王诗祺 袁中原

基于PSO算法优化的热水分流式双级ORC系统

王诗祺 袁中原

（西南交通大学机械工程学院 成都 610031）

以有机朗肯循环的结构优化为基础，建立了热水分流式双级有机朗肯循环数值模型，以粒子群算法为计算方法分析系统设计时最大净输出功，通过理论分析得到了影响系统净输出功的独立变量为热水经过高压蒸发器时换热后的温度和热水出口温度。结果表明热水分流式双级有机朗肯循环可以对热水进行更好的利用，高压循环蒸发温度随着热水入口温度升高更快；热水在进行分流的过程中随着热水入口温度的升高，分流比下降；热水入口温度更高时采用该系统更有优势。

有机朗肯循环；粒子群优化算法；热源分流；净输出功

0 引言

随着世界经济飞速发展，各国对能源的需求也在稳步增长，在2018年，全球一次能源的需求增长了2.9%，其中的三分之二来自于中国、美国、印度三国。由此导致的碳排放量增长了2%[1]。我国是全球最大的煤炭生产国，煤制油技术通过化学加工产出汽油、柴油、航空煤油，能够大大减少由于煤直接燃烧而造成的各种污染，煤、电以及煤化工产品（尤其是煤制油产品）的同时输出，势必迎来煤制油技术的快速发展[2,3]。煤制油工艺仍然不能完全避免高碳排放、高耗水量等问题，工艺中会产生大量的低温工业热水和蒸汽，这些热水和蒸汽作为工业余热如果不加以利用就排出，会极大的浪费能源。有机朗肯循环（ORC）是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，作为一种结构简单、造价较低、环境友好的余热发电技术，能够较好的回收中低温热源的能量，具有很大的发展潜力。……