利用有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是一種利用低品位熱能的有效手段。ORC系統(tǒng)的典型設(shè)計過程通常包括：工質(zhì)選擇、循環(huán)結(jié)構(gòu)的選擇、運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化、部件選型和尺寸設(shè)計，這是一個非常耗時且高度依賴于設(shè)計人員經(jīng)驗(yàn)的過程，在大多數(shù)情況下很難實(shí)現(xiàn)更優(yōu)設(shè)計。近年來，人工智能這種新興的技術(shù)被工程界普遍采用，用于解決傳統(tǒng)手段難以解決的問題。在能源系統(tǒng)的設(shè)計中，研究人員也在嘗試?yán)眠@種新工具去解決ORC系統(tǒng)設(shè)計中的難點(diǎn)問題。目前，有關(guān)人工智能輔助ORC系統(tǒng)設(shè)計的研究比較零散，大多數(shù)工作仍屬于嘗試性的工作，不能為后續(xù)研究提供很好的指導(dǎo)。因此，本文對人工智能技術(shù)在ORC系統(tǒng)設(shè)計中的較新進(jìn)展進(jìn)行了文獻(xiàn)綜述，旨在厘清人工智能技術(shù)在ORC系統(tǒng)設(shè)計中的研究領(lǐng)域，并為人工智能技術(shù)更好地輔助ORC系統(tǒng)設(shè)計提供指導(dǎo)。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)。高效磁浮渦輪ORC發(fā)電裝置定制
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、動力、從而實(shí)現(xiàn)低溫?zé)嵩吹膭恿敵?。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，從而帶動發(fā)電機(jī)或拖動其它動力機(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。黑龍江熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機(jī)組ORC發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量和對電網(wǎng)的沖擊較小。
針對有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，ORC)，基于循環(huán)做功能力、經(jīng)濟(jì)性與不可逆性等指標(biāo)，本文利用層次分析法(AnalyticHierarchyProcess，AHP)，建立有機(jī)朗肯循環(huán)的綜合評價模型；并考慮人為因素對優(yōu)化結(jié)果的影響，推導(dǎo)出綜合評價指標(biāo)F及位置函數(shù)F1。通過優(yōu)化位置函數(shù)F1確定更佳工況點(diǎn)位置，進(jìn)而求得更優(yōu)綜合評價指標(biāo)F值。結(jié)合統(tǒng)計學(xué)知識，利用變異系數(shù)(CoefficientofVariation，CV)評價循環(huán)穩(wěn)定性。CV值可以反映循環(huán)外界條件變化時，綜合評價指標(biāo)F值的波動。利用綜合評價指標(biāo)F對工質(zhì)R227ea進(jìn)行蒸發(fā)溫度及熱源溫度的優(yōu)化計算，并與凈功優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對比，證明了綜合評價指標(biāo)F的合理性。同時研究了七種純工質(zhì)在不同熱源溫度下的綜合性能及穩(wěn)定性；并考察權(quán)重W1對綜合性能和優(yōu)化結(jié)果的影響。本文還對混合工質(zhì)R245fa/R152a的綜合性能進(jìn)行研究，并與純工質(zhì)進(jìn)行對比。
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，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。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電，利用低沸點(diǎn)有機(jī)物作為工質(zhì)的朗肯循環(huán)的發(fā)電技術(shù)。
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢：可選取與有機(jī)工質(zhì)氟利昂不相溶解且不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的導(dǎo)熱油，采用油與有機(jī)工質(zhì)氟利昂直接接觸熱交換的方法，可進(jìn)一步提高換熱效率。在缺水地區(qū)，優(yōu)先使用空氣冷卻的冷凝器。ORC電廠使用的空冷冷凝器要比水蒸氣電廠使用的空冷冷凝器的體積小得多，價格也低得多。ORC發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的根本區(qū)別在于采用有機(jī)工質(zhì)，所以工質(zhì)特性將主導(dǎo)整個發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及效率。國內(nèi)外都對有機(jī)工質(zhì)對于ORC系統(tǒng)的影響有研究，相比而言國內(nèi)單單是起步階段。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。黑龍江熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機(jī)組
采用ORC技術(shù)可回收較多的熱量。高效磁浮渦輪ORC發(fā)電裝置定制
有機(jī)朗肯循環(huán)是一種新型環(huán)保型的發(fā)電技術(shù)，由蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)泵組成，如下圖所示。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)，工質(zhì)在蒸發(fā)器中從低溫?zé)嵩粗形諢崃慨a(chǎn)生有機(jī)蒸氣，進(jìn)而推動膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，在膨脹機(jī)做完功的乏氣進(jìn)入冷凝器中重新冷卻為液體，由工質(zhì)泵打入蒸發(fā)器，完成一個循環(huán)。它可利用的低品位能主要有：工業(yè)余熱、地?zé)?、太陽能、生物質(zhì)能、液化天然氣的冷能回收。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)與常規(guī)水蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：效率高，系統(tǒng)構(gòu)成簡單；不需設(shè)置真空維持系統(tǒng)；通流面積較小，透平尺寸??；使用干流體時，余熱鍋爐中不必設(shè)置過熱段，工質(zhì)蒸汽直接以飽和氣體進(jìn)透平膨脹做功；可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，運(yùn)行成本很低；單機(jī)容量范圍廣；系統(tǒng)部件、設(shè)備可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊化生產(chǎn)，降低了制造成本。高效磁浮渦輪ORC發(fā)電裝置定制
上海能環(huán)實(shí)業(yè)有限公司致力于能源，以科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量管理的追求。公司自創(chuàng)立以來，投身于高速磁浮ORC發(fā)電產(chǎn)品，磁浮蒸汽差壓發(fā)電產(chǎn)品，磁浮鼓風(fēng)機(jī)，余熱發(fā)電，是能源的主力軍。上海能環(huán)不斷開拓創(chuàng)新，追求出色，以技術(shù)為先導(dǎo)，以產(chǎn)品為平臺，以應(yīng)用為重點(diǎn)，以服務(wù)為保證，不斷為客戶創(chuàng)造更高價值，提供更優(yōu)服務(wù)。上海能環(huán)始終關(guān)注能源行業(yè)。滿足市場需求，提高產(chǎn)品價值，是我們前行的力量。