一种有机朗肯循环系统多指标综合评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种有机朗肯循环系统多指标综合评估方法，首先建立并完善适用广泛的余热回收有机朗肯循环多指标评价指标集包含了系统安全环保可靠性能、系统热力学性能和系统经济性能；将上述多个评价指标按照评价指标属性分层归类构成一个包括多个层次的从不同视角反映系统性能的完整评估决策架构；基于层次分析法确定有机朗肯循环各层级评价指标的基础权重和确定不同系统同一指标的归一化权重，采用模糊综合评价方法获得多层级的综合量化评价指标，实现对不同有机朗肯循环系统的综合评估决策。本发明专利技术综合考虑了系统安全环保可靠性能、系统热力学性能和系统经济性能等，可开展对系统进行全面综合评价决策及针对性优化。

Multi index evaluation method of an organic Rankine cycle system

The invention discloses a multi index comprehensive evaluation method of organic Rankine cycle system, firstly, establish and perfect the application of waste heat recovery organic Rankine cycle multi index evaluation index set contains the economic performance of the system reliability, safety and environmental protection system and the thermodynamic performance of system; the multiple evaluation index according to the hierarchical evaluation index attribute classification form a includes a plurality of levels from different perspectives reflect a complete evaluation decision system performance; AHP to determine the weight of basic organic Rankine cycle at all levels of evaluation index and determine the weights of different systems with the same index based on comprehensive quantitative multi-level evaluation index using fuzzy comprehensive evaluation method, comprehensive evaluation and decision making of different organic Rankine cycle system. The invention comprehensively considers the safety, environmental protection and reliable performance of the system, the thermodynamic performance of the system and the economic performance of the system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于层次分析法和模糊综合评价的余热能回收利用有机朗肯循环综合评估决策系统的
，具体来说属于热力循环

