基于遺傳算法的有機朗肯循環(huán)（ORC）系統(tǒng)的雙重目標優(yōu)化

通過操縱有機朗肯循環(huán)（ORC）系統(tǒng)可以利用低潛在的廢熱能以獲得有用的凈功率輸出。本文采用非支配排序遺傳算法（II）對當前的ORC系統(tǒng)進行了雙重目標（ηth和SIC）優(yōu)化。本文還通過在基本循環(huán)中采用七種有機化合物（R-123、R-1234ze，R-152a、R-21、R-236ea、R-245ca和R-601），在恢復周期中采用四種干燥的化合物（R-123，R-236ea，R-245ca和R-601）以研究兩種結(jié)構(gòu)的行為并比較它們的性能。通過敏感性分析得出，恢復周期提高了系統(tǒng)的熱力學行為，但也顯著提高了成本。R-21、R-245ca和 R-601在BORC中表現(xiàn)出良好的性能，而R-601和R-236ea在RORC中表現(xiàn)出良好的性能。由于較高的總投資成本和運營維護成本，RORC與BORC相比具有較長的投資回收期。

本文研究通過優(yōu)選7種不同的有機化合物用于討論ORC系統(tǒng)兩種結(jié)構(gòu)的熱經(jīng)濟性行為。該研究工作的關(guān)鍵特征包括在MATLAB軟件中創(chuàng)建數(shù)值模擬模型，以及使用NSGA-II算法中作為雙重目標優(yōu)化方法來獲得帕雷托最優(yōu)解,模擬流程見文中Fig.1。這項工作的結(jié)論如下：

·在設置好的模擬條件下，ORC系統(tǒng)的兩種結(jié)構(gòu)均可為不同的有機化合物提供201至243 kW的凈功率輸出。

·加入回流換熱器可以提高10.84%左右的熱效率。

·由于每個工作流體都有其自身的蒸發(fā)壓力臨界值，蒸發(fā)壓力對優(yōu)化目標函數(shù)的影響顯著。

·過熱度最佳值接近其下限值（＜1℃），使得熱效率沒有得到有效提高；如果過熱度升高，則專項投資成本SIC總體上會增加，因此遺傳算法會向超熱下界演化。