內(nèi)燃機高溫排氣余熱梯級回收聯(lián)合循環(huán)的效率優(yōu)化研究.pdf

1、能源在國家未來發(fā)展的戰(zhàn)略性作用毋庸置疑,我國人口基數(shù)大,人均能源緊缺,尤其石油能源很大程度上依賴進口。因此,需要從節(jié)能技術(shù)上有所突破。在傳統(tǒng)內(nèi)燃機設(shè)計技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過內(nèi)燃機余熱能的回收利用,如果可將內(nèi)燃機的熱轉(zhuǎn)換效率提高10％左右,將意味著我國可以從內(nèi)燃機消耗的石油中節(jié)約石油達到3000萬噸左右,減少CO2排放7000萬噸。具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
　　本文通過對現(xiàn)有的各種內(nèi)燃機排氣余熱回收利用方式的分析和比較,提出了

2、基于朗肯底循環(huán)和溫差發(fā)電技術(shù)回收內(nèi)燃機排氣余熱能的方法,并以濰柴某型號大功率柴油機為研究對象,針對通過實驗的獲得內(nèi)燃機排氣的參數(shù)等。針對內(nèi)燃機余熱源的特點,采用優(yōu)化的溫差發(fā)電與朗肯聯(lián)合循環(huán)方案對內(nèi)燃機排氣余熱進行能量回收,分析了不同系統(tǒng)工作壓力(蒸發(fā)與冷凝)、溫差發(fā)電器布置、渦輪膨脹機效率等參數(shù)對使用不同工質(zhì)的廢熱回收系統(tǒng)總效率的影響規(guī)律。通過分析可知,熱功轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部件渦輪膨脹機的效率,是決定系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素。因此本文工作后期重點對

3、渦輪膨脹機的工作性能進行分析。使用ANSYS CFX軟件對所設(shè)計的渦輪膨脹機的噴嘴、動葉輪進行初步的CFD計算。
　　通過理論分析,當(dāng)系統(tǒng)工作在pevap=5.5MPa/Tcond=303K條件下,可以回收27.01kW的功率,指示效率可以從裸機的41%提高到45.71%。針對額定轉(zhuǎn)速30,000轉(zhuǎn)的膨脹機進行初步設(shè)計,其動葉輪直徑僅為11.3cm,可以滿足車用小型化的需求,此外其工作效率可達69.5%。
　　本文建立了發(fā)動