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能源问题已经成为全球经济发展的最大压力之一。现代工业生产中造成了大量低温余热的排放,因此回收低温余热能源将其用来发电有很大的意义。目前应用最广泛的低温余热发电系统主要是有机朗肯循环系统(Organic Rankine CycleSystem,ORCs)。作为ORCs中的关键部件,蒸发器和冷凝器的性能对整个系统有很大影响,而其中重要的操作参数夹点温差的选择和匹配,成为ORCs研究的又一新问题。因此,本课题运用热经济学原理,拟对有机朗肯循环系统中的蒸发器和冷凝器夹点温差进行优化和匹配。研究的主要内容如下:①以R600a为工质,构建亚临界ORCs的蒸发器热经济性模型,分别从火用回收和火用损失两个角度来探讨蒸发器夹点温差对蒸发器性能的影响,并对夹点温差进行优化,分析相关操作参数和经济参数等对优化结果的影响。结果表明:存在最佳的蒸发器夹点温差ΔTe,opt,使蒸发器的性能最佳;从火用回收的角度优化的蒸发器夹点温差与从火用损失的角度优化的结果相比略大;本部分优化的蒸发器夹点温差的范围为5–12K,优化结果与经济因素有关;最优蒸发器夹点温差随余热烟气与工质的热容率之比R的增大而增大,随蒸发器预热段换热系数KeA、蒸发段与预热段换热系数比1、热量火用价ce的增大而减小;流动火用损失对最优蒸发器夹点温差的影响很小,可以忽略。②以采用纯工质R601a、R245fa,混合工质R13I1/R601a、R245fa/R601a的亚临界ORCs为研究对象,分析蒸发器和冷凝器夹点温差对系统性能的影响,通过分析影响因素,对二者进行优化和匹配。结果表明:存在最优的蒸发器夹点温差ΔTe,opt和最优的冷凝器与蒸发器夹点温差比yopt;ΔTe,opt范围为3–6K,与其他文献中提到的范围相比偏小;yopt优化结果范围为0.8–1.5;优化结果受以下几个参数如冷凝器与蒸发器换热系数之比2、混合工质在冷凝器中的露点温度T1a、混合工质的组分变化的影响较大;而工质在蒸发器中的泡点温度T3a、余热烟气的质量流量mg、进口温度Tgi等对优化的结果影响很小。并对四种不同工质R601a、R245fa,R13I1/R601a、R245fa/R601a的优化结果进行了比较分析。③以采用R143a为工作流体的跨临界ORCs为研究对象,分析蒸发器和冷凝器夹点温差对系统性能的影响及影响二者优化的因素,并将优化的结果与亚临界ORCs的结论进行比较分析。结果表明:跨临界ORCs中也存在ΔTe,opt和yopt;冷凝器与蒸发器换热系数之比2、工质在膨胀机的出口压力P1、烟气的质量流量mg和进口温度Tgi都会影响ΔTe,opt和yopt。