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高炉余能余热驱动ICR Brayton CHP装置的火用经济性能优化
          
Exergoeconomic Performance Optimization of an ICR Brayton CHP Plant Driven by Residual Energy and Heat of Blast Furnace

摘    要
用有限时间热力学理论和方法研究了高炉余能余热驱动变温热源内可逆中冷回热(ICR)布雷顿热电联产(CHP)装置的经济性能, 导出了无量纲利润率和火用效率的解析式。以利润率为目标, 通过数值计算对热导率的分配、中间压比的选取进行了优化, 得到了最大利润率;同时研究了最大利润率和相应的利润率特性。进一步对总压比进行优化, 得到了双重最大利润率, 并分析了各设计参数对联产装置最优性能的影响。最后, 对工质与热源间热容率匹配进行了优化, 得到了三重最大利润率。
标    签 有限时间热力学   闭式中冷回热布雷顿热电联产装置   火用经济性能   利润率   优化   Finite time thermodynamics   Closed intercooled regenerative Brayton CHP plant   Exergoeconomic perform-ance   Profit rate   Optimization  
 
Abstract
The exergoeconomic performance of an endoreversible intercooled regenerative (ICR) Brayton combined heat and power (CHP) driven by residual energy and heat of blast furnace coupled to variable temperature heat reservoirs is investigated using finite time thermodynamics. The analytical formulae about dimensionless profit rate and exergy efficiency are deduced. By taking the maximum profit rate as the objective, the heat conductance distribution, the choice of intercooling pressure ratio are optimized by detailed numerical examples and the maximum dimensionless profit rate is obtained. At the same time, the characteristic of maximum dimensionless profit rate and corresponding exergy efficiency are investigated. When the optimization is performed further with respect to the total pressure ratio of the compressor, the double-maximum profit rate is obtained, also the effects of the design parameters on the optimal performance of the cogeneration plant are analyzed. At last, the optimization is performed additionally with respect to the thermal capacitance rate matching between the working fluid and the heat reservoir and a thrice-maximum profit rate is obtained.

中图分类号 TK12

 
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所属栏目 研究与探索

基金项目 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2012CB720405); 国家自然科学基金(10905093)

收稿日期 2013/4/18

修改稿日期

网络出版日期

作者单位点击查看

备注杨博(1985-), 男, 博士研究生, 从事现代热力学研究。

引用该论文: Yang Bo,Chen Lingen,Sun Fengrui. Exergoeconomic Performance Optimization of an ICR Brayton CHP Plant Driven by Residual Energy and Heat of Blast Furnace[J]. Power & Energy, 2013, 34(4): 317~320
杨博,陈林根,孙丰瑞. 高炉余能余热驱动ICR Brayton CHP装置的火用经济性能优化[J]. 电力与能源, 2013, 34(4): 317~320


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