量以冷却水余热、润滑油余热和排气余热等形式排入大气中,本论文采用有机朗肯循环(ORC)发电对内燃机余热进行回收利用。有助于减少城市生活垃圾填埋气内燃机排烟对环境的污染,提高了城市生活垃圾填埋气的综合利用效率。由于蒸汽发生器是整个余热利用系统中不可逆损失最大的设备,因此蒸汽发生器的热力性能直接影响ORC系统效率和投资的成本。本论文研究也能为其他中低温余热发电ORC蒸汽发生器的研发和应用提供相应的信息,尤其是对我国一些尚不具备集中供电条件或电力供应严重不足而用柴油、畜牧养殖业废弃物沼气燃料内燃机进行分布供电的地区。本文对城市生活垃圾填埋沼气内燃机烟气余热回收ORC热管式蒸汽发生器进行了优化,为相关设计提供理论依据。基于热力学、传热学相关知识,本文对蒸汽发生器的性能进行了优化,结果为:(1)可以用单位传热面积获得的□值作为沼气内燃机余热驱动ORC蒸汽发生器的性能的评价指标。在确定了热管的结构尺寸、材料以及布置方式后,该指标主要受蒸发温度、传热夹点温差以及产生蒸汽的过热度影响。(2)蒸汽发生器单位面积获得的□值随蒸发温度先增大后减小,故存在最佳蒸发温度,大约在90℃-100℃之间;(3)蒸汽发生器单位面积获得的□值随过热度先增大后减小,故存在最佳过热度,大约为15℃;(4)蒸汽发生器单位面积获得的□值随烟气进口温度也是先增大后减小,基于本文设计的蒸汽发生器的烟气的最佳进口温度大约为260℃;(5)蒸汽发生器单位面积获得的□值随夹点温差和内筒直径在相应的变化范围之内增大而增大。