超临界二氧化碳布雷顿/有机朗肯循环联合系统的热力学特性

作者：曹宇; 王治红^*; 马宁; 李良均

来源：热能动力工程, 2020, 35(04): 9-23.

DOI：10.16146/j.cnki.rndlgc.2020.04.002

• 超临界二氧化碳
• 布雷顿循环
• 有机朗肯循环
• 余热回收
• 热效率

针对再压缩式超临界二氧化碳布雷顿发电循环(S-CO2),将有机朗肯循环(ORC)作为底循环用于回收系统余热,建立了S-CO2/ORC联合循环。采用Aspen Plus建立分析模型,根据顶循环余热温度范围和安全环保要求,选取R245fa作为ORC系统工质,分析透平进口温度、透平进口压力及分流比对循环效率的影响,并通过分析耗能设备的功率变化找到影响系统效率变化的因素。结果表明:通过顶循环低温余热的回收利用,系统热效率提高4%以上;增大透平进口温度可提高顶循环的热效率,但对底循环热效率的影响较小;随着顶循环透平进口压力的增大,顶循环热效率增加而底循环热效率下降;在透平入口温度680℃、入口压力280 MPa的条件下,存在最优的再压缩循环分流比0.66使得联合循环热效率最高;使用ORC底循环回收顶循环余热,最高可以将系统热效率从50.3%提高到53.7%,联合系统可以获得6.7%的效率提升。

• 单位
  四川科宏石油天然气工程有限公司; 西南石油大学; 化学化工学院