高炉冲渣水余热驱动的冷热电三联供系统热力学性能

摘要

针对钢铁行业高炉冲渣水余热品位较低，难以实现余热梯级利用的问题，本文提出了一种耦合有机朗肯循环(ORC)与吸收式制冷循环(ARC)的冷热电三联供(CCHP)系统，并基于能量守恒与㶲平衡原理，建立了CCHP系统热力学计算模型.另外，选用R245fa和氨水溶液分别作为ORC和ARC循环工质，分析了ORC蒸发温度、冷凝温度和工质过热度，以及ARC蒸发温度对CCHP系统㶲效率与热量利用系数的影响.结果表明：ORC蒸发温度升高可有效提升系统㶲效率与热量利用系数，而ORC冷凝温度升高则会降低系统㶲效率；ORC工质过热度对系统性能影响较弱，而ARC蒸发温度影响较为明显；当热源温度超过150℃时，CCHP系统热量利用系数可达70%以上，能够实现中低温余热向电、冷、热能的高效梯级转化.该研究结果可为高炉冲渣水余热高效回收与多能联供系统的设计与运行提供理论参考.

关键词

高炉渣 / 余热回收 / 有机朗肯循环 / 吸收式制冷循环 / 热力学特性

基金资助

中国宝武低碳冶金创新基金资助项目(BWLCF202307); 安徽省自然科学基金资助项目(1908085QE203)