有機朗肯循環(huán)概念:有機朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,簡稱ORC)利用有機工質(zhì)低沸點的特性。在低溫條件下有機工質(zhì)被加熱即發(fā)生蒸發(fā),工質(zhì)汽化后獲得較高的蒸氣壓力,推動膨脹機做功,從而將低品位熱能轉(zhuǎn)換為高品位的機械能和電能。因此,有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù),是一項將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的中低品位余熱加以回收利用,轉(zhuǎn)化為高品位電能的節(jié)能減排技術(shù)。ORC發(fā)電機組技術(shù)原理:ORC發(fā)電機組由有機工質(zhì)、蒸發(fā)器、透平膨脹—發(fā)電一體機、冷凝器、工質(zhì)泵、發(fā)電控制系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)等幾部分組成。ORC是以低沸點有機物為工質(zhì)的朗肯循環(huán)。武漢orc余熱發(fā)電
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。ORC低溫發(fā)電機組經(jīng)銷商ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用范圍普遍。
有機朗肯循環(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、冷凝器和工質(zhì)泵組成,如下圖所示。有機朗肯循環(huán)的工質(zhì)是低沸點、高蒸汽壓的有機工質(zhì),工質(zhì)在蒸發(fā)器中從低溫?zé)嵩粗形諢崃慨a(chǎn)生有機蒸氣,進而推動膨脹機旋轉(zhuǎn),帶動發(fā)電機發(fā)電,在膨脹機做完功的乏氣進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: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?。皇褂酶闪黧w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透平膨脹做功;可實現(xiàn)遠程控制,運行成本很低;單機容量范圍廣;系統(tǒng)部件、設(shè)備可實現(xiàn)標(biāo)準模塊化生產(chǎn),降低了制造成本。
隨著全球性的能源緊缺和環(huán)境問題日益嚴重,通過充分利用可再生能源和工業(yè)余熱資源,從而提高能源利用效率是緩解能源和環(huán)境問題的重要方式.有機朗肯循環(huán)(ORC)是更有應(yīng)用前景的低品位熱能發(fā)電技術(shù)之一.本文針對ORC系統(tǒng)建立了結(jié)構(gòu)參數(shù)和系統(tǒng)操作參數(shù)同步優(yōu)化的換熱設(shè)備多目標(biāo)優(yōu)化模型,采用R245fa為工質(zhì)和板式換熱器,以效率更大和比投資成本更小為目標(biāo)函數(shù).首先分析了單個變量(蒸發(fā)壓力,冷凝壓力,過熱度,蒸發(fā)器板間距,冷凝器板間距)對系統(tǒng)性能的影響,然后選取了系統(tǒng)的運行參數(shù)(蒸發(fā)壓蒸發(fā)壓力,冷凝壓力,過熱度)和換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)(蒸發(fā)器和冷凝器的板長,板寬,板間距)九個參數(shù)為決策變量,利用遺傳算法進行ORC換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)與操作參數(shù)多目標(biāo)同步優(yōu)化,獲得多目標(biāo)優(yōu)化的Pareto更優(yōu)前沿及對應(yīng)的更優(yōu)系統(tǒng)運行參數(shù)和更佳換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)組合。有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)以其良好的機動性等優(yōu)點。
ORC簡介:常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)中,工質(zhì)是水蒸氣,由四大設(shè)備:鍋爐、汽輪機、冷凝器和給水泵組成。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四個過程,使熱能不斷轉(zhuǎn)化為機械能。當(dāng)利用低溫有機工質(zhì)(如上述的戊烷)作為循環(huán)的工質(zhì)時,主要設(shè)備有:蒸發(fā)器、汽輪機、冷凝器和循環(huán)泵等。對于低及中等的焓熱,ORC技術(shù)與常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)相比有很多優(yōu)點,主要體現(xiàn)在回收顯熱方面有較高的效率,由于循環(huán)中顯熱/潛熱不相等,而ORC技術(shù)中此比例大。因此采用ORC技術(shù)可回收較多的熱量。ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)有著流量大、裝機功率大等特點。高效磁浮渦輪ORC發(fā)電設(shè)備供貨價格
ORC優(yōu)點主要體現(xiàn)在回收顯熱方面有較高的效率。武漢orc余熱發(fā)電
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)濟性。武漢orc余熱發(fā)電