湖南100kwORC低溫發(fā)電機
膨脹機是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飽和蒸氣的熱能轉(zhuǎn)化為機械能從而對外做功的設(shè)備。膨脹機按工作性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，可分為速度式和容積式膨脹機。速度式膨脹機適用于大流量場合，其輸出功率和轉(zhuǎn)速相應(yīng)較高。小流量，大膨脹比的場合采用容積型膨脹機較為合適。現(xiàn)目前研究較多的是螺桿膨脹機和徑流式透平膨脹機。螺桿膨脹機有較為成熟的工業(yè)應(yīng)用，適合行業(yè)較多，目前我國已成功研制出了10KW和40KW的單螺桿膨脹機的樣機。有機朗肯循環(huán)簡稱ORC。湖南100kwORC低溫發(fā)電機
近年來，隨著世界性的能源資源緊缺和全球性環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，各國已在緊張的研究相關(guān)技術(shù)理論或制定相應(yīng)政策應(yīng)對、緩解該問題。基于低品位熱能利用的有機朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，ORC)是降低能源燃料消耗、節(jié)能減排的有效措施和手段，成為世界各國學(xué)者、科研機構(gòu)、高等院校研究的重點課題，采用新型的冷電、熱電或冷熱電聯(lián)供循環(huán)是提高低品位熱能利用ORC系統(tǒng)效率和優(yōu)化其性能的有效途徑之一。應(yīng)用于ORC系統(tǒng)的有機工質(zhì)具有一定的GWP值、ODP值等環(huán)境潛值，都將對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，在其生產(chǎn)和運輸過程中可能對環(huán)境造成一定的污染，ORC系統(tǒng)運行過程中工質(zhì)泄漏也必將加劇全球變暖、臭氧層的破壞。orc發(fā)電經(jīng)銷商有機朗肯循環(huán)發(fā)電，是進(jìn)行低溫余熱發(fā)電。
一般ORC發(fā)電系統(tǒng)選擇使用異步電機，考慮因素是系統(tǒng)控制問題，異步電機對轉(zhuǎn)速控制要求不高，在熱源不穩(wěn)定的情況下，電機對機組有較大工況的變化范圍適應(yīng)性較強。ORC發(fā)電機組的裝機容量和對電網(wǎng)的沖擊較小，并網(wǎng)更方便，功率較大，運用范圍更廣。蒸發(fā)器和冷凝器統(tǒng)稱為換熱器，其作用和工作原理一樣。在ORC發(fā)電系統(tǒng)中換熱器類型的選用對機組效率與經(jīng)濟技術(shù)性影響較大。現(xiàn)目前運用于ORC發(fā)電系統(tǒng)的換熱器有管殼式換熱器和板式換熱器，相對而言，管殼式換熱器較平板式換熱器運用更多，而板式換熱器與常規(guī)的管殼式換熱器相比，傳熱系數(shù)較高，在一定的范圍內(nèi)有取代管殼式換熱器的趨勢。
隨著全球性的能源緊缺和環(huán)境問題日益嚴(yán)重，通過充分利用可再生能源和工業(yè)余熱資源，從而提高能源利用效率是緩解能源和環(huán)境問題的重要方式.有機朗肯循環(huán)(ORC)是更有應(yīng)用前景的低品位熱能發(fā)電技術(shù)之一.本文針對ORC系統(tǒng)建立了結(jié)構(gòu)參數(shù)和系統(tǒng)操作參數(shù)同步優(yōu)化的換熱設(shè)備多目標(biāo)優(yōu)化模型，采用R245fa為工質(zhì)和板式換熱器，以效率更大和比投資成本更小為目標(biāo)函數(shù).首先分析了單個變量(蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，過熱度，蒸發(fā)器板間距，冷凝器板間距)對系統(tǒng)性能的影響，然后選取了系統(tǒng)的運行參數(shù)(蒸發(fā)壓蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，過熱度)和換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)(蒸發(fā)器和冷凝器的板長，板寬，板間距)九個參數(shù)為決策變量，利用遺傳算法進(jìn)行ORC換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)與操作參數(shù)多目標(biāo)同步優(yōu)化，獲得多目標(biāo)優(yōu)化的Pareto更優(yōu)前沿及對應(yīng)的更優(yōu)系統(tǒng)運行參數(shù)和更佳換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)組合。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)通流面積較小。
ORC發(fā)電的原理是以沸點遠(yuǎn)低于水的有機物質(zhì)(如丁烷、氯乙烷或氟利昂等[8])為工質(zhì)，有機工質(zhì)在熱力設(shè)備中不斷進(jìn)行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮4個過程，使熱能不斷轉(zhuǎn)化為機械能，帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能，發(fā)電裝置的循環(huán)系統(tǒng)由換熱器、汽輪機、冷凝器和給水泵組成[9]。ORC的具體過程為：機泵送來的有機工質(zhì)在換熱器中經(jīng)低溫余熱加熱后成為過熱蒸汽，過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，過熱蒸汽釋放出熱能后溫度、壓力均降低，成為乏汽，由冷凝器冷凝為液態(tài)，再經(jīng)機泵升壓，完成一個循環(huán)。因為有機工質(zhì)的常壓沸點遠(yuǎn)低于水的常壓沸點(100℃)，使得該有機工質(zhì)在較低溫度下就可以汽化，因此可以充分利用低溫余熱作為熱源進(jìn)行發(fā)電。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成簡單。福州高效磁浮渦輪ORC發(fā)電產(chǎn)品
ORC優(yōu)點主要體現(xiàn)在回收顯熱方面有較高的效率。湖南100kwORC低溫發(fā)電機
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(jìn)一步利用。在煙氣低溫余熱利用ORC系統(tǒng)中，利用有機工質(zhì)進(jìn)行朗肯循環(huán)，其系統(tǒng)配置如圖1所示，有機工質(zhì)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(zhì)泵內(nèi)進(jìn)行絕熱壓縮，再回到原來的動力循環(huán)過程。使用有機工質(zhì)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(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽ζ梢阅Y(jié)為液態(tài)達(dá)到回收能源的目的。湖南100kwORC低溫發(fā)電機
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