重型天然气发动机全工况余热回收：有机朗肯循环分析

"基于有机朗肯循环的重型天然气发动机全工况余热回收性能分析" 本文主要探讨了如何利用有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle, ORC）技术来提高重型天然气发动机的能源效率，通过余热回收系统实现节能减排。作者姚宝峰、杨富斌和张红光在研究中设计了一种双循环余热能回收利用系统，该系统由高温循环和低温循环两部分构成，旨在全面捕获和转化发动机工作过程中产生的各种余热。 首先，他们依据热力学第一定律（能量守恒）和第二定律（熵增原理）建立了双有机朗肯循环系统的热力学模型。这个模型考虑了发动机排气能量、进气中冷能量、冷却液能量以及高温循环冷凝过程中释放的热量等不同来源的余热，为分析提供理论基础。 接着，研究人员基于实际的发动机台架试验数据，深入研究了重型天然气发动机在全工况范围内的余热分布特性。这一分析对于理解发动机在不同负载条件下的热能流失情况至关重要，有助于优化余热回收策略。 研究结果显示，在发动机的额定工况点，即发动机正常工作负荷下，双有机朗肯循环系统的净输出功率和热效率达到峰值。这表明在这一工况下，余热回收系统的效益最为显著。此外，当这个余热回收系统被应用后，发动机的有效燃油消耗率最高可降低25%，这意味着燃料效率得到了显著提升，同时减少了温室气体排放。 关键词：天然气发动机、余热能利用、有机朗肯循环、全工况 该研究对重型天然气发动机的节能技术有重要指导意义，特别是在当前全球关注环保和可持续发展的背景下，利用余热回收技术提高发动机效率，不仅符合能源高效利用的原则，还能助力减少环境污染，符合绿色低碳的发展趋势。这种基于有机朗肯循环的余热回收系统有可能成为未来重型燃气发动机设计和改进的一个重要方向。