隨著全球性的能源緊缺和環(huán)境問題日益嚴(yán)重，通過充分利用可再生能源和工業(yè)余熱資源，從而提高能源利用效率是緩解能源和環(huán)境問題的重要方式.有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)是更有應(yīng)用前景的低品位熱能發(fā)電技術(shù)之一.本文針對(duì)ORC系統(tǒng)建立了結(jié)構(gòu)參數(shù)和系統(tǒng)操作參數(shù)同步優(yōu)化的換熱設(shè)備多目標(biāo)優(yōu)化模型，采用R245fa為工質(zhì)和板式換熱器，以效率更大和比投資成本更小為目標(biāo)函數(shù).首先分析了單個(gè)變量(蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，過熱度，蒸發(fā)器板間距，冷凝器板間距)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，然后選取了系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)(蒸發(fā)壓蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，過熱度)和換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)(蒸發(fā)器和冷凝器的板長，板寬，板間距)九個(gè)參數(shù)為決策變量，利用遺傳算法進(jìn)行ORC換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)與操作參數(shù)多目標(biāo)同步優(yōu)化，獲得多目標(biāo)優(yōu)化的Pareto更優(yōu)前沿及對(duì)應(yīng)的更優(yōu)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和更佳換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)組合。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)不需設(shè)置真空維持系統(tǒng)。山西230kwORC低溫發(fā)電機(jī)組

ORC的有優(yōu)點(diǎn)：1.采用低溫有機(jī)朗肯循環(huán)冷能發(fā)電裝置具有操作簡(jiǎn)便、靈活性高、占地小、易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，雖發(fā)電效率較低，但投資小，接收站可操作性強(qiáng)，具備良好的工程化推廣價(jià)值。2.海水入口溫度對(duì)冷能發(fā)電裝置影響明顯，在其他條件均相同的情況下，海水入口溫度為重現(xiàn)期2a極端更高水溫29.9℃時(shí)，與貧氣海水均溫（18.8℃）工況相比，裝置發(fā)電效率提高了20%。因此，我國南方地區(qū)LNG接收站尤其適合采用低溫有機(jī)朗肯循環(huán)冷能發(fā)電系統(tǒng)。3.在其他條件均相同的情況下，富氣情況下的發(fā)電效率較貧氣情況降低約25%。銀川中低溫?zé)煔釵RC低溫發(fā)電機(jī)組有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電，可用于地?zé)岚l(fā)電。

ORC特點(diǎn)：1.在缺水地區(qū)，優(yōu)先使用空氣冷卻的冷凝器。ORC電廠使用的空冷冷凝器要比水蒸氣電廠使用的空冷冷凝器的體積小得多，價(jià)格也低得多。2.與水蒸氣相比，由于有機(jī)工質(zhì)的聲速低，在低葉片速度時(shí)，能獲得有利的空氣動(dòng)力配合，在50Hz時(shí)能產(chǎn)生較高的汽輪機(jī)效率，不需要裝齒輪箱。3.有機(jī)工質(zhì)冷凝壓力高，整個(gè)系統(tǒng)在接近和稍高于大氣壓力的情況下工作，使得有機(jī)工質(zhì)的漏失現(xiàn)象大為降低。4.有機(jī)工質(zhì)凝固點(diǎn)很低(低于-73℃)，這就允許它在較低溫度下仍能釋放出能量。這樣做，在寒冷天氣可增加出力，冷凝器也不需要增加防凍設(shè)施。

在有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電設(shè)備中，低壓液態(tài)有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過工質(zhì)泵增壓后進(jìn)入蒸發(fā)器吸收熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏赫羝?；之后，高溫高壓有機(jī)工質(zhì)蒸汽推動(dòng)膨脹機(jī)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生電量輸出；膨脹機(jī)出口的低壓過熱蒸汽進(jìn)入冷凝器，向低溫?zé)嵩捶艧岫焕淠秊橐簯B(tài)，如此往復(fù)循環(huán)。ORC發(fā)電設(shè)備與其他熱機(jī)循環(huán)相比有諸多明顯的優(yōu)點(diǎn)。首先，與其他熱機(jī)循環(huán)相比，ORC對(duì)低品位余熱的利用率更高；其次，使用ORC發(fā)電設(shè)備的尺寸和重量小；此外，有ORC比其他熱電循環(huán)的運(yùn)行維護(hù)成本更低。ORC技術(shù)不但用于水泥工廠的余熱發(fā)電廠，也用于其他工業(yè)。

有機(jī)朗肯循環(huán)概念：有機(jī)朗肯循環(huán)（OrganicRankineCycle，簡(jiǎn)稱ORC）利用有機(jī)工質(zhì)低沸點(diǎn)的特性。在低溫條件下有機(jī)工質(zhì)被加熱即發(fā)生蒸發(fā)，工質(zhì)汽化后獲得較高的蒸氣壓力，推動(dòng)膨脹機(jī)做功，從而將低品位熱能轉(zhuǎn)換為高品位的機(jī)械能和電能。因此，有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)，是一項(xiàng)將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的中低品位余熱加以回收利用，轉(zhuǎn)化為高品位電能的節(jié)能減排技術(shù)。ORC發(fā)電機(jī)組技術(shù)原理：ORC發(fā)電機(jī)組由有機(jī)工質(zhì)、蒸發(fā)器、透平膨脹—發(fā)電一體機(jī)、冷凝器、工質(zhì)泵、發(fā)電控制系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)等幾部分組成。一般ORC發(fā)電系統(tǒng)選擇使用異步電機(jī)。銀川中低溫?zé)煔釵RC低溫發(fā)電機(jī)組

ORC發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量和對(duì)電網(wǎng)的網(wǎng)更方便。山西230kwORC低溫發(fā)電機(jī)組

ORC低溫余熱發(fā)電技術(shù)研究利用現(xiàn)狀：國外對(duì)于低溫余熱的研究開始于20世紀(jì)70年代，其中對(duì)ORC系統(tǒng)進(jìn)行研究的更早，早在20世紀(jì)20年代初期，就有人開始研究使用苯醚為工質(zhì)的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)。總結(jié)了國外一部分ORC系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)商及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)，研究發(fā)現(xiàn)比較適合用于300℃以下的余熱熱源。工業(yè)余熱資源回收潛力和余熱發(fā)電環(huán)保效應(yīng)巨大，美國公司曾經(jīng)建造了利用煉油廠為余熱（110℃）的ORC系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)用單級(jí)向心透平，有機(jī)工質(zhì)為R113，輸出功率約為1174KW。日本曾建造了以工業(yè)廢熱為熱源的ORC系統(tǒng)，更終取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。山西230kwORC低溫發(fā)電機(jī)組

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