膨胀机是ORC余热发电系统中的主要设备,它是将蒸发器出口的高温高压的有机饱和蒸气的热能转化为机械能从而对外做功的设备。膨胀机按工作性质和结构的不同,可分为速度式和容积式膨胀机。速度式膨胀机适用于大流量场合,其输出功率和转速相应较高。小流量,大膨胀比的场合采用容积型膨胀机较为合适。现目前研究较多的是螺杆膨胀机和径流式透平膨胀机。螺杆膨胀机有较为成熟的工业应用,适合行业较多,目前我国已成功研制出了10KW和40KW的单螺杆膨胀机的样机。ORC技术与常规的水蒸气朗肯循环相比有很多优点。上海orc发电
针对有机朗肯循环(OrganicRankineCycle,ORC),基于循环做功能力、经济性与不可逆性等指标,本文利用层次分析法(AnalyticHierarchyProcess,AHP),建立有机朗肯循环的综合评价模型;并考虑人为因素对优化结果的影响,推导出综合评价指标F及位置函数F1。通过优化位置函数F1确定更佳工况点位置,进而求得更优综合评价指标F值。结合统计学知识,利用变异系数(CoefficientofVariation,CV)评价循环稳定性。CV值可以反映循环外界条件变化时,综合评价指标F值的波动。利用综合评价指标F对工质R227ea进行蒸发温度及热源温度的优化计算,并与净功优化结果进行对比,证明了综合评价指标F的合理性。同时研究了七种纯工质在不同热源温度下的综合性能及稳定性;并考察权重W1对综合性能和优化结果的影响。本文还对混合工质R245fa/R152a的综合性能进行研究,并与纯工质进行对比。上海orc余热发电ORC过程具有多变量强耦合、非线性和不确定性等特点。
ORC的有优点:1.采用低温有机朗肯循环冷能发电装置具有操作简便、灵活性高、占地小、易于维护的优点,虽发电效率较低,但投资小,接收站可操作性强,具备良好的工程化推广价值。2.海水入口温度对冷能发电装置影响明显,在其他条件均相同的情况下,海水入口温度为重现期2a极端更高水温29.9℃时,与贫气海水均温(18.8℃)工况相比,装置发电效率提高了20%。因此,我国南方地区LNG接收站尤其适合采用低温有机朗肯循环冷能发电系统。3.在其他条件均相同的情况下,富气情况下的发电效率较贫气情况降低约25%。
ORC应用领域及经济性分析:地热发电,地热温度一般在几十度到300度之间。实际上ORC可利用的温度必须在80度以上,低于这个温度则由于热电转换效率过低而导致经济性很差。地热开发中的勘探成本包括打生产井和回灌井,占总投资成本的比例很高,更高可达70%。此外,由于发电过程中地热水的抽取和回灌耗能大,水泵及工质泵的耗电量要占到总输出功率的30%-50%。当然,较高温度(150℃以上)的地热源也可使用热电联产方式:冷凝温度设置高一点,比如60℃,ORC系统出来的冷却水即可用于区域供热。在这种情况下,通过放弃一部分发电效率来换取整体回收效率的提高。ORC优点主要体现在回收显热方面有较高的效率。
在ORC低温余热发电系统中,有机工质的研究和选择是更重要的内容之一,因为有机工质的物理性质对热源的回收效率起着决定性的作用,并对系统组件的设计难度有重要影响。例如,工质的冷凝压力高,会导致密封系统设计难度高。由于ORC系统回收的是低温余热,为了使工作介质在较低温度下汽化,应采用沸点较低的有机工作介质。同时,低沸点有机工作介质还应具有以下理想特性:低临界压力和临界温度,良好的干湿性能,低粘度,低表面张力,高循环效率,较高的安全性和环境友好性。有机朗肯循环发电技术运行成本很低。上海orc余热发电
在ORC发电系统中换热器类型的选用对机组效率与经济技术性影响较大。上海orc发电
太阳能有着资源丰富,对环境无任何污染的优点,缺点是太阳能具有即时性,不易保存,且能流密度低,热源温度低,但将太阳能和ORC系统结合起来发电是具有可行性的。更具表示的是美国的SEGS,总发电量达到354MW,单系统的更大装机容量为80MW,是目前世界上更大的太阳能热电系统。烟气余热ORC发电系统,在国内有辊道炉热空气低温余热ORC发电项目,介质是从辊道炉排放的热空气,为了对企业多余热量的热空气加以利用,考虑了采用PureCycleORC低温发电机组回收该部分余热进行发电,这也促进了节能减排的进一步发展。上海orc发电
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