面向余热回收的超临界CO₂动力循环高级（火用）分析

摘要

针对常规（火用）分析方法不能揭示部件总（火用）损中那部分是由自身不可逆性造成的以及有多少可以通过优化而避免的问题，对面向余热回收的超临界CO₂动力循环进行了高级（火用）分析，找出（火用）损来源，探究部件真实提升潜能。首先，从热力学、经济与紧凑性3个角度对回热式循环余热回收系统进行了多目标优化，进行了热经济与常规（火用）分析；继而，将每个部件的（火用）损细分为内源可避免、内源不可避免、外源可避免与外源不可避免4部分，进行了高级（火用）分析；最后，比较了常规（火用）与高级（火用）分析结果，揭示了常规（火用）分析方法的局限性。结果表明，经优化后系统净发电量、平准化度电成本与单位功率面积分别为6.24 MW、4.48美分/（kW·h）与0.19 m²/kW;回热器总（火用）损率最高，约为36.7%。由于关键设备技术限制，系统极限（火用）效率相比理想工况低约7%,系统总（火用）损主要由部件自身不可逆性产生，其中有42.9%可通过部件改进而减少。在不同燃机工况下，透平具有最高的内源可避免（火用）损率。

关键词

余热回收 / 超临界CO₂动力循环 / 多目标优化 / 热经济分析 / 高级（火用）分析