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℃。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)單機(jī)容量范圍廣。內(nèi)蒙古高效磁浮渦輪ORC發(fā)電機(jī)
有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)與外界環(huán)境緊密相關(guān)，熱源參數(shù)的變化，冷卻水溫度的變化都會(huì)使得系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)點(diǎn)參數(shù)改變，從而導(dǎo)致系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行在非額定工況熱效率低.該文以循環(huán)工質(zhì)為R245fa的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)作為研究對(duì)象，通過(guò)建立蒸發(fā)器和冷凝器換熱模型，得出有機(jī)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(jié)溫度變化情況，從而獲得蒸發(fā)溫度，凝結(jié)溫度與熱源溫度，冷卻水溫度之間的函數(shù)關(guān)系.在實(shí)際有機(jī)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(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)變工況特性分析是非常有必要的，對(duì)于提高系統(tǒng)整體性能具有指導(dǎo)性意義。內(nèi)蒙古高效磁浮渦輪ORC發(fā)電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單。
能源是推動(dòng)人類社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的動(dòng)力.我國(guó)是能源消費(fèi)大國(guó)，但是，由于科學(xué)技術(shù)水平不高導(dǎo)致我國(guó)能源利用效率不高，大量的低品位余熱被直接排放到環(huán)境中，不但造成了能源浪費(fèi)，也給環(huán)境帶來(lái)了破壞.有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，簡(jiǎn)稱ORC)發(fā)電技術(shù)，可以將低品位余熱轉(zhuǎn)換為使用方便，輸送靈活的高品位電能，是提高能源回收利用效率同時(shí)也降低環(huán)境污染的有效途徑；由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)以及廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。已經(jīng)成為節(jié)能減排領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題之一.基于前人關(guān)于ORC發(fā)電技術(shù)的相關(guān)研究，本文建立了低品位余熱ORC發(fā)電系統(tǒng)模型，并采用EES(EngineeringEquationSolver)軟件編程對(duì)低品位余熱ORC發(fā)電系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真計(jì)算。
研究了不同熱源溫度下ORC系統(tǒng)的變工況性能，分析了不同熱源溫度下固定透平效率與動(dòng)態(tài)透平效率下ORC系統(tǒng)的性能。得出如下結(jié)論：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，在不同運(yùn)行參數(shù)及不同工質(zhì)條件下，透平效率差異較大，更大可達(dá)0.151。采用動(dòng)態(tài)透平效率后，系統(tǒng)凈輸出功增加趨勢(shì)減緩，且工質(zhì)排序發(fā)生了改變。在給定熱源條件下，選取不同的透平效率，更優(yōu)工質(zhì)及更佳運(yùn)行參數(shù)也不同。對(duì)于固定透平效率ORC系統(tǒng)，若側(cè)重于系統(tǒng)產(chǎn)品?單價(jià)，則異戊烷為更優(yōu)，若側(cè)重于系統(tǒng)單位凈輸出功投資成本，則戊烷為更優(yōu)工質(zhì)，更佳蒸發(fā)溫度與冷凝溫度分別為377.10K和323.70K。而對(duì)于動(dòng)態(tài)透平ORC系統(tǒng)而言，戊烷為更優(yōu)工質(zhì)，更佳蒸發(fā)溫度與冷凝溫度則分別為374.05K和324.34K。在ORC發(fā)電系統(tǒng)中換熱器類型的選用對(duì)機(jī)組效率與經(jīng)濟(jì)技術(shù)性影響較大。
ORC發(fā)電的原理是以沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于水的有機(jī)物質(zhì)(如丁烷、氯乙烷或氟利昂等[8])為工質(zhì)，有機(jī)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4個(gè)過(guò)程，使熱能不斷轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，發(fā)電裝置的循環(huán)系統(tǒng)由換熱器、汽輪機(jī)、冷凝器和給水泵組成[9]。ORC的具體過(guò)程為：機(jī)泵送來(lái)的有機(jī)工質(zhì)在換熱器中經(jīng)低溫余熱加熱后成為過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，過(guò)熱蒸汽釋放出熱能后溫度、壓力均降低，成為乏汽，由冷凝器冷凝為液態(tài)，再經(jīng)機(jī)泵升壓，完成一個(gè)循環(huán)。因?yàn)橛袡C(jī)工質(zhì)的常壓沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于水的常壓沸點(diǎn)(100℃)，使得該有機(jī)工質(zhì)在較低溫度下就可以汽化，因此可以充分利用低溫余熱作為熱源進(jìn)行發(fā)電。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊化生產(chǎn)。沈陽(yáng)220kwORC低溫發(fā)電機(jī)
ORC余熱發(fā)電技術(shù)改善環(huán)境問(wèn)題。內(nèi)蒙古高效磁浮渦輪ORC發(fā)電機(jī)
利用有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，ORC)系統(tǒng)，將低品位熱能(一般低于200℃，如太陽(yáng)熱能、工業(yè)余熱等)轉(zhuǎn)化為電能。ORC有單循環(huán)和雙循環(huán)。工質(zhì)有很多種，如正丁烷、異丁烷，氯乙烷、氨以及氟利昂系列等物質(zhì)，都可以作為汽輪機(jī)的工質(zhì)。常規(guī)的朗肯循環(huán)系統(tǒng)以水—水蒸汽作為工質(zhì)，系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機(jī)、冷凝器和給水泵4組設(shè)備組成．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4個(gè)過(guò)程。ORC只是工質(zhì)不同而已，而且主要用于低溫領(lǐng)域。內(nèi)蒙古高效磁浮渦輪ORC發(fā)電機(jī)