Thermische Analyse und Optimierung eines integrierten Systems zur Bereitstellung von Wärme- und Kälteenergie, das die Kälte von verflüssigtem Erdgas nutzt
摘要
Zur Lösung der Probleme bei der Nutzung von überschüssiger Wärme für Festoxidbrennstoffzellen, die mit Methan betrieben werden, der Kohlendioxidrückgewinnung und der Nutzung der Kälte von verflüssigtem Erdgas wurde ein neues integriertes System für die Bereitstellung von Wärme- und Kälteenergie entwickelt. Dieses System umfasst eine Verbesserung des rekuperierten superkritischen Mischungsbrayton-Kreislaufs, einen verbesserten CO_2-Rankine-Transkritikzyklus und einen zweiten organischen Mischungs-Rankine-Kreislauf, es wurde eine thermodynamische Analyse des Zyklus, eine Ausrüstungs(feuer)analyse sowie eine wirtschaftliche Kostenanalyse durchgeführt und die Systemparameter wurden mittels genetischem Algorithmus multi-zieloptimiert. Simulationsergebnisse zeigen, dass die Erhöhung des Drucks am Einlass des Kompressors des rekuperierten superkritischen Mischungsbrayton-Kreislaufs, die Erhöhung der Temperatur am Einlass des Kompressors des CO_2-Rankine-Transkritikzyklus und der Massenanteil von R14 im zweiten organischen Mischungs-Rankine-Kreislauf die Nettoleistung des Zyklus, den thermischen Wirkungsgrad, den (feuer)Wirkungsgrad steigern und die durchschnittlichen Einheitlichen Kosten senken können; unter optimalen Betriebsbedingungen betragen der thermische Wirkungsgrad des Zyklus, der (feuer)Wirkungsgrad und die durchschnittlichen Einheitliche Kosten jeweils 64,70 %, 47,85 % und 24,20 Dollar/GJ.
关键词
verflüssigtes Erdgas; Wärme-kälte-Kopplung; Mischkreisprozess; multi-zieloptimierung; Kostenanalyse