有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)在中低溫?zé)崮芑厥疹I(lǐng)域有著普遍的應(yīng)用,但在中低溫范圍內(nèi)很多熱源工況存在較強(qiáng)的波動(dòng),如太陽熱能,工業(yè)或內(nèi)燃機(jī)煙氣余熱等。ORC系統(tǒng)在變工況熱源驅(qū)動(dòng)下可能會(huì)產(chǎn)生如下問題:系統(tǒng)吸熱過多導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)溫度、壓力過高,工質(zhì)裂解;系統(tǒng)吸熱不足而導(dǎo)致膨脹機(jī)液擊,系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。因此,研究ORC系統(tǒng)在變工況熱源下的動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況變得十分重要。以O(shè)RC系統(tǒng)在變工況熱源下的動(dòng)態(tài)特性為主要研究對象,采用實(shí)驗(yàn)研究與仿真模擬相結(jié)合的研究方法。ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用范圍普遍。orc余熱發(fā)電定制價(jià)格
工質(zhì)選擇的基本原則:ORC發(fā)電系統(tǒng)的工質(zhì)選擇十分重要,選擇過程中應(yīng)該充分考慮工質(zhì)的經(jīng)濟(jì)性、安全性和技術(shù)性。工質(zhì)必須具有較低的臨界溫度和臨界壓力,較低的蒸汽過熱要求并且粘度較低,以及較小的體積比,工質(zhì)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定極限,和發(fā)動(dòng)機(jī)材料、潤滑油都具有較好的相容性。除性能要求外,工質(zhì)也要滿足環(huán)保的要求,而且要控制工質(zhì)的毒性和滿足化學(xué)穩(wěn)定性要求,在經(jīng)濟(jì)性上也要足夠低廉,并且輸送儲(chǔ)存都比較方便。選擇工質(zhì)時(shí),更重要的在于工質(zhì)的熱力學(xué)性能,將會(huì)決定設(shè)備的尺寸、穩(wěn)定性、環(huán)保水平很經(jīng)濟(jì)性。江蘇ORC發(fā)電類型有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電,可用于地?zé)岚l(fā)電。
針對有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,ORC),基于循環(huán)做功能力、經(jīng)濟(jì)性與不可逆性等指標(biāo),本文利用層次分析法(AnalyticHierarchyProcess,AHP),建立有機(jī)朗肯循環(huán)的綜合評價(jià)模型;并考慮人為因素對優(yōu)化結(jié)果的影響,推導(dǎo)出綜合評價(jià)指標(biāo)F及位置函數(shù)F1。通過優(yōu)化位置函數(shù)F1確定更佳工況點(diǎn)位置,進(jìn)而求得更優(yōu)綜合評價(jià)指標(biāo)F值。結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)知識,利用變異系數(shù)(CoefficientofVariation,CV)評價(jià)循環(huán)穩(wěn)定性。CV值可以反映循環(huán)外界條件變化時(shí),綜合評價(jià)指標(biāo)F值的波動(dòng)。利用綜合評價(jià)指標(biāo)F對工質(zhì)R227ea進(jìn)行蒸發(fā)溫度及熱源溫度的優(yōu)化計(jì)算,并與凈功優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對比,證明了綜合評價(jià)指標(biāo)F的合理性。同時(shí)研究了七種純工質(zhì)在不同熱源溫度下的綜合性能及穩(wěn)定性;并考察權(quán)重W1對綜合性能和優(yōu)化結(jié)果的影響。本文還對混合工質(zhì)R245fa/R152a的綜合性能進(jìn)行研究,并與純工質(zhì)進(jìn)行對比。
ORC發(fā)電的原理是以沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于水的有機(jī)物質(zhì)(如丁烷、氯乙烷或氟利昂等[8])為工質(zhì),有機(jī)工質(zhì)在熱力設(shè)備中不斷進(jìn)行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮4個(gè)過程,使熱能不斷轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能,發(fā)電裝置的循環(huán)系統(tǒng)由換熱器、汽輪機(jī)、冷凝器和給水泵組成[9]。ORC的具體過程為:機(jī)泵送來的有機(jī)工質(zhì)在換熱器中經(jīng)低溫余熱加熱后成為過熱蒸汽,過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī),將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,過熱蒸汽釋放出熱能后溫度、壓力均降低,成為乏汽,由冷凝器冷凝為液態(tài),再經(jīng)機(jī)泵升壓,完成一個(gè)循環(huán)。因?yàn)橛袡C(jī)工質(zhì)的常壓沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于水的常壓沸點(diǎn)(100℃),使得該有機(jī)工質(zhì)在較低溫度下就可以汽化,因此可以充分利用低溫余熱作為熱源進(jìn)行發(fā)電。ORC被認(rèn)為是一項(xiàng)切實(shí)可行的綠色能源技術(shù)。
根據(jù)包鋼薄板廠寬厚板2號加熱爐的高溫?zé)煔鈪?shù),采用多級軸流ORC透平發(fā)電機(jī)組對該加熱爐的高溫?zé)煔鉄崮苓M(jìn)行回收發(fā)電,機(jī)組發(fā)電工藝為:高溫?zé)煔馀c熱水換熱,再將熱水引入蒸發(fā)器與有機(jī)工質(zhì)R245fa換熱,產(chǎn)生R245fa蒸汽推動(dòng)ORC膨脹機(jī)膨脹做功并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,膨脹機(jī)膨脹后的乏汽進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器冷凝成液態(tài),經(jīng)工質(zhì)泵進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入蒸發(fā)器再次蒸發(fā)成氣態(tài)。該機(jī)組采用高效軸流反動(dòng)式透平膨脹機(jī)和同步發(fā)電機(jī),整個(gè)機(jī)組采用集散設(shè)計(jì),透平膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)較成熟,單機(jī)能實(shí)現(xiàn)小功率到大功率的任意設(shè)計(jì)。采用ORC技術(shù)可回收較多的熱量。中低溫?zé)煔釵RC低溫發(fā)電機(jī)定制價(jià)格
有機(jī)朗肯循環(huán)由蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)泵組成。orc余熱發(fā)電定制價(jià)格
在世界范圍內(nèi),超過九成的電能產(chǎn)生都通過以水和水蒸氣為循環(huán)工質(zhì)的朗肯循環(huán)產(chǎn)生,其主要包括定壓吸熱、等熵膨脹、等壓冷凝和等熵壓縮等四個(gè)過程。當(dāng)熱源溫度低于370℃時(shí),例如余熱及地?zé)岬龋运疄楣べ|(zhì)的傳統(tǒng)朗肯循環(huán)已經(jīng)不能對其進(jìn)行有效的利用。在這種背景下,有機(jī)朗肯循環(huán)逐漸受到研究者的重視。有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,ORC)采用低沸點(diǎn)有機(jī)物為工質(zhì)(如R113,R123等),具有使用壽命長、維護(hù)費(fèi)用低和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn),使得朗肯循環(huán)能夠從低品位的熱源中吸熱,因此特別適合中低溫余熱的利用。orc余熱發(fā)電定制價(jià)格
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