第41卷第3期陕西科技大学学报Vol.41No.32023年6月JournalofShaanxiUniversityofScience&TechnologyJun.2023*文章编号:2096-398X(2023)03-0165-07基于压缩机级间余热利用的有机朗肯循环发电系统综合性分析及多目标优化王建永,王伟斌(陕西科技大学机电工程学院,陕西西安710021)摘要:针对多级压缩机级间余热利用问题,本文采用有机朗肯循环(ORC)进行余热发电.本文详细地建立了基于压缩机级间余热利用的ORC发电系统的数学模型,通过数值模拟方法对系统工况进行了初步设计,并在设计工况的基础上分析了关键热力参数对系统性能的影响,最后对整个系统进行了多目标性能优化分析.研究结果表明,使用ORC回收压缩机级间余热可以显著降低整个系统的实际耗功,且投资回收期在可接受范围内;在考察的压缩机级间压力范围内,存在不同的最佳压缩机级间压力使系统实际耗功和投资回收期分别达到最小;随着有机工质蒸发压力的增大,系统实际耗功和投资回收期变化趋势相同,均是先减小后增大;多目标性能优化的帕累托最优解集中包含多组解,决策者可根据实际工程条件从中选取最优解.关键词:压缩机;余热利用;有机朗肯循环;经济性分析;多目标优化中图分类号:TK123文献标志码:AComprehensiveanalysisandmulti-objectiveoptimizationoforganicrankinecyclepowergenerationsystembasedonwasteheatutilizationbetweencompressorstagesWANGJian-yong,WANGWei-bin(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xi'an710021,China)Abstract:Fortheproblemofwasteheatutilizationbetweenthestagesofmulti-stagecom-pressor,thispaperadoptstheorganicRankinecycle(ORC)forwasteheatpowergeneration.Inthispaper,themathematicalmodeloftheORCpowergenerationsystembasedontheuti-lizationofwasteheatbetweencompressorstagesisestablishedindetail,andthesystemoper-atingconditionsarepreliminarilydesignedthroughthenumericalsimulationmethod.Thentheinfluenceofkeythermodynamicparametersonthesystemperformanceisanalyzedbasedontheresultsofthepreliminarydesignconditions.Finally,themulti-objectiveperformanceoptimizationanalysisofthewholesystemiscarriedout.TheresearchresultsshowthattheuseofORCtorecoverthewasteheatbetweencompressorstagescansignificantlyreducetheactualpowerconsumptionofthewholesystem,andtheinvestmentpay...
