[发明专利]一种具有导热油循环的有机朗肯循环系统温度优化方法

说明书

本发明涉及低温余热回收技术领域，公开了一种具有导热油循环的有机朗肯循环系统温度优化方法，针对具有导热油循环的有机朗肯循环系统中的蒸发器与冷凝器的蒸发温度与冷凝温度进行优化，对灰狼算法进行改进，对其位置更新公式的非线性改进，改进其收敛因子加入拉丁超立方体抽样和混沌搜索，提高算法寻优能力和速度，防止陷入局部最优。结合改进后的灰狼算法实现对蒸发温度和冷凝温度的优化，从而达到优化有机朗肯循环系统整体性能的效果，与现有的技术相比，本发明能够提高对能源利用率，同时提高系统的热效率和输出功率。

技术领域

本发明涉及低温余热回收技术领域，具体涉及一种具有导热油循环的有机朗肯循环系统温度优化方法。

背景技术

随着工业化进程的加快，能源紧缺问题已经成为全球化的问题。伴随着化石燃料的燃烧，环境污染问题日益严重，能源危机已经成为威胁我们生命的紧急问题。人类离不开能源，但是并非所有能源都是可持续的。因此，人们开始将注意力从化石能源转移到清洁，可再生能源和工业废能源，以减少污染并以更有效的方式利用能源。可再生能源，例如风能，太阳能和地热能等能源越来越受到重视。工业生产过程中，内燃机或燃气轮机排放大量高温废气，废气温度通常超过200℃，而工业废水中蕴含大量的中低温热量，但是这些热量回收利用率低，大部分被当作废热排掉，造成能源的浪费。因此需要一种有效的能源回收利用手段，以提高能源利用率，减少环境污染，从而实现可持续发展目标。有机朗肯循环系统(ORC)以废热或可再生能源为热源，将热能转换为电能，正是提高能源利用率的一种有效途径。

传统有机朗肯循环系统虽然提高了能源利用率，但是系统的热效率和净输出功率受到许多因素影响，如热源温度、工质、透平效率等等，因此系统的性能不够稳定和优越，存在着一定的局限性。

蒸发器和冷凝器作为有机朗肯循环系统的关键组分，其温度的变化对系统性影响很大。蒸发温度是有机朗肯循环系统中的重要参数。在有机朗肯循环系统中，蒸发温度直接影响循环工质在蒸发器和膨胀机内的热力学状态参数，进而影响循环工质的流量、循环泵功耗以及单位工质在膨胀机内的焓降等，进而影响系统的热效率和净输出功率。在亚临界有机朗肯循环系统中，蒸发温度受工质临界温度和热源流体进口温度的限制。有机朗肯循环系统运行时，如果蒸发温度无限接近工质临界温度，由于两相区焓升趋于零，可能导致工质流量过大，工质在膨胀机中出现湿气状态，工质稳定性也会受到影响。因此，蒸发温度是影响着系统性能和稳定性的关键因素。

冷凝器同样是有机朗肯循环系统中的关键设备，冷凝温度是影响冷却水循环中泵功消耗的关键因素，冷凝温度的降低，透平输出功增加，冷却水流量也增大，导致循环水泵功增大。冷凝温度的变化也影响着系统的净输出功，冷凝温度如果小于最佳冷凝温度，净输出功随冷凝温度的降低而急剧下降。

为了提高余热的利用效率，提升有机朗肯循环发电系统的稳定性，因此需要对有机朗肯循环系统的关键运行参数进行优化，使系统运行在最佳蒸发温度和最佳冷凝温度，保持最佳运行状态，进而提升系统的综合性能。

现有优化方案中，人工调节参数的难度大而且优化效果很难达到理想，不能全面反应系统性能，算法的运用如遗传算法等虽然提升了寻优速度，但是这类算法出现的年代比较久远，算法本身存在着缺陷，寻优精度不够优越。

因此急需一种寻优速度快、精确性高的新型算法用于有机朗肯循环系统的参数优化，最大程度上提升发电系统的热效率和净输出功率，同时又能满足环境保护和节约运行成本的要求。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有导热油循环的有机朗肯循环系统温度优化方法，能够实现热源深度利用，最大限度的提高余热利用率和系统净输出功率，全面提升系统综合性能。

技术方案：本发明提供了一种具有导热油循环的有机朗肯循环系统温度优化方法，包括如下步骤：