在ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)中,有機(jī)工質(zhì)的研究和選擇是更重要的內(nèi)容之一,因?yàn)橛袡C(jī)工質(zhì)的物理性質(zhì)對(duì)熱源的回收效率起著決定性的作用,并對(duì)系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)難度有重要影響。例如,工質(zhì)的冷凝壓力高,會(huì)導(dǎo)致密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度高。由于ORC系統(tǒng)回收的是低溫余熱,為了使工作介質(zhì)在較低溫度下汽化,應(yīng)采用沸點(diǎn)較低的有機(jī)工作介質(zhì)。同時(shí),低沸點(diǎn)有機(jī)工作介質(zhì)還應(yīng)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(huán)效率,較高的安全性和環(huán)境友好性,根據(jù)機(jī)器運(yùn)行環(huán)境,合理選擇國(guó)內(nèi)主流出色有機(jī)工質(zhì)作為ORC機(jī)組運(yùn)行工質(zhì)。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)透平尺寸小。orc發(fā)電制作費(fèi)用
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢(shì):可選取與有機(jī)工質(zhì)氟利昂不相溶解且不會(huì)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(jià)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(gè)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及效率。國(guó)內(nèi)外都對(duì)有機(jī)工質(zhì)對(duì)于ORC系統(tǒng)的影響有研究,相比而言國(guó)內(nèi)單單是起步階段。230kwORC低溫發(fā)電機(jī)供應(yīng)公司有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單。
煙氣余熱利用ORC系統(tǒng):余熱鍋爐排出的煙氣經(jīng)脫酸、除塵等凈化處理后,煙氣溫度在150℃左右,低溫余熱仍可進(jìn)一步利用。在煙氣低溫余熱利用ORC系統(tǒng)中,利用有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行朗肯循環(huán),其系統(tǒng)配置如圖1所示,有機(jī)工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)定壓吸熱,然后在膨脹機(jī)內(nèi)絕熱做功,乏汽在冷凝器中定壓放熱,之后在工質(zhì)泵內(nèi)進(jìn)行絕熱壓縮,再回到原來(lái)的動(dòng)力循環(huán)過(guò)程。使用有機(jī)工質(zhì)可以比較好地利用低溫余熱,提升系統(tǒng)的能源利用效率,并降低二氧化碳排放,系統(tǒng)的熱源利用效率會(huì)有比較大的提升,從而充分帶動(dòng)系統(tǒng)發(fā)電,讓系統(tǒng)的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽ζ梢阅Y(jié)為液態(tài)達(dá)到回收能源的目的。
有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,簡(jiǎn)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(lái),將溫度轉(zhuǎn)化為壓力、動(dòng)力、從而實(shí)現(xiàn)低溫?zé)嵩吹膭?dòng)力輸出。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(dòng)發(fā)電機(jī)或拖動(dòng)其它動(dòng)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。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)降低了制造成本。
溫度參數(shù)對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的影響研究:針對(duì)天然氣與石油領(lǐng)域中大量存在的90~150℃低溫余熱,采用有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,ORC)進(jìn)行回收利用。選用R134a、R245fa和R601a三種有機(jī)工質(zhì),根據(jù)有機(jī)朗肯循環(huán)的理論基礎(chǔ),建立熱力學(xué)模型,并考慮溫度參數(shù)對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的影響。研究發(fā)現(xiàn):有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)在更佳蒸發(fā)溫度時(shí),循環(huán)凈輸出功更大,平準(zhǔn)化發(fā)電成本更小;系統(tǒng)還存在更佳冷凝溫度使得凈輸出功和熱效率更大,平準(zhǔn)化發(fā)電成本更小的現(xiàn)象;工質(zhì)的過(guò)熱度、過(guò)冷度對(duì)循環(huán)熱效率和平準(zhǔn)化發(fā)電成本沒(méi)有明顯的影響,反而會(huì)減小循環(huán)的凈輸出功。綜合凈輸出功、熱效率以及平準(zhǔn)化發(fā)電成本,R245fa是更適宜用于低溫余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的有機(jī)工質(zhì)。該研究可為低溫余熱的回收利用提供一定的理論基礎(chǔ)。常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)中,工質(zhì)是水蒸氣。西安orc發(fā)電系統(tǒng)
ORC對(duì)較低溫度熱源的利用有更高的效率。orc發(fā)電制作費(fèi)用
ORC特點(diǎn):(1)對(duì)較低溫度熱源的利用有更高的效率。(2)戊烷比水蒸氣密度大一點(diǎn),比容也是比較小的,因此所需汽輪機(jī)的尺寸(特別是減小汽輪機(jī)末級(jí)葉片的高度)、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。(3)與水蒸氣不同,戊烷在膨脹作功過(guò)程中,從高壓到低壓始終保持干燥狀態(tài),這就消除了形成濕氣以及當(dāng)高速小水滴沖擊汽輪機(jī)時(shí),產(chǎn)生腐蝕損壞的可能性。所以,ORC能比水蒸氣汽輪機(jī)更有效地適應(yīng)部分負(fù)荷運(yùn)行及大的功率變動(dòng),不需要裝過(guò)熱器。orc發(fā)電制作費(fèi)用