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余熱發(fā)電技術實現對低溫余熱的有效應用。orc余熱發(fā)電定制費用
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千千瓦。(6)系統(tǒng)部件、設備可實現標準模塊化生產,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。高效磁浮渦輪ORC低溫發(fā)電機組供應費用有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術系統(tǒng)構成簡單。
目前化工行業(yè)現有生產工藝中有多處工藝介質氣(溫度約90~160℃)通過水冷方式進行冷卻,不但造成低品位熱能資源的浪費,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)自身還要消耗大量的電能和水資源。雖然有些工藝流程實現了高溫介質對低溫介質的加熱來優(yōu)化化工生產過程中的管網匹配工藝,但高溫介質和低溫介質間往往存在較大的溫度差,造成熱能的損失和浪費。有機朗肯循環(huán)技術可實現對化工過程中工藝流體余熱的回收利用,回收過程中有機朗肯循環(huán)介質與冷熱流體實現熱量交換,有效回收利用工藝介質氣冷卻過程中排放的低溫熱能。
有機朗肯循環(huán)概念:有機朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,簡稱ORC)利用有機工質低沸點的特性。在低溫條件下有機工質被加熱即發(fā)生蒸發(fā),工質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,是一項將工業(yè)生產過程中產生的中低品位余熱加以回收利用,轉化為高品位電能的節(jié)能減排技術。ORC發(fā)電機組技術原理:ORC發(fā)電機組由有機工質、蒸發(fā)器、透平膨脹—發(fā)電一體機、冷凝器、工質泵、發(fā)電控制系統(tǒng)和并網系統(tǒng)等幾部分組成。ORC發(fā)電技術市場潛力大。
在有機朗肯循環(huán)發(fā)電設備中,低壓液態(tài)有機工質經過工質泵增壓后進入蒸發(fā)器吸收熱量轉變?yōu)楦邷馗邏赫羝恢?,高溫高壓有機工質蒸汽推動膨脹機發(fā)電機進行發(fā)電,產生電量輸出;膨脹機出口的低壓過熱蒸汽進入冷凝器,向低溫熱源放熱而被冷凝為液態(tài),如此往復循環(huán)。ORC發(fā)電設備與其他熱機循環(huán)相比有諸多明顯的優(yōu)點。首先,與其他熱機循環(huán)相比,ORC對低品位余熱的利用率更高;其次,使用ORC發(fā)電設備的尺寸和重量??;此外,有ORC比其他熱電循環(huán)的運行維護成本更低。有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)以其良好的機動性等優(yōu)點。orc余熱發(fā)電定制費用
ORC過程具有多變量強耦合、非線性和不確定性等特點。orc余熱發(fā)電定制費用
ORC應用領域及經濟性分析:地熱發(fā)電,地熱溫度一般在幾十度到300度之間。實際上ORC可利用的溫度必須在80度以上,低于這個溫度則由于熱電轉換效率過低而導致經濟性很差。地熱開發(fā)中的勘探成本包括打生產井和回灌井,占總投資成本的比例很高,更高可達70%。此外,由于發(fā)電過程中地熱水的抽取和回灌耗能大,水泵及工質泵的耗電量要占到總輸出功率的30%-50%。當然,較高溫度(150℃以上)的地熱源也可使用熱電聯產方式:冷凝溫度設置高一點,比如60℃,ORC系統(tǒng)出來的冷卻水即可用于區(qū)域供熱。在這種情況下,通過放棄一部分發(fā)電效率來換取整體回收效率的提高。orc余熱發(fā)電定制費用