工作運行參數(shù)對朗肯循環(huán)效率的影響:在朗肯循環(huán)中,表征朗肯循環(huán)特性的循環(huán)特性參數(shù)分別為從蒸發(fā)器輸出的過熱蒸汽的狀態(tài)所確定的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度以及冷凝器中冷凝狀態(tài)所確定的冷凝壓力。在蒸發(fā)與冷凝壓力一定時,提高工質(zhì)的蒸發(fā)器出口溫度可使系統(tǒng)熱效率增大。這是由于當(dāng)蒸發(fā)溫度由1提高到1點時,平均吸熱溫度隨之提高,使得循環(huán)溫差增大,從而提高循環(huán)熱效率。另外,循環(huán)工質(zhì)在膨脹終點的干度隨著蒸發(fā)溫度的提高而增大,而干度的增大有利于提高膨脹機械的性能,并延長其使用壽命。ORC發(fā)電機組的裝機容量和對電網(wǎng)的運用范圍更廣。100kwORC低溫發(fā)電機生產(chǎn)廠
溫度參數(shù)對有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的影響研究:針對天然氣與石油領(lǐng)域中大量存在的90~150℃低溫余熱,采用有機朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,ORC)進(jìn)行回收利用。選用R134a、R245fa和R601a三種有機工質(zhì),根據(jù)有機朗肯循環(huán)的理論基礎(chǔ),建立熱力學(xué)模型,并考慮溫度參數(shù)對有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的影響。研究發(fā)現(xiàn):有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)在更佳蒸發(fā)溫度時,循環(huán)凈輸出功更大,平準(zhǔn)化發(fā)電成本更小;系統(tǒng)還存在更佳冷凝溫度使得凈輸出功和熱效率更大,平準(zhǔn)化發(fā)電成本更小的現(xiàn)象;工質(zhì)的過熱度、過冷度對循環(huán)熱效率和平準(zhǔn)化發(fā)電成本沒有明顯的影響,反而會減小循環(huán)的凈輸出功。綜合凈輸出功、熱效率以及平準(zhǔn)化發(fā)電成本,R245fa是更適宜用于低溫余熱回收有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的有機工質(zhì)。該研究可為低溫余熱的回收利用提供一定的理論基礎(chǔ)。武漢高效磁浮渦輪ORC發(fā)電裝置有機朗肯循環(huán)發(fā)電,可用于海水淡化。
利用有機朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,ORC)系統(tǒng),將低品位熱能(一般低于200℃,如太陽熱能、工業(yè)余熱等)轉(zhuǎn)化為電能。ORC有單循環(huán)和雙循環(huán)。工質(zhì)有很多種,如正丁烷、異丁烷,氯乙烷、氨以及氟利昂系列等物質(zhì),都可以作為汽輪機的工質(zhì)。常規(guī)的朗肯循環(huán)系統(tǒng)以水—水蒸汽作為工質(zhì),系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機、冷凝器和給水泵4組設(shè)備組成.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個過程。ORC只是工質(zhì)不同而已,而且主要用于低溫領(lǐng)域。
ORC機組將凝結(jié)水熱能轉(zhuǎn)化為電能的工作流程:有機工質(zhì)在換熱器中被凝結(jié)水加熱后,由液體變成氣體完成升壓,進(jìn)入透平發(fā)電機做功,做功后的有機工質(zhì)氣體壓力下降,溫度降低,進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器的殼層,經(jīng)冷卻介質(zhì)冷凝成液體,液體由工質(zhì)泵送入換熱器循環(huán)使用。換熱器中有機工質(zhì)的液位由工質(zhì)泵自動控制,保持系統(tǒng)熱量平衡。乏汽余熱發(fā)電:采用ORC機組將系統(tǒng)乏汽和余熱回收發(fā)電裝置中汽水分離器產(chǎn)生的二次汽的混合汽熱源(熱源2)轉(zhuǎn)化為電能,ORC原理與凝結(jié)水一樣,發(fā)電后相變?yōu)?5℃凝結(jié)水直接送至除油除鐵裝置使用,乏汽量約為25t/h,溫度由120~125℃變?yōu)?5℃。有機朗肯循環(huán)的工質(zhì)是低沸點、高蒸汽壓的有機工質(zhì)。
ORC應(yīng)用領(lǐng)域及經(jīng)濟性分析:生物質(zhì)發(fā)電,生物質(zhì)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)領(lǐng)域如木材廠、農(nóng)業(yè)廢棄物中普遍存在。但是由于實現(xiàn)清潔生物質(zhì)能燃燒的投資比傳統(tǒng)的燃料投入更大,所以對于小型生物質(zhì)發(fā)電廠,其發(fā)電成本并沒有太大競爭力,可以通過熱電聯(lián)產(chǎn)的方式來實現(xiàn)投資盈利。因此,為了實現(xiàn)高效率轉(zhuǎn)換,生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)電廠通常是由熱需求,而不是電力需求來驅(qū)動的。通常,一個典型的生物質(zhì)熱電廠的裝機規(guī)模在發(fā)電功率1~2MW左右,同時可提供6~10MW的熱功率。在ORC發(fā)電系統(tǒng)中換熱器類型的選用對機組效率與經(jīng)濟技術(shù)性影響較大。西藏orc發(fā)電系統(tǒng)
ORC過程具有多變量強耦合、非線性和不確定性等特點。100kwORC低溫發(fā)電機生產(chǎn)廠
有機朗肯循環(huán)是一種新型環(huán)保型的發(fā)電技術(shù),由蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質(zhì)泵組成,如下圖所示。有機朗肯循環(huán)的工質(zhì)是低沸點、高蒸汽壓的有機工質(zhì),工質(zhì)在蒸發(fā)器中從低溫?zé)嵩粗形諢崃慨a(chǎn)生有機蒸氣,進(jìn)而推動膨脹機旋轉(zhuǎn),帶動發(fā)電機發(fā)電,在膨脹機做完功的乏氣進(jìn)入冷凝器中重新冷卻為液體,由工質(zhì)泵打入蒸發(fā)器,完成一個循環(huán)。它可利用的低品位能主要有:工業(yè)余熱、地?zé)?、太陽能、生物質(zhì)能、液化天然氣的冷能回收。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)與常規(guī)水蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點:效率高,系統(tǒng)構(gòu)成簡單;不需設(shè)置真空維持系統(tǒng);通流面積較小,透平尺寸?。皇褂酶闪黧w時,余熱鍋爐中不必設(shè)置過熱段,工質(zhì)蒸汽直接以飽和氣體進(jìn)透平膨脹做功;可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,運行成本很低;單機容量范圍廣;系統(tǒng)部件、設(shè)備可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊化生產(chǎn),降低了制造成本。100kwORC低溫發(fā)電機生產(chǎn)廠