技术介绍
随着经济社会发展，能源短缺和环境污染的问题日益突出，开展节能减排是缓解这两大问题的有效途径。余热(如内燃机余热和工业余热等)资源的回收利用技术，对于减少能源消耗和温室气体的排放具有重要意义。其中有机朗肯循环发电是一种有效的余热利用方式。目前针对不同领域余热回收利用的有机朗肯循环技术研究较多，但总体来说还处于探索和起步阶段，对有机朗肯循环系统的优化研究大多停留在热力学层面，热力学性能的提升往往以牺牲系统的经济性和安全环保性为代价。无其他系统性能指标(如系统经济性和安全环保性)作为约束条件的单指标热力性能优化结果往往与实际应用情况不符，限制了系统的应用。仅从热力学单指标的角度很难对不同有机朗肯循环系统进行全面、科学的综合评价决策。因此建立并完善适用广泛的余热回收有机朗肯循环评价指标集，包含系统安全环保可靠性能、系统热力学性能和系统经济性能等，并开展有机朗肯循环多指标评价决策方面的研究有重要意义。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种有机朗肯循环系统多指标综合评估方法。本专利技术目的是研究评估有机朗肯循环的众评价指标、评估系统和评估决策方法，提供一种广泛使用于余热回收的有机朗肯循环综合评估决策系统，有效开展对不同系统的直观、综合评估。本专利技术提出的一种有机朗肯循环系统多指标综合评估方法，包括以下步骤：步骤一、建立有机朗肯循环系统评价指标集，包括系统安全环保可靠性能指标、系统热力学性能指标和系统经济性能指标；其中，所述系统安全环保可靠性能指标至少包括工质毒性/可燃性、臭氧消耗潜值ODP、全球变暖潜能GWP和耐压性能；所述系统热力学性能指标至少包括净输出功、热效率、效率；所述系统经济性能指标至少包括：系统投资成本、单位发电量所需换热面积、单位发电量成本、净现值；步骤二、根据步骤二评价指标集中指标属性分层归类构成一包括有系统安全环保可靠性、系统热力学性能和系统经济性能三个层次的评估构架，从而从不同视角反映被评估系统的整体综合性能；三个层次分别反映A系统安全环保可靠性类、B系统热力学性能类和C系统经济性能类指标；其中，A系统安全环保可靠性类指标包括：A1工质毒性/可燃性、A2臭氧消耗潜值ODP、A3全球变暖潜能GWP、A4系统设备耐压性能；B系统热力学性能类指标包括：B1净输出功、B2热效率、B3效率；C系统经济性能类指标包括：C1单位发电量所需换热面积、C2单位发电量成本、C3净现值；步骤三、基于层次分析法确定步骤二所建立的有机朗肯循环系统各层次指标的基础权重、确定多个待评价系统中同一指标的归一化权重；步骤四、根据步骤三得到的多个待评价系统中同一指标的归一化权重，建立隶属度评价矩阵；根据步骤三得到的各层次指标的基础权重获得权重向量；根据隶属度评价矩阵和权重向量采用模糊综合评价方法获得多个待评价系统多层次的综合量化评价指标，实现对不同有机朗肯循环系统的综合评估。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术方法的优点及有益效果是：本专利技术建立了广泛适用于余热回收的有机朗肯循环综合评估决策系统，完善了系统评价指标，拓展了热力学单指标评价决策的局限性。根据众评价指标属性分层归类，建立了分层次多角度的评估系统架构。采用的层次分析法和模糊综合评价方法，科学合理、实用性强，能全面直观地实现系统间综合评估决策。本专利技术突破有机朗肯循环单指标评价的局限，从实际应用出发，考虑了多角度多层次的评价指标影响，为有机朗肯循环系统多目标优化的实际应用提供指导，有积极的现实意义。附图说明图1是本专利技术有机朗肯循环综合评估方法的流程图；图2是本专利技术中建立的评价指标架构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本专利技术进行解释说明，并不用以限制本专利技术。本专利技术一种有机朗肯循环系统多指标综合评估方法，包括以下步骤：步骤一、通过全面梳理影响余热回收有机朗肯循环系统应用的评价指标，本专利技术中建立有机朗肯循环系统评价指标集主要包括有：系统安全环保可靠性能指标、系统热力学性能指标和系统经济性能指标；其中，所述系统安全环保可靠性能指标至少包括工质毒性/可燃性、臭氧消耗潜值ODP、全球变暖潜能GWP和耐压性能；所述系统热力学性能指标至少包括净输出功、热效率、效率；所述系统经济性能指标至少包括：系统投资成本、单位发电量所需换热面积、单位发电量成本、净现值；如图1所示。步骤二、系统整理上述评价指标集中具有代表性的能反映系统整体综合性能的关键性指标，初步确立由系统安全环保可靠性、系统热力学性能和系统经济性能共3层指标集构成有机朗肯循环综合评估决策基本架构，因此，根据步骤二评价指标集中指标属性分层归类构成一包括有系统安全环保可靠性、系统热力学性能和系统经济性能三个层次的评估构架，从而从不同视角反映被评估系统的整体综合性能；三个层次分别反映A系统安全环保可靠性类、B系统热力学性能类和C系统经济性能类指标；其中，A系统安全环保可靠性类指标包括：A1工质毒性/可燃性、A2臭氧消耗潜值ODP、A3全球变暖潜能GWP、A4系统设备耐压性能；B系统热力学性能类指标包括：B1净输出功、B2热效率、B3效率；C系统经济性能类指标包括：C1单位发电量所需换热面积、C2单位发电量成本、C3净现值；如图2所示。步骤三、基于层次分析法确定步骤二所建立的有机朗肯循环系统各层次指标的基础权重、确定多个待评价系统中同一指标的归一化权重；并根据多个待评价系统中同一指标的归一化权重建立隶属度评价矩阵；根据各层次指标的基础权重获得权重向量；具体内容如下：(3-1)建立比较矩阵：采用层次分析法(AHP)，选取同一层级指标集，如A系统安全环保可靠性类指标(A1工质毒性/可燃性、A2臭氧消耗潜值ODP、A3全球变暖潜能GWP、A4系统设备可靠性能)，通过两两二元对比评价指标的相对重要性，形成评价指标的比较矩阵。采取的方法是：针对判断矩阵的准则，其中两个元素两两比较哪个重要，重要多少，对重要性程度按1-9赋值，见表1。表1重要性标度含义表利用层次分析法对评估系统间不同评价指标赋予权重，由于层次分析法是按照评价指标间的两两比较得出重要性指标进而获得指标间的权重。在此评估系统中不同层级的评价指标属性不同往往不具有可比性，所以评价指标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机朗肯循环系统多指标综合评估方法，包括以下步骤：步骤一、建立有机朗肯循环系统评价指标集，包括系统安全环保可靠性能指标、系统热力学性能指标和系统经济性能指标；其中，所述系统安全环保可靠性能指标至少包括工质毒性/可燃性、臭氧消耗潜值ODP、全球变暖潜能GWP和耐压性能；所述系统热力学性能指标至少包括净输出功、热效率、效率；所述系统经济性能指标至少包括：系统投资成本、单位发电量所需换热面积、单位发电量成本、净现值；步骤二、根据步骤二评价指标集中指标属性分层归类构成一个包括有系统安全环保可靠性、系统热力学性能和系统经济性能三个层次的评估构架，从而从不同视角反映被评估系统的整体综合性能；三个层次分别反映A系统安全环保可靠性类、B系统热力学性能类和C系统经济性能类指标；其中，A系统安全环保可靠性类指标包括：A1工质毒性/可燃性、A2臭氧消耗潜值ODP、A3全球变暖潜能GWP、A4系统设备耐压性能；B系统热力学性能类指标包括：B1净输出功、B2热效率、B3效率；C系统经济性能类指标包括：C1单位发电量所需换热面积、C2单位发电量成本、C3净现值；步骤三、基于层次分析法确定步骤二所建立的有机朗肯循环系统各层次指标的基础权重、确定多个待评价系统中同一指标的归一化权重；并根据多个待评价系统中同一指标的归一化权重建立隶属度评价矩阵；根据各层次指标的基础权重获得权重向量；步骤四、根据步骤三得到的隶属度评价矩阵和权重向量采用模糊综合评价方法获得多个待评价系统多层次的综合量化评价指标，实现对不同有机朗肯循环系统的综合评估。...

【技术特征摘要】
1.一种有机朗肯循环系统多指标综合评估方法，包括以下步骤：
步骤一、建立有机朗肯循环系统评价指标集，包括系统安全环保可靠性能指标、系统
热力学性能指标和系统经济性能指标；其中，所述系统安全环保可靠性能指标至少包括工
质毒性/可燃性、臭氧消耗潜值ODP、全球变暖潜能GWP和耐压性能；所述系统热力学性
能指标至少包括净输出功、热效率、效率；所述系统经济性能指标至少包括：系统投资
成本、单位发电量所需换热面积、单位发电量成本、净现值；
步骤二、根据步骤二评价指标集中指标属性分层归类构成一个包括有系统安全环保可
靠性、系统热力学性能和系统经济性能三个层次的评估构架，从而从不同视角反映被评估
系统的整体综合性能；三个层次分别反映A系统安全环保可靠性类、B系统热力学性能类
和C系统经...

【专利技术属性】
技术研发人员：田华，霍永占，舒歌群，于国鹏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12