Performance analyses of geothermal organic Rankine cycles with selected hydrocarbon working fluids
Performance analyses of geothermal organic Rankine cycles with selected hydrocarbon working fluids
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使用选定的碳氢化合物工作流体进行地热有机朗肯循环的性能分析
DOI：
10.1016/j.energy.2013.10.035
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发表时间：
2013-12
期刊：
影响因子：
9
通讯作者：
Zhen Yang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Qiang Liu;Yuanyuan Duan;Zhen Yang
有机朗肯循环（ORC）是将低温地热能转化为电能的有前途的系统。本文对采用湿式冷却系统的ORC的热力学性能进行了分析，采用100℃~ 150℃地热水驱动的烃类工质，回注温度不低于70℃。烃类工质有丁烷（R600）、异丁烷（R600a）、戊烷（R601）、异戊烷（R601a）和己烷。对于每种流体，ORC净功率输出随涡轮入口温度的升高先增大后减小。涡轮入口参数然后优化为最大功率输出。ORC净功率输出随着冷凝温度的降低而增加，但循环泵功率消耗增加，特别是当冷凝温度较低、冷却水流量较大时。当冷却水进口温度为20℃，冷凝器捏点温差为5℃时，机组最大输出功率的最佳冷凝温度为29.45℃~ 29.75℃。使用R600a的ORC在地热水进口温度高于120°C时产生最大功率，其次是R245fa和R600，回注温度不低于70°C。R600a还具有最高的电厂效率和最低的涡轮尺寸系数。
ORC (organic Rankine cycles) are promising systems for conversion of low temperature geothermal energy to electricity. The thermodynamic performance of the ORC with a wet cooling system is analyzed here using hydrocarbon working fluids driven by geothermal water from 100 °C to 150 °C and reinjection temperatures not less than 70 °C. The hydrocarbon working fluids are butane (R600), isobutane (R600a), pentane (R601), isopentane (R601a) and hexane. For each fluid, the ORC net power output first increases and then decreases with increasing turbine inlet temperature. The turbine inlet parameters are then optimized for the maximum power output. The ORC net power output increases as the condensation temperature decreases but the circulating pump power consumption increases especially for lower condensation temperatures at higher cooling water flow rates. The optimal condensation temperatures for the maximum plant power output are 29.45–29.75 °C for a cooling water inlet temperature of 20 °C and a pinch point temperature difference of 5 °C in the condenser. The maximum power is produced by an ORC using R600a at geothermal water inlet temperatures higher than 120 °C, followed by R245fa and R600 for reinjection temperatures not less than 70 °C. R600a also has the highest plant exergetic efficiency with the lowest turbine size factor.
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影响因子：
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H. Ghasemi;M. Paci;Alessio Tizzanini;A. Mitsos
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H. Ghasemi;M. Paci;Alessio Tizzanini;A. Mitsos
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Chennan Li;D. Goswami;A. Shapiro;E. Stefanakos;Gokmen Demirkaya
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9
作者：
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Lisheng Pan;Huaixin Wang;Wei-xiu Shi
DOI：
--
发表时间：
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期刊：
--
影响因子：
--
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Yari, Mortaza