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在能源日益短缺,环境渐趋恶化的当代社会,开发新能源或利用可再生能源已经成为缓解这种矛盾的重要方式。作为可再生能源,生物质保有量大,供应稳定,发展生物质能源符合中国乃至世界可持续发展的要求。本文提出一种新型的生物质能驱动的小型有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)冷热电三联供(combined cooling heat and power,CCHP)系统(biomass-fuelled CCHP-ORC),并对其进行工质优选和热力学分析以及结构优化,研究内容和结论如下:建立该系统结构模型,给出初始参数:锅炉热负荷为1MW,生物质燃料选择玉米秸秆;通过系统结构模型建立热力学模型,用Matlab编程模拟运行得出一系列性能评价指标。介绍了Biomass-fuelled CCHP-ORC系统有机工质选取原则;改变有机工质蒸发温度,用净输出功、制热量、制冷量、热效率、经济热效率、?效率、CO2排放量和可持续发展指数SI等性能指标对不同工质系统进行评价:净输出功、制热量和热效率等指标较高的是PF5050和HFE7000,制冷量较高的是R141b。此外,提出一种综合评价指标,对所选六个性能参数进行数据标准化处理,利用变异系数法确定各指标权重系数,得出综合评价指标下最优工质是R245fa。选取R245fa为系统工质,将蒸发温度和蒸发器夹点温差作为非独立变量对CCHP-ORC系统性能进行评价,得出蒸发温度在不同夹点温差下对系统各性能指标产生不同的影响,而夹点温差对系统影响较小;运用控制变量法,在夹点温差为5K时,分析单一变量热源温度、蒸发温度和ORC泵入口温度对系统四种运行模式下(纯发电,热电联供CHP,冷电联供CCP,冷热电联供CCHP)各性能参数的影响:热源温度对系统影响较小,蒸发温度为409K时能使大多数指标达到最优,而ORC泵入口温度在不同运行模式下对各指标会产生不同的影响;通过改变蒸发温度和ORC泵入口温度可以实现功冷功热之比的调节。四种运行模式下,各评价指标从大到小依次是CCHP>CCP>CHP>纯发电模式;此外,通过CO2排放量和可持续发展指数SI将系统和环境结合起来,得出系统?损较大的部件是生物质锅炉,可以通过优化生物质锅炉结构来减少系统总?损。通过烟气余热回收、启停辅助阀门和三通阀调整冬夏运行策略三种方式对系统进行结构优化,在热力学第一第二定律和对环境影响三个方面均表明了其相对于未经优化的系统的优异之处。研究分析得出,生物质能驱动的小型有机朗肯循环三联供系统效率较高,灵活可调性强,较适合在医院、写字楼、住宅小区或偏远农村社区使用,有利于开展商业应用。