中低温品位的余热数量庞大，广泛存在于水泥、钢铁、冶金等行业中，将这部分余热利用起来，既有助于缓解能源紧张，又能减少环境污染，具有巨大的节能和经济效益。一种以氨水混合物作为工质的蒸汽动力循环——卡林纳循环，因其较高的热效率与余热回收利用率而受到重视，经过多年的理论与实验研究已逐步进入工程应用和推广阶段。
本文介绍了基于卡林纳循环，应用于工业余热烟气回收的三压力氨水吸收式动力循环的改进流程，分析了循环与工质的热力性质，给出系统热力计算的方法和热力参数的选择以及热力性能的评价指标。
通过选择合适的运行参数，控制变量参数个数的方法，对循环系统作了热力学第一定律分析。得出在一定范围内循环热效率、动力回收效率随着基本浓度和循环倍率的减小，或随着工作浓度的增大而增大的基本规律。
算例表明，用于回收250℃的余热烟气时，系统的最佳运行工况是基本溶液浓度为0.318、工作溶液浓度为0.502、循环倍率为3.5，排烟温度约为145℃。同等条件下，热效率要比水蒸汽朗肯循环提高14.96％。
此外，在氨水动力循环原有基础上增设了稀溶液冷却器，可以获得43℃以上的生活热水，其火用效率可由34.24％增大到36.98％，提高8％的百分数。(火用)分析计算表明，在上述算例工况下，蒸汽发生器的火用效率达到了59.18％，热源与氨水在蒸发器中是接近等温差的传热过程，由温差传热造成的不可逆损失占系统总的不可逆损失的64.73％。
从中温余热源动力回收效率的角度，烟气温度越低，氨水动力循环相比水蒸汽朗肯循环的优势越明显。由于有机朗肯循环通常不适合在中温条件下工作，所以氨水动力循环是中温余热发电的最佳选择。而在低温余热源条件下，氨水动力循环也优于有机朗肯循环。比如对于180℃的余热源，且两者都已优化后，氨水动力循环的(火用)效率较采用热力性能较好的R245fa工质的有机朗肯循环提高72.14％。
最后，搭建了实验台，完成了数据测量与采集系统。为氨水动力循环的实验研究做好准备。
- 作 者：
- 沈佳星
- 学科专业：
- 供热、供燃气、通风及空调工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 东南大学
- 导师姓名：
- 陈亚平
- 学位年度：
- 2014
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
