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有機(jī)朗肯循環(huán)是一種新型環(huán)保型的發(fā)電技術(shù),由蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)泵組成,如下圖所示。有機(jī)朗肯循環(huán)的工質(zhì)是低沸點(diǎn)、高蒸汽壓的有機(jī)工質(zhì),工質(zhì)在蒸發(fā)器中從低溫?zé)嵩粗形諢崃慨a(chǎn)生有機(jī)蒸氣,進(jìn)而推動膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,在膨脹機(jī)做完功的乏氣進(jìn)入冷凝器中重新冷卻為液體,由工質(zhì)泵打入蒸發(fā)器,完成一個循環(huán)。它可利用的低品位能主要有:工業(yè)余熱、地?zé)帷⑻柲?、生物質(zhì)能、液化天然氣的冷能回收。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)與常規(guī)水蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):效率高,系統(tǒng)構(gòu)成簡單;不需設(shè)置真空維持系統(tǒng);通流面積較小,透平尺寸??;使用干流體時,余熱鍋爐中不必設(shè)置過熱段,工質(zhì)蒸汽直接以飽和氣體進(jìn)透平膨脹做功;可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,運(yùn)行成本很低;單機(jī)容量范圍廣;系統(tǒng)部件、設(shè)備可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊化生產(chǎn),降低了制造成本。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)透平尺寸小。西安orc低溫余熱發(fā)電
隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展以及能源價格的不斷攀升,將余熱資源品位提高再利用的方式,特別是將工業(yè)過程中產(chǎn)生的低品位熱能資源轉(zhuǎn)換為方便、靈活的電能的回收方式受到普遍關(guān)注。有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)以其良好的機(jī)動性及對于維護(hù)保養(yǎng)的要求比較低等優(yōu)點(diǎn),將其整合到能源系統(tǒng)發(fā)電,可以實現(xiàn)用低品位能源(廢熱)提供高品位能源(電能),減輕電力負(fù)擔(dān),提高總的發(fā)電效率及發(fā)電量。在相同輸出的條件下,減少了二氧化碳等污染物的排放,有利于環(huán)境保護(hù)。有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電技術(shù)為有效解決大量低溫余熱資源回收問題提供了選擇。西安orc低溫余熱發(fā)電常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)中,工質(zhì)是水蒸氣。
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(jī)工質(zhì)進(jìn)行朗肯循環(huán),其系統(tǒng)配置如圖1所示,有機(jī)工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)定壓吸熱,然后在膨脹機(jī)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(jī)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?,乏汽可以凝結(jié)為液態(tài)達(dá)到回收能源的目的。
工質(zhì)泵是ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的基本組成部分,是將冷凝器的低溫低壓液體有機(jī)工質(zhì)經(jīng)絕熱增壓后,高壓輸送到蒸發(fā)器入口的裝置。作為一種成熟的產(chǎn)品,市場上有多種工質(zhì)泵。研究發(fā)現(xiàn),以下泵適用于ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng):液壓隔膜泵,具有壓力高、適用于危險化學(xué)介質(zhì)、維護(hù)簡單等特點(diǎn);立式離心泵采用變頻調(diào)速、機(jī)械密封;多級離心泵可實現(xiàn)更高的揚(yáng)程和設(shè)定壓力;多級離心泵是在離心泵級內(nèi)安裝兩臺或兩臺以上具有相同功能的離心泵,相對于活塞泵等往復(fù)泵能輸送更多的流量。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電,可用于生物質(zhì)發(fā)電。
太陽能有著資源豐富,對環(huán)境無任何污染的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是太陽能具有即時性,不易保存,且能流密度低,熱源溫度低,但將太陽能和ORC系統(tǒng)結(jié)合起來發(fā)電是具有可行性的。更具表示的是美國的SEGS,總發(fā)電量達(dá)到354MW,單系統(tǒng)的更大裝機(jī)容量為80MW,是目前世界上更大的太陽能熱電系統(tǒng)。煙氣余熱ORC發(fā)電系統(tǒng),在國內(nèi)有輥道爐熱空氣低溫余熱ORC發(fā)電項目,介質(zhì)是從輥道爐排放的熱空氣,為了對企業(yè)多余熱量的熱空氣加以利用,考慮了采用PureCycleORC低溫發(fā)電機(jī)組回收該部分余熱進(jìn)行發(fā)電,這也促進(jìn)了節(jié)能減排的進(jìn)一步發(fā)展。ORC余熱發(fā)電技術(shù)改善環(huán)境問題。南寧orc低溫余熱發(fā)電
有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)降低了制造成本。西安orc低溫余熱發(fā)電
國外對于低溫余熱的研究開始于20世紀(jì)70年代,其中對ORC系統(tǒng)進(jìn)行研究的更早,早在20世紀(jì)20年代初期,就有人開始研究使用苯醚為工質(zhì)的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)。通過對國內(nèi)外大部分ORC系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)商及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)的分析和研究,發(fā)現(xiàn)ORC系統(tǒng)比較適合用于300℃以下的余熱熱源.工業(yè)余熱資源回收潛力和余熱發(fā)電環(huán)保效應(yīng)巨大,美國公司曾經(jīng)建造了利用煉油廠為余熱(110℃)的ORC系統(tǒng),該系統(tǒng)運(yùn)用單級向心透平,有機(jī)工質(zhì)為R113,輸出功率約為1174KW。美國公司和日本曾建造了以工業(yè)廢熱為熱源的ORC系統(tǒng),更終取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。西安orc低溫余熱發(fā)電