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(dòng)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℃。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(diǎn)。100kwORC低溫發(fā)電機(jī)組定制
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(jì)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(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定極限,和發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)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(shí),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(jì)性。廣西高效磁浮渦輪ORC發(fā)電產(chǎn)品有機(jī)朗肯循環(huán)的工質(zhì)是低沸點(diǎn)、高蒸汽壓的有機(jī)工質(zhì)。
提高ORC熱效率的有效途徑有哪些?1、提高過熱器出口蒸汽壓力與溫度。2、降低排汽壓力。3、減少排煙、散熱損失。4、提高鍋爐、汽輪機(jī)內(nèi)效率(改進(jìn)設(shè)計(jì))。在相同的蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力下,系統(tǒng)熱效率隨著冷凝壓力的降低而增大。當(dāng)冷凝壓力由P降低為P時(shí),平均放熱溫度隨之降低,從而使得循環(huán)溫差增大,從而使得系統(tǒng)熱效率增大。同樣地,不能通過一味地降低冷凝壓力來獲得更高的熱效率。這是因?yàn)楣べ|(zhì)飽和溫度與飽和壓力是一一對應(yīng)的,降低冷凝壓力勢必會導(dǎo)致冷凝器中的飽和溫度降低,而飽和溫度需要高于環(huán)境溫度,才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行;其次,為了防止管路產(chǎn)生負(fù)壓、滲入雜質(zhì)系統(tǒng)管路中的壓力一般高于環(huán)境壓力,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
動(dòng)態(tài)透平效率對有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能的影響:透平效率隨蒸發(fā)溫度的降低或者冷凝溫度的升高而增大,采用動(dòng)態(tài)透平效率后,系統(tǒng)凈輸出功隨蒸發(fā)溫度升高而增加趨勢減緩,工質(zhì)排序也發(fā)生了變化;對于固定透平效率與動(dòng)態(tài)透平效率ORC系統(tǒng),經(jīng)多目標(biāo)篩選后所確定的更優(yōu)工質(zhì)及更佳蒸發(fā)溫度和冷凝溫度均有一定差異,表明若采用固定透平效率會對工質(zhì)篩選及參數(shù)優(yōu)化造成一定誤差;隨著熱源溫度的升高,固定透平效率與動(dòng)態(tài)透平效率ORC系統(tǒng)之間更佳蒸發(fā)溫度與凈輸出功差異逐漸增大,說明熱源溫度越高,采用固定透平效率引起的誤差越大。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)。
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?yàn)橛袡C(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(jì)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(jì)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(diǎn)較低的有機(jī)工作介質(zhì)。同時(shí),低沸點(diǎn)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,根據(jù)機(jī)器運(yùn)行環(huán)境,合理選擇國內(nèi)主流出色有機(jī)工質(zhì)作為ORC機(jī)組運(yùn)行工質(zhì)。ORC采用新型工質(zhì)的有機(jī)朗肯循環(huán)對環(huán)境友好等特點(diǎn)。高效磁浮渦輪ORC發(fā)電設(shè)備設(shè)計(jì)
ORC余熱發(fā)電技術(shù)改善環(huán)境問題。100kwORC低溫發(fā)電機(jī)組定制
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(dòng)ORC膨脹機(jī)膨脹做功并帶動(dòng)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(dòng)式透平膨脹機(jī)和同步發(fā)電機(jī),整個(gè)機(jī)組采用集散設(shè)計(jì),透平膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)較成熟,單機(jī)能實(shí)現(xiàn)小功率到大功率的任意設(shè)計(jì)。100kwORC低溫發(fā)電機(jī)組定制