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)轉化為電能。ORC有單循環(huán)和雙循環(huán)。工質有很多種,如正丁烷、異丁烷,氯乙烷、氨以及氟利昂系列等物質,都可以作為汽輪機的工質。常規(guī)的朗肯循環(huán)系統(tǒng)以水—水蒸汽作為工質,系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機、冷凝器和給水泵4組設備組成.工質在熱力設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只是工質不同而已,而且主要用于低溫領域。ORC發(fā)電機組的裝機容量和對電網(wǎng)的沖擊較小。拉薩高效磁浮渦輪ORC發(fā)電產品
工作運行參數(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,提高工質的蒸發(fā)器出口溫度可使系統(tǒng)熱效率增大。這是由于當蒸發(fā)溫度由1提高到1點時,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)工質在膨脹終點的干度隨著蒸發(fā)溫度的提高而增大,而干度的增大有利于提高膨脹機械的性能,并延長其使用壽命。拉薩高效磁浮渦輪ORC發(fā)電產品ORC余熱發(fā)電技術實現(xiàn)對低溫余熱的有效應用。
有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術是在朗肯循環(huán)的基礎上,采用低沸點的有機物作為循環(huán)工質,從溫度相對較低熱源吸收熱量,然后膨脹做功從而帶動發(fā)電機發(fā)電.與傳統(tǒng)的使用水蒸汽作為工質的發(fā)電技術相比,該技術能夠有效地把低品位的熱能轉化為高品位的電能,并具有系統(tǒng)結構簡單,發(fā)電過程安全可靠等優(yōu)勢,在工業(yè)余熱的回收,地熱能,太陽能等新能源的開發(fā)利用領域具有較大的前景。有機朗肯循環(huán)在回收低品位熱能具有很多有點,主要是:在回收中低品位熱能時效率高、結構簡單、工作壓力對密封要求低、采用新型工質的有機朗肯循環(huán)對環(huán)境友好等特點,因此有機朗肯循環(huán)被認為是一項切實可行的綠色能源技術。高等的余熱發(fā)電過程控制系統(tǒng)能確保余熱發(fā)電過程的安全、可靠及經濟運行。有機朗肯循環(huán)過程具有多變量強耦合、非線性和不確定性等特點,所以有必要選擇一種先進的控制算法來提高余熱發(fā)電過程的性能。
有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)內部參數(shù)與外界環(huán)境緊密相關,熱源參數(shù)的變化,冷卻水溫度的變化都會使得系統(tǒng)內部各個點參數(shù)改變,從而導致系統(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,凝結溫度變化情況,從而獲得蒸發(fā)溫度,凝結溫度與熱源溫度,冷卻水溫度之間的函數(shù)關系.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)整體性能具有指導性意義。ORC能確保余熱發(fā)電過程的安全。
太陽能有著資源豐富,對環(huán)境無任何污染的優(yōu)點,缺點是太陽能具有即時性,不易保存,且能流密度低,熱源溫度低,但將太陽能和ORC系統(tǒng)結合起來發(fā)電是具有可行性的。更具表示的是美國的SEGS,總發(fā)電量達到354MW,單系統(tǒng)的更大裝機容量為80MW,是目前世界上更大的太陽能熱電系統(tǒng)。煙氣余熱ORC發(fā)電系統(tǒng),在國內有輥道爐熱空氣低溫余熱ORC發(fā)電項目,介質是從輥道爐排放的熱空氣,為了對企業(yè)多余熱量的熱空氣加以利用,考慮了采用PureCycleORC低溫發(fā)電機組回收該部分余熱進行發(fā)電,這也促進了節(jié)能減排的進一步發(fā)展。ORC發(fā)電機組的裝機容量和對電網(wǎng)的運用范圍更廣。拉薩高效磁浮渦輪ORC發(fā)電產品
有機朗肯循環(huán)發(fā)電,可用于地熱發(fā)電。拉薩高效磁浮渦輪ORC發(fā)電產品
有機朗肯循環(huán)優(yōu)勢:(1)效率高,系統(tǒng)構成簡單,不需要設置除氧、除鹽、排污及疏放水設施;凝結器里一般處于略高于環(huán)境大氣壓力的正壓,不需設置真空維持系統(tǒng)。(2)透平進排氣壓力高,所需通流面積較小,透平尺寸小。(3)使用干流體時,余熱鍋爐中不必設置過熱段,工質蒸汽直接以飽和氣體進透平膨脹做功。(4)可實現(xiàn)遠程控制,無人值守,需要極少的運行、維修人員,運行成本很低。(5)單機容量可從幾千瓦到數(shù)千千瓦。(6)系統(tǒng)部件、設備可實現(xiàn)標準模塊化生產,能縮短安裝周期,降低了制造成本。(7)適用于溫度高于70℃以上的低溫余熱源。拉薩高效磁浮渦輪ORC發(fā)電產品
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