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作者:许永超;吴玉麒;马庆旭;沙浩瀚;罗思义;左宗良;
单位:青岛理工大学环境与市政工程学院;临沂智慧新能源科技有限公司;
摘要:有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)发电系统可以将低温(<150℃)热能转换为机械能进而发电。为提高小型ORC发电系统运行性能,搭建了涡旋膨胀机直连发电机形式的ORC实验台,在24k W变温热源与工质五氟丙烷(R245fa)条件下,分析了负载电阻在50~200Ω与热源温度在75~95℃变化对ORC系统性能的协同影响。结果表明:ORC系统输出轴功与热效率随负载电阻增加呈现出先增加再减少的趋势,即存在最优负载电阻使系统输出轴功或热效率最大化,且最优负载电阻值会随热源温度变化;当热源温度为95℃时,系统输出轴功和热效率在负载电阻100Ω时达到最大,分别达722 W,2.30%;然而,当热源温度在75℃时,系统输出轴功则在负载电阻200Ω达到最大,为532 W,系统热效率在负载电阻150Ω达到最大,为1.7%;负载电阻与热源温度变化均会引起涡旋膨胀机转速变化,并进而影响系统流量,导致负载电阻与热源温度同时变化,产生协同作用。该研究结果强调了ORC发电系统热源温度与电力负载协调匹配的重要性,为ORC发电系统设计优化提供了指导与实验数据。
关键词:有机朗肯循环;;电子负载;;低温热源;;涡旋膨胀机;;系统性能
基金资助:山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(2023TSGC0423)~~