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北京中低溫?zé)煔釵RC低溫發(fā)電機(jī)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-24

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。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)單機(jī)容量范圍廣。北京中低溫?zé)煔釵RC低溫發(fā)電機(jī)

目前更有前途的余熱回收技術(shù)方向,是將余熱轉(zhuǎn)化為電能。然而,現(xiàn)有的技術(shù)通?;谟袡C(jī)朗肯循環(huán)(ORC)——類(lèi)似于蒸汽循環(huán),但使用的是不同的流體,而不是水——通常熱力性能相對(duì)較差,且成本較高。在傳統(tǒng)的ORC系統(tǒng)中,動(dòng)力是由渦輪產(chǎn)生的,渦輪被設(shè)計(jì)成完全與氣態(tài)流體一起工作。這樣做是為了避免液滴的存在,侵蝕損壞渦輪機(jī)。然而,之前的研究表明,兩相流體(即液體和蒸汽的組合)的進(jìn)入可以提高這些系統(tǒng)的功率輸出。新研究模擬確定,對(duì)于高達(dá)250攝氏度的廢熱,引入兩相膨脹系統(tǒng)可以比傳統(tǒng)的單相系統(tǒng)多產(chǎn)生28%的電力。中低溫?zé)煔釵RC低溫發(fā)電機(jī)生產(chǎn)ORC發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量和對(duì)電網(wǎng)的網(wǎng)更方便。

ORC發(fā)電機(jī)組可將工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的中低溫余熱進(jìn)行回收,并轉(zhuǎn)化為高等電能。ORC渦輪透平膨脹技術(shù)可利用90~300℃的低溫?zé)嵩催M(jìn)行發(fā)電,熱電轉(zhuǎn)換效率處于行業(yè)先進(jìn)水平。渦輪透平是目前該領(lǐng)域內(nèi)效率更高的低溫發(fā)電技術(shù)。這一技術(shù)可普遍用于石化、鋼鐵、水泥、建材、玻璃、陶瓷、化肥、化工等高能耗行業(yè)的余熱回收發(fā)電,應(yīng)用形式包括:工藝熱媒水余熱回收發(fā)電、工藝物料余熱回收發(fā)電、工藝乏汽或放散廢蒸汽余熱回收發(fā)電、工業(yè)窯爐煙氣余熱回收發(fā)電等。也可以推廣到可再生能源如地?zé)岚l(fā)電、太陽(yáng)能光熱發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電等系統(tǒng)中。

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)。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電,可用于太陽(yáng)能發(fā)電。

ORC系統(tǒng)凈輸出功率隨著蒸發(fā)溫度升高先增大后減小,如圖3所示,在蒸發(fā)溫度范圍內(nèi),三種工質(zhì)的更大凈輸出功率為385kW、365kW、350kW,三種工質(zhì)達(dá)到更大凈輸出功率時(shí)溫度為100℃、95℃和90℃。根據(jù)工質(zhì)的參數(shù)數(shù)據(jù),工質(zhì)的臨界溫度越低,系統(tǒng)就會(huì)有越大的凈輸出功率,就需要越高的蒸發(fā)溫度。所以為了獲得較高系統(tǒng)輸出功率,應(yīng)該選擇臨界溫度更小的工質(zhì)。ORC系統(tǒng)排煙溫度會(huì)隨著蒸發(fā)溫度變化的,系統(tǒng)的排煙溫度隨著蒸發(fā)溫度的升高而升高,在蒸發(fā)溫度相同的情況下,工質(zhì)的臨界溫度越低,系統(tǒng)就的排煙溫度就會(huì)越低。ORC過(guò)程具有多變量強(qiáng)耦合、非線(xiàn)性和不確定性等特點(diǎn)。成都高效磁浮渦輪ORC低溫發(fā)電機(jī)組

一般ORC發(fā)電系統(tǒng)選擇使用異步電機(jī)。北京中低溫?zé)煔釵RC低溫發(fā)電機(jī)

膨脹機(jī)是ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)中的主要設(shè)備,它是將蒸發(fā)器出口的高溫高壓的有機(jī)飽和蒸氣的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能從而對(duì)外做功的設(shè)備。膨脹機(jī)按工作性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同,可分為速度式和容積式膨脹機(jī)。速度式膨脹機(jī)適用于大流量場(chǎng)合,其輸出功率和轉(zhuǎn)速相應(yīng)較高。小流量,大膨脹比的場(chǎng)合采用容積型膨脹機(jī)較為合適?,F(xiàn)目前研究較多的是螺桿膨脹機(jī)和徑流式透平膨脹機(jī)。螺桿膨脹機(jī)有較為成熟的工業(yè)應(yīng)用,適合行業(yè)較多,目前我國(guó)已成功研制出了10KW和40KW的單螺桿膨脹機(jī)的樣機(jī)。北京中低溫?zé)煔釵RC低溫發(fā)電機(jī)

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