隨著全球性的能源緊缺和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，通過(guò)充分利用可再生能源和工業(yè)余熱資源，從而提高能源利用效率是緩解能源和環(huán)境問(wèn)題的重要方式.有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)是更有應(yīng)用前景的低品位熱能發(fā)電技術(shù)之一.本文針對(duì)ORC系統(tǒng)建立了結(jié)構(gòu)參數(shù)和系統(tǒng)操作參數(shù)同步優(yōu)化的換熱設(shè)備多目標(biāo)優(yōu)化模型，采用R245fa為工質(zhì)和板式換熱器，以效率更大和比投資成本更小為目標(biāo)函數(shù).首先分析了單個(gè)變量(蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，過(guò)熱度，蒸發(fā)器板間距，冷凝器板間距)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，然后選取了系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)(蒸發(fā)壓蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，過(guò)熱度)和換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)(蒸發(fā)器和冷凝器的板長(zhǎng)，板寬，板間距)九個(gè)參數(shù)為決策變量，利用遺傳算法進(jìn)行ORC換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)與操作參數(shù)多目標(biāo)同步優(yōu)化，獲得多目標(biāo)優(yōu)化的Pareto更優(yōu)前沿及對(duì)應(yīng)的更優(yōu)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和更佳換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)組合。ORC發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量和對(duì)電網(wǎng)的功率較大。福州高效磁浮渦輪ORC發(fā)電設(shè)備
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(duì)熱源的回收效率起著決定性的作用，并對(duì)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(huì)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(guó)內(nèi)主流出色有機(jī)工質(zhì)作為ORC機(jī)組運(yùn)行工質(zhì)。230kwORC低溫發(fā)電機(jī)定制廠家ORC采用新型工質(zhì)的有機(jī)朗肯循環(huán)對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。
太陽(yáng)能有著資源豐富，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是太陽(yáng)能具有即時(shí)性，不易保存，且能流密度低，熱源溫度低，但將太陽(yáng)能和ORC系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)發(fā)電是具有可行性的。更具表示的是美國(guó)的SEGS，總發(fā)電量達(dá)到354MW，單系統(tǒng)的更大裝機(jī)容量為80MW，是目前世界上更大的太陽(yáng)能熱電系統(tǒng)。煙氣余熱ORC發(fā)電系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)有輥道爐熱空氣低溫余熱ORC發(fā)電項(xiàng)目，介質(zhì)是從輥道爐排放的熱空氣，為了對(duì)企業(yè)多余熱量的熱空氣加以利用，考慮了采用PureCycleORC低溫發(fā)電機(jī)組回收該部分余熱進(jìn)行發(fā)電，這也促進(jìn)了節(jié)能減排的進(jìn)一步發(fā)展。
有機(jī)朗肯循環(huán)概念：有機(jī)朗肯循環(huán)（OrganicRankineCycle，簡(jiǎn)稱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。國(guó)內(nèi)ORC低溫余熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展空間很大，仍有多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)需要解決。
ORC特點(diǎn)：(1)對(duì)較低溫度熱源的利用有更高的效率。(2)戊烷比水蒸氣密度大一點(diǎn)，比容也是比較小的，因此所需汽輪機(jī)的尺寸(特別是減小汽輪機(jī)末級(jí)葉片的高度)、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。(3)與水蒸氣不同，戊烷在膨脹作功過(guò)程中，從高壓到低壓始終保持干燥狀態(tài)，這就消除了形成濕氣以及當(dāng)高速小水滴沖擊汽輪機(jī)時(shí)，產(chǎn)生腐蝕損壞的可能性。所以，ORC能比水蒸氣汽輪機(jī)更有效地適應(yīng)部分負(fù)荷運(yùn)行及大的功率變動(dòng)，不需要裝過(guò)熱器。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電，可用于海水淡化。230kwORC低溫發(fā)電機(jī)定制廠家
ORC發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量和對(duì)電網(wǎng)的網(wǎng)更方便。福州高效磁浮渦輪ORC發(fā)電設(shè)備
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℃。福州高效磁浮渦輪ORC發(fā)電設(shè)備