许 琳 雷 波 袁中原

低温热流体两级串联冷却系统的最优中间冷却温度

许 琳 雷 波 袁中原

（西南交通大学机械工程学院 成都 610031）

针对由ORC发电冷却单元与常规冷却单元串联而成的低温热流体的两级串联冷却系统，研究如何确定两级间热流体的中间冷却温度。以系统净输出功率最大为目标，分析了热流体温度、冷却目标温度、热流体流量及环境湿球温度对最优中间冷却温度的影响。结果表明：最优中间冷却温度随热流体温度和环境湿球温度的升高而增大；热流体流量和冷却目标温度的改变基本上对最优中间冷却温度无影响作用。

低温热流体；两级串联冷却系统；中间冷却温度

0 引言

在煤化工、石化等行业，有许多生产工艺过程都需要将60～300℃的低温热流体冷却到工业要求的目标温度。目前，常用的工业级大容量冷却方式有空冷、水冷、蒸发冷以及这些方式的复合冷却，在冷却过程中需要消耗大量能源且环境效益差[1]。冷却设备是工业耗能耗水大户，其用电负荷占项目总用电量的15%左右，耗水量超过企业用水总量的一半[2]。如果可以利用低温热流体自身的热量作为驱动力进行冷却，则可以大大降低冷却过程的能耗。

有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle，以下简称ORC）低温发电技术可将低品位热能转化为高品位电能，在获得发电的同时，可以实现对工艺热流体的降温冷却，提高能源利用率，减轻环境污染[3-5]。但是，ORC的净发电效率随着冷却目标温度的降低而迅速降低[6]，当冷却目标温度过低时，ORC发电机组的净发电量甚至可能变为负值。……