ORC簡介:常規的水蒸氣朗肯循環中,工質是水蒸氣,由四大設備:鍋爐、汽輪機、冷凝器和給水泵組成。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四個過程,使熱能不斷轉化為機械能。當利用低溫有機工質(如上述的戊烷)作為循環的工質時,主要設備有:蒸發器、汽輪機、冷凝器和循環泵等。對于低及中等的焓熱,ORC技術與常規的水蒸氣朗肯循環相比有很多優點,主要體現在回收顯熱方面有較高的效率,由于循環中顯熱/潛熱不相等,而ORC技術中此比例大。因此采用ORC技術可回收較多的熱量。ORC被認為是一項切實可行的綠色能源技術。廣西220kwORC低溫發電機組
ORC余熱發電系統結構本身的優勢:系統本身使用導熱油作為中間換熱工質,因為導熱油在300的條件下仍不汽化而保持常壓,此時的水蒸氣飽和壓力已高達8.5MPa。300以下,用導熱油代替傳統的熱載體水蒸氣,就能以低壓管道系統代替高壓管道系統,降低投資。此外導熱油還具有傳熱均勻,熱穩定性好以及優良的導熱特性。導熱油對普通的碳鋼設備和管道基本上無腐蝕作用,不需要采用類似蒸汽系統的給水脫鹽、除氧等復雜的處理過程,因此具有系統簡單輸送方便等優點。因此用導熱油作為工質的機組傳熱效率高。廣西220kwORC低溫發電機組ORC能確保余熱發電過程的安全。
ORC應用領域及經濟性分析:生物質發電,生物質在農業、工業領域如木材廠、農業廢棄物中普遍存在。但是由于實現清潔生物質能燃燒的投資比傳統的燃料投入更大,所以對于小型生物質發電廠,其發電成本并沒有太大競爭力,可以通過熱電聯產的方式來實現投資盈利。因此,為了實現高效率轉換,生物質熱電聯產電廠通常是由熱需求,而不是電力需求來驅動的。通常,一個典型的生物質熱電廠的裝機規模在發電功率1~2MW左右,同時可提供6~10MW的熱功率。
在ORC低溫余熱發電系統中,有機工質的研究和選擇是更重要的內容之一,因為有機工質的物理性質對熱源的回收效率起著決定性的作用,并對系統組件的設計難度有重要影響。例如,工質的冷凝壓力高,會導致密封系統設計難度高。由于ORC系統回收的是低溫余熱,為了使工作介質在較低溫度下汽化,應采用沸點較低的有機工作介質。同時,低沸點有機工作介質還應具有以下理想特性:低臨界壓力和臨界溫度,良好的干濕性能,低粘度,低表面張力,高循環效率,較高的安全性和環境友好性,根據機器運行環境,合理選擇國內主流出色有機工質作為ORC機組運行工質。有機朗肯循環的工質是低沸點、高蒸汽壓的有機工質。
有機朗肯循環技術優勢:有機朗肯循環發電技術可實現對各種形態的工業余熱的回收,適應煙氣、熱水、乏汽等余熱資源。針對低溫有機工質特性,螺桿膨脹機的多適應性和自清潔性可適應不同的余熱條件。同時有機朗肯循環系統構造簡單,制作方便,可實現自動并網及下網,利用低品質余熱產生高品位電力,并入企業電網節省等量的生產用電,變廢熱為資源。與高壓水蒸汽直接作為工質參與發電過程的常規單循環過程相比,有機朗肯循環系統具有其獨特的優越性。有機工質在閉合回路中工作,只起到傳遞熱量的作用,工質的物性不會變化。有機朗肯循環系統以其良好的機動性等優點。廣西220kwORC低溫發電機組
ORC過程具有多變量強耦合、非線性和不確定性等特點。廣西220kwORC低溫發電機組
ORC的有優點:1.采用低溫有機朗肯循環冷能發電裝置具有操作簡便、靈活性高、占地小、易于維護的優點,雖發電效率較低,但投資小,接收站可操作性強,具備良好的工程化推廣價值。2.海水入口溫度對冷能發電裝置影響明顯,在其他條件均相同的情況下,海水入口溫度為重現期2a極端更高水溫29.9℃時,與貧氣海水均溫(18.8℃)工況相比,裝置發電效率提高了20%。因此,我國南方地區LNG接收站尤其適合采用低溫有機朗肯循環冷能發電系統。3.在其他條件均相同的情況下,富氣情況下的發電效率較貧氣情況降低約25%。廣西220kwORC低溫發電機組