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。ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)有著流量大、裝機(jī)功率大等特點(diǎn)。黑龍江熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機(jī)
工作運(yùn)行參數(shù)對朗肯循環(huán)效率的影響:在朗肯循環(huán)中,表征朗肯循環(huán)特性的循環(huán)特性參數(shù)分別為從蒸發(fā)器輸出的過熱蒸汽的狀態(tài)所確定的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度以及冷凝器中冷凝狀態(tài)所確定的冷凝壓力。在蒸發(fā)與冷凝壓力一定時(shí),提高工質(zhì)的蒸發(fā)器出口溫度可使系統(tǒng)熱效率增大。這是由于當(dāng)蒸發(fā)溫度由1提高到1點(diǎn)時(shí),平均吸熱溫度隨之提高,使得循環(huán)溫差增大,從而提高循環(huán)熱效率。另外,循環(huán)工質(zhì)在膨脹終點(diǎn)的干度隨著蒸發(fā)溫度的提高而增大,而干度的增大有利于提高膨脹機(jī)械的性能,并延長其使用壽命。黑龍江熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機(jī)在ORC發(fā)電系統(tǒng)中換熱器類型的選用對機(jī)組效率與經(jīng)濟(jì)技術(shù)性影響較大。
工質(zhì)泵是ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的基本組成部分,是將冷凝器的低溫低壓液體有機(jī)工質(zhì)經(jīng)絕熱增壓后,高壓輸送到蒸發(fā)器入口的裝置。作為一種成熟的產(chǎn)品,市場上有多種工質(zhì)泵。研究發(fā)現(xiàn),以下泵適用于ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng):液壓隔膜泵,具有壓力高、適用于危險(xiǎn)化學(xué)介質(zhì)、維護(hù)簡單等特點(diǎn);立式離心泵采用變頻調(diào)速、機(jī)械密封;多級離心泵可實(shí)現(xiàn)更高的揚(yáng)程和設(shè)定壓力;多級離心泵是在離心泵級內(nèi)安裝兩臺(tái)或兩臺(tái)以上具有相同功能的離心泵,相對于活塞泵等往復(fù)泵能輸送更多的流量。
有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,簡稱ORC)是以低沸點(diǎn)有機(jī)物為工質(zhì)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(zhì)泵四大部套組成。ORC的工作原理如下:ORC循環(huán)中,工質(zhì)的作用是將熱源的熱值提取出來,將溫度轉(zhuǎn)化為壓力、動(dòng)力、從而實(shí)現(xiàn)低溫?zé)嵩吹膭?dòng)力輸出。有機(jī)工質(zhì)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(jìn)入透平機(jī)械膨脹做功,從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)或拖動(dòng)其它動(dòng)力機(jī)械。從透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷卻水放熱,凝結(jié)成液態(tài),之后借助工質(zhì)泵重新回到換熱器,如此不斷地循環(huán)下去。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)單機(jī)容量范圍廣。
隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展以及能源價(jià)格的不斷攀升,將余熱資源品位提高再利用的方式,特別是將工業(yè)過程中產(chǎn)生的低品位熱能資源轉(zhuǎn)換為方便、靈活的電能的回收方式受到普遍關(guān)注。有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)以其良好的機(jī)動(dòng)性及對于維護(hù)保養(yǎng)的要求比較低等優(yōu)點(diǎn),將其整合到能源系統(tǒng)發(fā)電,可以實(shí)現(xiàn)用低品位能源(廢熱)提供高品位能源(電能),減輕電力負(fù)擔(dān),提高總的發(fā)電效率及發(fā)電量。在相同輸出的條件下,減少了二氧化碳等污染物的排放,有利于環(huán)境保護(hù)。有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電技術(shù)為有效解決大量低溫余熱資源回收問題提供了選擇。ORC的工作壓力對密封要求低。福建orc低溫余熱發(fā)電
ORC對較低溫度熱源的利用有更高的效率。黑龍江熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機(jī)
有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)在中低溫?zé)崮芑厥疹I(lǐng)域有著普遍的應(yīng)用,但在中低溫范圍內(nèi)很多熱源工況存在較強(qiáng)的波動(dòng),如太陽熱能,工業(yè)或內(nèi)燃機(jī)煙氣余熱等。ORC系統(tǒng)在變工況熱源驅(qū)動(dòng)下可能會(huì)產(chǎn)生如下問題:系統(tǒng)吸熱過多導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)溫度、壓力過高,工質(zhì)裂解;系統(tǒng)吸熱不足而導(dǎo)致膨脹機(jī)液擊,系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。因此,研究ORC系統(tǒng)在變工況熱源下的動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況變得十分重要。以O(shè)RC系統(tǒng)在變工況熱源下的動(dòng)態(tài)特性為主要研究對象,采用實(shí)驗(yàn)研究與仿真模擬相結(jié)合的研究方法。黑龍江熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機(jī)