能源是推動人類社會發(fā)展和進步的動力.我國是能源消費大國,但是,由于科學技術水平不高導致我國能源利用效率不高,大量的低品位余熱被直接排放到環(huán)境中,不但造成了能源浪費,也給環(huán)境帶來了破壞.有機朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,簡稱ORC)發(fā)電技術,可以將低品位余熱轉換為使用方便,輸送靈活的高品位電能,是提高能源回收利用效率同時也降低環(huán)境污染的有效途徑;由于其獨特的優(yōu)勢以及廣闊的市場應用前景。已經(jīng)成為節(jié)能減排領域研究的熱點課題之一.基于前人關于ORC發(fā)電技術的相關研究,本文建立了低品位余熱ORC發(fā)電系統(tǒng)模型,并采用EES(EngineeringEquationSolver)軟件編程對低品位余熱ORC發(fā)電系統(tǒng)模型進行仿真計算。ORC發(fā)電機組的裝機容量和對電網(wǎng)的功率較大。遼寧熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)結構本身的優(yōu)勢:系統(tǒng)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?zhèn)鹘y(tǒng)的熱載體水蒸氣,就能以低壓管道系統(tǒng)代替高壓管道系統(tǒng),降低投資。此外導熱油還具有傳熱均勻,熱穩(wěn)定性好以及優(yōu)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(tǒng)的給水脫鹽、除氧等復雜的處理過程,因此具有系統(tǒng)簡單輸送方便等優(yōu)點。因此用導熱油作為工質的機組傳熱效率高。遼寧熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機ORC發(fā)電機組的裝機容量和對電網(wǎng)的運用范圍更廣。
ORC應用領域及經(jīng)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(jīng)濟性很差。地熱開發(fā)中的勘探成本包括打生產(chǎn)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(lián)產(chǎn)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。
朗肯循環(huán)是指以水蒸氣作為工質的一種理想循環(huán)過程,主要包括等熵壓縮、等壓加熱、等熵膨脹、以及一個等壓冷凝過程。用于蒸汽裝置動力循環(huán)。工作過程:3-4過程:在水泵中水被壓縮升壓,過程中流經(jīng)水泵的流量較大,水泵向周圍的散熱量折合到單位質量工質,可以忽略,因而3一4過程簡化為可逆絕熱壓縮過程,即等熵壓縮過程。4-1過程:水在鍋爐中被加熱的過程本來是在外部火焰與工質之間有較大溫差的條件下進行的,而且不可避免地工質會有壓力損失,是一個不可逆加熱過程。我們把它理想化為不計工質壓力變化,并將過程想象為無數(shù)個與工質溫度相同的熱源與工質可逆?zhèn)鳠?,也就是把傳熱不可逆因素放在系統(tǒng)之外,只著眼于工質一側。這樣,將加熱過程理想化為定壓可逆吸熱過程。ORC發(fā)電機組的裝機容量和對電網(wǎng)的網(wǎng)更方便。
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,低溫余熱仍可進一步利用。在煙氣低溫余熱利用ORC系統(tǒng)中,利用有機工質進行朗肯循環(huán),其系統(tǒng)配置如圖1所示,有機工質在蒸發(fā)器內(nèi)定壓吸熱,然后在膨脹機內(nèi)絕熱做功,乏汽在冷凝器中定壓放熱,之后在工質泵內(nèi)進行絕熱壓縮,再回到原來的動力循環(huán)過程。使用有機工質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)的熱源利用效率會有比較大的提升,從而充分帶動系統(tǒng)發(fā)電,讓系統(tǒng)的熱能轉變?yōu)殡娔?,乏汽可以凝結為液態(tài)達到回收能源的目的。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術設備可實現(xiàn)標準模塊化生產(chǎn)。orc發(fā)電哪家正規(guī)
有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術透平尺寸小。遼寧熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機
在有機朗肯循環(huán)發(fā)電設備中,低壓液態(tài)有機工質經(jīng)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(chǎn)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。遼寧熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機
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