在能源危機、氣候變化的時代背景下，有機朗肯循環(huán)（ORC）作為一種低溫余熱資源利用的有效途徑，得到普遍的研究及工業(yè)應(yīng)用。混合工質(zhì)作為該領(lǐng)域的研究熱點，在能否提高ORC循環(huán)性能等問題上觀點截然相悖。本文從工作原理、循環(huán)性能評價、工質(zhì)篩選和工藝優(yōu)化等方面對混合工質(zhì)ORC展開分析及研究，以探究爭議的主要及解決途徑。研究結(jié)果表明：混合工質(zhì)ORC的爭議主要源于缺乏統(tǒng)一的優(yōu)化及評價基準，普遍采用的以盡可能大的相變溫度滑移為約束條件，有可能降低混合工質(zhì)性能；混合工質(zhì)的組分調(diào)控特性表現(xiàn)出巨大潛力，結(jié)合組分調(diào)控的工藝設(shè)計、相變溫度滑移的定量優(yōu)化、實驗及中試是未來應(yīng)重點關(guān)注的研究方向。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)。烏魯木齊熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機組
在ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)中，有機工質(zhì)的研究和選擇是更重要的內(nèi)容之一，因為有機工質(zhì)的物理性質(zhì)對熱源的回收效率起著決定性的作用，并對系統(tǒng)組件的設(shè)計難度有重要影響。例如，工質(zhì)的冷凝壓力高，會導(dǎo)致密封系統(tǒng)設(shè)計難度高。由于ORC系統(tǒng)回收的是低溫余熱，為了使工作介質(zhì)在較低溫度下汽化，應(yīng)采用沸點較低的有機工作介質(zhì)。同時，低沸點有機工作介質(zhì)還應(yīng)具有以下理想特性：低臨界壓力和臨界溫度，良好的干濕性能，低粘度，低表面張力，高循環(huán)效率，較高的安全性和環(huán)境友好性。orc發(fā)電訂做價格ORC的工作壓力對密封要求低。
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢：可采用螺桿膨脹機替代汽輪機，其結(jié)構(gòu)相對傳統(tǒng)汽輪機簡單得多，額定功率小，其適用作為低焓能源動力利用的動力機，因此對有機工質(zhì)蒸汽做功更適用。鑒于目前螺桿膨脹機還未普及，那么即使使用汽輪機，因有機工質(zhì)蒸汽比容、焓降小，故所需汽輪機的尺寸（特別是汽輪機末級葉片的高度減?。?、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。與水蒸氣相比，由于有機工質(zhì)的聲速低，在低葉片速度時，能獲得有利的空氣動力配合，在50Hz時能產(chǎn)生較高的汽輪機效率，不需要裝齒輪箱。由于轉(zhuǎn)速低，因此噪聲也小。
有機朗肯循環(huán)(ORCs)特別適用于回收低品位熱源的能量。本文描述了一個用于從流量和溫度可變的余熱源中回收能量的小型ORC。傳統(tǒng)的靜態(tài)模型無法預(yù)測在變化的熱源下循環(huán)的瞬態(tài)行為，而這種能力對于在部分負荷運行和啟動和停止過程中模擬適當?shù)难h(huán)控制策略是必不可少的。因此，提出了一個ORC的動態(tài)模型，特別關(guān)注熱交換器的時變性能，其他部件的動態(tài)是次要的。提出并比較了三種不同的控制策略。仿真結(jié)果表明，基于各種工況下循環(huán)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化的模型預(yù)測控制策略效果更好。ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用范圍普遍。
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)器中從低溫熱源中吸收熱量產(chǎn)生有機蒸氣，進而推動膨脹機旋轉(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、地熱、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透平膨脹做功；可實現(xiàn)遠程控制，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)標準模塊化生產(chǎn)，降低了制造成本。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。烏魯木齊熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機組
ORC余熱發(fā)電技術(shù)提高能源的利用效率。烏魯木齊熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機組
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?shù)臒岱€(wěn)定極限，和發(fā)動機材料、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)濟性上也要足夠低廉，并且輸送儲存都比較方便。選擇工質(zhì)時，更重要的在于工質(zhì)的熱力學(xué)性能，將會決定設(shè)備的尺寸、穩(wěn)定性、環(huán)保水平很經(jīng)濟性。烏魯木齊熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機組
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