在ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)中,有機(jī)工質(zhì)的研究和選擇是更重要的內(nèi)容之一,因為有機(jī)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(jī)工作介質(zhì)。同時,低沸點有機(jī)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。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)運行成本很低。湖北orc低溫余熱發(fā)電
近年來,隨著世界性的能源資源緊缺和全球性環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,各國已在緊張的研究相關(guān)技術(shù)理論或制定相應(yīng)政策應(yīng)對、緩解該問題?;诘推肺粺崮芾玫挠袡C(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,ORC)是降低能源燃料消耗、節(jié)能減排的有效措施和手段,成為世界各國學(xué)者、科研機(jī)構(gòu)、高等院校研究的重點課題,采用新型的冷電、熱電或冷熱電聯(lián)供循環(huán)是提高低品位熱能利用ORC系統(tǒng)效率和優(yōu)化其性能的有效途徑之一。應(yīng)用于ORC系統(tǒng)的有機(jī)工質(zhì)具有一定的GWP值、ODP值等環(huán)境潛值,都將對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響,在其生產(chǎn)和運輸過程中可能對環(huán)境造成一定的污染,ORC系統(tǒng)運行過程中工質(zhì)泄漏也必將加劇全球變暖、臭氧層的破壞。湖北orc低溫余熱發(fā)電有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電,可用于地?zé)岚l(fā)電。
ORC機(jī)組將凝結(jié)水熱能轉(zhuǎn)化為電能的工作流程:有機(jī)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(jī)做功,做功后的有機(jī)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(jī)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(jī)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℃。
根據(jù)包鋼薄板廠寬厚板2號加熱爐的高溫?zé)煔鈪?shù),采用多級軸流ORC透平發(fā)電機(jī)組對該加熱爐的高溫?zé)煔鉄崮苓M(jìn)行回收發(fā)電,機(jī)組發(fā)電工藝為:高溫?zé)煔馀c熱水換熱,再將熱水引入蒸發(fā)器與有機(jī)工質(zhì)R245fa換熱,產(chǎn)生R245fa蒸汽推動ORC膨脹機(jī)膨脹做功并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,膨脹機(jī)膨脹后的乏汽進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器冷凝成液態(tài),經(jīng)工質(zhì)泵進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入蒸發(fā)器再次蒸發(fā)成氣態(tài)。該機(jī)組采用高效軸流反動式透平膨脹機(jī)和同步發(fā)電機(jī),整個機(jī)組采用集散設(shè)計,透平膨脹機(jī)的設(shè)計技術(shù)較成熟,單機(jī)能實現(xiàn)小功率到大功率的任意設(shè)計。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。
ORC簡介:常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)中,工質(zhì)是水蒸氣,由四大設(shè)備:鍋爐、汽輪機(jī)、冷凝器和給水泵組成。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四個過程,使熱能不斷轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。當(dāng)利用低溫有機(jī)工質(zhì)(如上述的戊烷)作為循環(huán)的工質(zhì)時,主要設(shè)備有:蒸發(fā)器、汽輪機(jī)、冷凝器和循環(huán)泵等。對于低及中等的焓熱,ORC技術(shù)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(xiàn)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(shù)中此比例大。因此采用ORC技術(shù)可回收較多的熱量。ORC余熱發(fā)電技術(shù)提高能源的利用效率。湖北orc低溫余熱發(fā)電
有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)以其良好的機(jī)動性等優(yōu)點。湖北orc低溫余熱發(fā)電
ORC系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度應(yīng)該控制在70-11℃,并且系統(tǒng)的凈輸出功存在極大值,綜合分析工質(zhì)對環(huán)境影響潛能值,使用R600a工質(zhì)比較有效,根據(jù)蒸發(fā)溫度為100℃設(shè)計,ORC系統(tǒng)可以獲得385kW的發(fā)電功率,全年可以節(jié)約950噸標(biāo)煤,并減少2250噸二氧化碳,以及降低氮氧化物的排放,有非常好的節(jié)能減排效果。垃圾焚燒低溫余熱發(fā)電的系統(tǒng)設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)該了解不同工質(zhì)的屬性,并根據(jù)系統(tǒng)的要求正確選擇工質(zhì);有工質(zhì)的蒸發(fā)溫度,對發(fā)電功率、發(fā)電效率和排煙溫度有明顯影響,工質(zhì)選擇時應(yīng)予以綜合考慮。湖北orc低溫余熱發(fā)電