在有機朗肯循環(huán)發(fā)電設備中，低壓液態(tài)有機工質經過工質泵增壓后進入蒸發(fā)器吸收熱量轉變?yōu)楦邷馗邏赫羝?；之后，高溫高壓有機工質蒸汽推動膨脹機發(fā)電機進行發(fā)電，產生電量輸出；膨脹機出口的低壓過熱蒸汽進入冷凝器，向低溫熱源放熱而被冷凝為液態(tài)，如此往復循環(huán)。ORC發(fā)電設備與其他熱機循環(huán)相比有諸多明顯的優(yōu)點。首先，與其他熱機循環(huán)相比，ORC對低品位余熱的利用率更高；其次，使用ORC發(fā)電設備的尺寸和重量小；此外，有ORC比其他熱電循環(huán)的運行維護成本更低。ORC采用新型工質的有機朗肯循環(huán)對環(huán)境友好等特點。福州ORC低溫發(fā)電機組
ORC簡介：常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)中，工質是水蒸氣，由四大設備：鍋爐、汽輪機、冷凝器和給水泵組成。工質在熱力設備中不斷進行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮四個過程，使熱能不斷轉化為機械能。當利用低溫有機工質(如上述的戊烷)作為循環(huán)的工質時，主要設備有：蒸發(fā)器、汽輪機、冷凝器和循環(huán)泵等。對于低及中等的焓熱，ORC技術與常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)相比有很多優(yōu)點，主要體現在回收顯熱方面有較高的效率，由于循環(huán)中顯熱/潛熱不相等，而ORC技術中此比例大。因此采用ORC技術可回收較多的熱量。福州ORC低溫發(fā)電機組有機朗肯循環(huán)發(fā)電，可用于生物質發(fā)電。
有機朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，簡稱ORC)是以低沸點有機物為工質的朗肯循環(huán)，主要由余熱鍋爐(或換熱器)、透平、冷凝器和工質泵四大部套組成。ORC的工作原理如下：ORC循環(huán)中，工質的作用是將熱源的熱值提取出來，將溫度轉化為壓力、動力、從而實現低溫熱源的動力輸出。有機工質在換熱器中從余熱流中吸收熱量，生成具一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽進入透平機械膨脹做功，從而帶動發(fā)電機或拖動其它動力機械。從透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷卻水放熱，凝結成液態(tài)，之后借助工質泵重新回到換熱器，如此不斷地循環(huán)下去。
有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)內部參數與外界環(huán)境緊密相關，熱源參數的變化，冷卻水溫度的變化都會使得系統(tǒng)內部各個點參數改變，從而導致系統(tǒng)長期運行在非額定工況熱效率低.該文以循環(huán)工質為R245fa的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)作為研究對象，通過建立蒸發(fā)器和冷凝器換熱模型，得出有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)在不同熱源溫度，不同冷卻水溫度下的更佳蒸發(fā)溫度，凝結溫度變化情況，從而獲得蒸發(fā)溫度，凝結溫度與熱源溫度，冷卻水溫度之間的函數關系.在實際有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)余熱發(fā)電工程中，存在著很多不穩(wěn)定因素，因此對有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)變工況特性分析是非常有必要的，對于提高系統(tǒng)整體性能具有指導性意義。ORC被認為是一項切實可行的綠色能源技術。
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)結構本身的優(yōu)勢：可采用螺桿膨脹機替代汽輪機，其結構相對傳統(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?。⑴艢夤艿莱叽缂翱绽淅淠髦械墓艿乐睆骄^小。與水蒸氣相比，由于有機工質的聲速低，在低葉片速度時，能獲得有利的空氣動力配合，在50Hz時能產生較高的汽輪機效率，不需要裝齒輪箱。由于轉速低，因此噪聲也小。ORC余熱發(fā)電技術實現對低溫余熱的有效應用。福州ORC低溫發(fā)電機組
有機朗肯循環(huán)由蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質泵組成。福州ORC低溫發(fā)電機組
有機朗肯循環(huán)是一種新型環(huán)保型的發(fā)電技術，由蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質泵組成，如下圖所示。有機朗肯循環(huán)的工質是低沸點、高蒸汽壓的有機工質，工質在蒸發(fā)器中從低溫熱源中吸收熱量產生有機蒸氣，進而推動膨脹機旋轉，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、生物質能、液化天然氣的冷能回收。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術與常規(guī)水蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電技術相比，具有如下優(yōu)點：效率高，系統(tǒng)構成簡單；不需設置真空維持系統(tǒng)；通流面積較小，透平尺寸?。皇褂酶闪黧w時，余熱鍋爐中不必設置過熱段，工質蒸汽直接以飽和氣體進透平膨脹做功；可實現遠程控制，運行成本很低；單機容量范圍廣；系統(tǒng)部件、設備可實現標準模塊化生產，降低了制造成本。福州ORC低溫發(fā)電機組