通過操縱有機朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng)可以利用低潛在的廢熱能以獲得有用的凈功率輸出。本文采用非支配排序遺傳算法(II)對當前的ORC系統(tǒng)進行了雙重目標(ηth和SIC)優(yōu)化。本文還通過在基本循環(huán)中采用七種有機化合物(R-123、R-1234ze,R-152a、R-21、R-236ea、R-245ca和R-601),在恢復周期中采用四種干燥的化合物(R-123,R-236ea,R-245ca和R-601)以研究兩種結(jié)構(gòu)的行為并比較它們的性能。通過敏感性分析得出,恢復周期提高了系統(tǒng)的熱力學行為,但也顯著提高了成本。R-21、R-245ca和 R-601在BORC中表現(xiàn)出良好的性能,而R-601和R-236ea在RORC中表現(xiàn)出良好的性能。由于較高的總投資成本和運營維護成本,RORC與BORC相比具有較長的投資回收期。
本文研究通過優(yōu)選7種不同的有機化合物用于討論ORC系統(tǒng)兩種結(jié)構(gòu)的熱經(jīng)濟性行為。該研究工作的關(guān)鍵特征包括在MATLAB軟件中創(chuàng)建數(shù)值模擬模型,以及使用NSGA-II算法中作為雙重目標優(yōu)化方法來獲得帕雷托最優(yōu)解,模擬流程見文中Fig.1。這項工作的結(jié)論如下:
·在設置好的模擬條件下,ORC系統(tǒng)的兩種結(jié)構(gòu)均可為不同的有機化合物提供201至243 kW的凈功率輸出。
·加入回流換熱器可以提高10.84%左右的熱效率。
·由于每個工作流體都有其自身的蒸發(fā)壓力臨界值,蒸發(fā)壓力對優(yōu)化目標函數(shù)的影響顯著。
·過熱度最佳值接近其下限值(<1℃),使得熱效率沒有得到有效提高;如果過熱度升高,則專項投資成本SIC總體上會增加,因此遺傳算法會向超熱下界演化。