ORC低温余热发电系统可用于钢铁、水泥、石化、电力、冶金、玻璃等行业,对降低能耗、环境保护具有重要意义。ORC低温余热发电系统可利用的低品位能(指转换效率低的能源)主要有以下几种形式:1、工业余热。回收工业余热可减少工业能耗和温室气体的排放。可利用大多数工业过程或电厂排放的烟气,温度一般不高于400℃。2、地热。地热发电利用地热蒸汽或者热水作为热源,我国目前已经勘测发现的地热田均属热水型热储。所利用的地热水大多在饱和状态附近,温度一般不超过200℃。3、太阳能。太阳能能量密度低,热源温度不高,需采用基于集热技术的有机朗肯循环热电系统,经过集热装置后,温度可以达到300℃。例如用平板集热器收集低于100℃的太阳热水作驱动热源,用ORC透平等构成低温太阳能热力发电系统,可作为分布式能源。4、生物质能。生物质能也是有机朗肯循环的重要驱动源之一。生物质能发电采用有机朗肯循环主要是由于在机组规模较小时,有机工质具有更高的涡轮机效率。此外,有机朗肯循环还被用于液化天然气(LNG)的冷能回收等场合。 ORC余热发电系统应用范围普遍。上海orc发电
随着全球性的能源紧缺和环境问题日益严重,通过充分利用可再生能源和工业余热资源,从而提高能源利用效率是缓解能源和环境问题的重要方式.有机朗肯循环(ORC)是更有应用前景的低品位热能发电技术之一.本文针对ORC系统建立了结构参数和系统操作参数同步优化的换热设备多目标优化模型,采用R245fa为工质和板式换热器,以效率更大和比投资成本更小为目标函数.首先分析了单个变量(蒸发压力,冷凝压力,过热度,蒸发器板间距,冷凝器板间距)对系统性能的影响,然后选取了系统的运行参数(蒸发压蒸发压力,冷凝压力,过热度)和换热器的结构参数(蒸发器和冷凝器的板长,板宽,板间距)九个参数为决策变量,利用遗传算法进行ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化,获得多目标优化的Pareto更优前沿及对应的更优系统运行参数和更佳换热器结构参数组合。上海ORC低温发电机组ORC优点主要体现在回收显热方面有较高的效率。
ORC特点:1.在缺水地区,优先使用空气冷却的冷凝器。ORC电厂使用的空冷冷凝器要比水蒸气电厂使用的空冷冷凝器的体积小得多,价格也低得多。2.与水蒸气相比,由于有机工质的声速低,在低叶片速度时,能获得有利的空气动力配合,在50Hz时能产生较高的汽轮机效率,不需要装齿轮箱。3.有机工质冷凝压力高,整个系统在接近和稍高于大气压力的情况下工作,使得有机工质的漏失现象大为降低。4.有机工质凝固点很低(低于-73℃),这就允许它在较低温度下仍能释放出能量。这样做,在寒冷天气可增加出力,冷凝器也不需要增加防冻设施。
工质选择的基本原则:ORC发电系统的工质选择十分重要,选择过程中应该充分考虑工质的经济性、安全性和技术性。工质必须具有较低的临界温度和临界压力,较低的蒸汽过热要求并且粘度较低,以及较小的体积比,工质应具有适当的热稳定极限,和发动机材料、润滑油都具有较好的相容性。除性能要求外,工质也要满足环保的要求,而且要控制工质的毒性和满足化学稳定性要求,在经济性上也要足够低廉,并且输送储存都比较方便。选择工质时,更重要的在于工质的热力学性能,将会决定设备的尺寸、稳定性、环保水平很经济性。有机朗肯循环发电,可用于地热发电。
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。有机朗肯循环发电,降低环境污染的有效途径。上海orc发电
ORC电厂使用的空冷冷凝器要比水蒸气电厂使用的空冷冷凝器的体积小得多。上海orc发电
一般ORC发电系统选择使用异步电机,考虑因素是系统控制问题,异步电机对转速控制要求不高,在热源不稳定的情况下,电机对机组有较大工况的变化范围适应性较强。ORC发电机组的装机容量和对电网的冲击较小,并网更方便,功率较大,运用范围更广。蒸发器和冷凝器统称为换热器,其作用和工作原理一样。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。现目前运用于ORC发电系统的换热器有管壳式换热器和板式换热器,相对而言,管壳式换热器较平板式换热器运用更多,而板式换热器与常规的管壳式换热器相比,传热系数较高,在一定的范围内有取代管壳式换热器的趋势。上海orc发电
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