針對(duì)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(píng)價(jià)模型;并考慮人為因素對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響,推導(dǎo)出綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)F及位置函數(shù)F1。通過(guò)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(píng)價(jià)指標(biāo)F值。結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí),利用變異系數(shù)(CoefficientofVariation,CV)評(píng)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(píng)價(jià)指標(biāo)F值的波動(dòng)。利用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)F對(duì)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(duì)比,證明了綜合評(píng)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(duì)綜合性能和優(yōu)化結(jié)果的影響。本文還對(duì)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(duì)比。ORC主要由余熱鍋爐(或換熱器)、透平、冷凝器和工質(zhì)泵四大部套組成。上海ORC低溫發(fā)電機(jī)組
ORC的有優(yōu)點(diǎn):低溫有機(jī)朗肯循環(huán)冷能發(fā)電裝置可回收大量LNG冷能,對(duì)于年外輸量為300×104t的LNG接收站,單臺(tái)發(fā)電裝置年產(chǎn)生電量超過(guò)2000×104kW·h,接收站年耗電量逾6000×104kW·h,因此冷能發(fā)電不需上網(wǎng),可完全由接收站自身消納。冷能發(fā)電裝置創(chuàng)造的價(jià)值相當(dāng)可觀,項(xiàng)目具有較好的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于在年外輸量為300×104t的LNG接收站中建設(shè)的低溫有機(jī)朗肯循環(huán)冷能發(fā)電裝置,計(jì)算得到靜態(tài)投資回收期(含建設(shè)期)約為11a,項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率為8.32%,大于8%,具備可行性。具備良好基荷外輸量的LNG接收站更適宜建設(shè)低溫有機(jī)朗肯循環(huán)冷能發(fā)電裝置。冷能發(fā)電項(xiàng)目宜與LNG接收站同步建設(shè),附屬于接收站運(yùn)行。在滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性條件下,混合工質(zhì)作為循環(huán)工質(zhì)使用將是今后冷能發(fā)電項(xiàng)目?jī)?yōu)化的重要研究方向。上海ORC低溫發(fā)電機(jī)組一般ORC發(fā)電系統(tǒng)選擇使用異步電機(jī)。
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(guò)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(guò)程為:機(jī)泵送來(lái)的有機(jī)工質(zhì)在換熱器中經(jīng)低溫余熱加熱后成為過(guò)熱蒸汽,過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī),將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,過(guò)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。
有機(jī)朗肯循環(huán)概念:有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,簡(jiǎn)稱(chēng)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(guò)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。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電,提高能源利用效率。
目前更有前途的余熱回收技術(shù)方向,是將余熱轉(zhuǎn)化為電能。然而,現(xiàn)有的技術(shù)通?;谟袡C(jī)朗肯循環(huán)(ORC)——類(lèi)似于蒸汽循環(huán),但使用的是不同的流體,而不是水——通常熱力性能相對(duì)較差,且成本較高。在傳統(tǒng)的ORC系統(tǒng)中,動(dòng)力是由渦輪產(chǎn)生的,渦輪被設(shè)計(jì)成完全與氣態(tài)流體一起工作。這樣做是為了避免液滴的存在,侵蝕損壞渦輪機(jī)。然而,之前的研究表明,兩相流體(即液體和蒸汽的組合)的進(jìn)入可以提高這些系統(tǒng)的功率輸出。新研究模擬確定,對(duì)于高達(dá)250攝氏度的廢熱,引入兩相膨脹系統(tǒng)可以比傳統(tǒng)的單相系統(tǒng)多產(chǎn)生28%的電力。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)透平尺寸小。上海ORC低溫發(fā)電機(jī)組
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)有著流量大、裝機(jī)功率大等特點(diǎn)。上海ORC低溫發(fā)電機(jī)組
ORC應(yīng)用領(lǐng)域及經(jīng)濟(jì)性分析:地?zé)岚l(fā)電,地?zé)釡囟纫话阍趲资鹊?00度之間。實(shí)際上ORC可利用的溫度必須在80度以上,低于這個(gè)溫度則由于熱電轉(zhuǎn)換效率過(guò)低而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性很差。地?zé)衢_(kāi)發(fā)中的勘探成本包括打生產(chǎn)井和回灌井,占總投資成本的比例很高,更高可達(dá)70%。此外,由于發(fā)電過(guò)程中地?zé)崴某槿『突毓嗪哪艽?,水泵及工質(zhì)泵的耗電量要占到總輸出功率的30%-50%。當(dāng)然,較高溫度(150℃以上)的地?zé)嵩匆部墒褂脽犭娐?lián)產(chǎn)方式:冷凝溫度設(shè)置高一點(diǎn),比如60℃,ORC系統(tǒng)出來(lái)的冷卻水即可用于區(qū)域供熱。在這種情況下,通過(guò)放棄一部分發(fā)電效率來(lái)?yè)Q取整體回收效率的提高。上海ORC低溫發(fā)電機(jī)組
上海能環(huán)實(shí)業(yè)有限公司主要經(jīng)營(yíng)范圍是能源,擁有一支專(zhuān)業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和良好的市場(chǎng)口碑。公司業(yè)務(wù)分為高效磁浮ORC發(fā)電機(jī),蒸汽差壓磁浮發(fā)電機(jī),高速磁浮鼓風(fēng)機(jī),高速磁浮壓氣機(jī)等,目前不斷進(jìn)行創(chuàng)新和服務(wù)改進(jìn),為客戶(hù)提供良好的產(chǎn)品和服務(wù)。公司秉持誠(chéng)信為本的經(jīng)營(yíng)理念,在能源深耕多年,以技術(shù)為先導(dǎo),以自主產(chǎn)品為重點(diǎn),發(fā)揮人才優(yōu)勢(shì),打造能源良好品牌。在社會(huì)各界的鼎力支持下,持續(xù)創(chuàng)新,不斷鑄造***服務(wù)體驗(yàn),為客戶(hù)成功提供堅(jiān)實(shí)有力的支持。