ORC機組將凝結(jié)水熱能轉(zhuǎn)化為電能的工作流程：有機工質(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，進入透平發(fā)電機做功，做功后的有機工質(zhì)氣體壓力下降，溫度降低，進入蒸發(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。換熱器中有機工質(zhì)的液位由工質(zhì)泵自動控制，保持系統(tǒng)熱量平衡。乏汽余熱發(fā)電：采用ORC機組將系統(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℃。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)單機容量范圍廣。內(nèi)蒙古高效磁浮渦輪ORC發(fā)電機
有機朗肯循環(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使得系統(tǒng)內(nèi)部各個點參數(shù)改變，從而導(dǎo)致系統(tǒng)長期運行在非額定工況熱效率低.該文以循環(huán)工質(zhì)為R245fa的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)作為研究對象，通過建立蒸發(fā)器和冷凝器換熱模型，得出有機朗肯循環(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.在實際有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)余熱發(fā)電工程中，存在著很多不穩(wěn)定因素，因此對有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)變工況特性分析是非常有必要的，對于提高系統(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)電機有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成簡單。
能源是推動人類社會發(fā)展和進步的動力.我國是能源消費大國，但是，由于科學(xué)技術(shù)水平不高導(dǎo)致我國能源利用效率不高，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，也給環(huán)境帶來了破壞.有機朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，簡稱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也降低環(huán)境污染的有效途徑；由于其獨特的優(yōu)勢以及廣闊的市場應(yīng)用前景。已經(jīng)成為節(jié)能減排領(lǐng)域研究的熱點課題之一.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)軟件編程對低品位余熱ORC發(fā)電系統(tǒng)模型進行仿真計算。
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0.151。采用動態(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，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機組效率與經(jīng)濟技術(shù)性影響較大。
ORC發(fā)電的原理是以沸點遠低于水的有機物質(zhì)(如丁烷、氯乙烷或氟利昂等[8])為工質(zhì)，有機工質(zhì)在熱力設(shè)備中不斷進行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮4個過程，使熱能不斷轉(zhuǎn)化為機械能，帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能，發(fā)電裝置的循環(huán)系統(tǒng)由換熱器、汽輪機、冷凝器和給水泵組成[9]。ORC的具體過程為：機泵送來的有機工質(zhì)在換熱器中經(jīng)低溫余熱加熱后成為過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪機，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，過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)機泵升壓，完成一個循環(huán)。因為有機工質(zhì)的常壓沸點遠低于水的常壓沸點(100℃)，使得該有機工質(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行發(fā)電。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)設(shè)備可實現(xiàn)標準模塊化生產(chǎn)。沈陽220kwORC低溫發(fā)電機
ORC余熱發(fā)電技術(shù)改善環(huán)境問題。內(nèi)蒙古高效磁浮渦輪ORC發(fā)電機
利用有機朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，ORC)系統(tǒng)，將低品位熱能(一般低于200℃，如太陽熱能、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、冷凝器和給水泵4組設(shè)備組成．工質(zhì)在熱力設(shè)備中不斷進行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮4個過程。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