能源是推動人類社會發(fā)展和進(jìn)步的動力.我國是能源消費大國，但是，由于科學(xué)技術(shù)水平不高導(dǎo)致我國能源利用效率不高，大量的低品位余熱被直接排放到環(huán)境中，不但造成了能源浪費，也給環(huán)境帶來了破壞.有機(jī)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，簡稱ORC)發(fā)電技術(shù)，可以將低品位余熱轉(zhuǎn)換為使用方便，輸送靈活的高品位電能，是提高能源回收利用效率同時也降低環(huán)境污染的有效途徑；由于其獨特的優(yōu)勢以及廣闊的市場應(yīng)用前景。已經(jīng)成為節(jié)能減排領(lǐng)域研究的熱點課題之一.基于前人關(guān)于ORC發(fā)電技術(shù)的相關(guān)研究，本文建立了低品位余熱ORC發(fā)電系統(tǒng)模型，并采用EES(EngineeringEquationSolver)軟件編程對低品位余熱ORC發(fā)電系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真計算。ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)有著流量大、裝機(jī)功率大等特點。濟(jì)南高效磁浮渦輪ORC發(fā)電裝置

利用有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是一種利用低品位熱能的有效手段。ORC系統(tǒng)的典型設(shè)計過程通常包括：工質(zhì)選擇、循環(huán)結(jié)構(gòu)的選擇、運行參數(shù)的優(yōu)化、部件選型和尺寸設(shè)計，這是一個非常耗時且高度依賴于設(shè)計人員經(jīng)驗的過程，在大多數(shù)情況下很難實現(xiàn)更優(yōu)設(shè)計。近年來，人工智能這種新興的技術(shù)被工程界普遍采用，用于解決傳統(tǒng)手段難以解決的問題。在能源系統(tǒng)的設(shè)計中，研究人員也在嘗試?yán)眠@種新工具去解決ORC系統(tǒng)設(shè)計中的難點問題。目前，有關(guān)人工智能輔助ORC系統(tǒng)設(shè)計的研究比較零散，大多數(shù)工作仍屬于嘗試性的工作，不能為后續(xù)研究提供很好的指導(dǎo)。因此，本文對人工智能技術(shù)在ORC系統(tǒng)設(shè)計中的較新進(jìn)展進(jìn)行了文獻(xiàn)綜述，旨在厘清人工智能技術(shù)在ORC系統(tǒng)設(shè)計中的研究領(lǐng)域，并為人工智能技術(shù)更好地輔助ORC系統(tǒng)設(shè)計提供指導(dǎo)。高效磁浮渦輪ORC發(fā)電裝置設(shè)計有機(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。

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、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：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。

根據(jù)包鋼薄板廠寬厚板2號加熱爐的高溫?zé)煔鈪?shù)，采用多級軸流ORC透平發(fā)電機(jī)組對該加熱爐的高溫?zé)煔鉄崮苓M(jìn)行回收發(fā)電，機(jī)組發(fā)電工藝為：高溫?zé)煔馀c熱水換熱，再將熱水引入蒸發(fā)器與有機(jī)工質(zhì)R245fa換熱，產(chǎn)生R245fa蒸汽推動ORC膨脹機(jī)膨脹做功并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，膨脹機(jī)膨脹后的乏汽進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器冷凝成液態(tài)，經(jīng)工質(zhì)泵進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入蒸發(fā)器再次蒸發(fā)成氣態(tài)。該機(jī)組采用高效軸流反動式透平膨脹機(jī)和同步發(fā)電機(jī)，整個機(jī)組采用集散設(shè)計，透平膨脹機(jī)的設(shè)計技術(shù)較成熟，單機(jī)能實現(xiàn)小功率到大功率的任意設(shè)計。有機(jī)朗肯循環(huán)的工質(zhì)是低沸點、高蒸汽壓的有機(jī)工質(zhì)。

動態(tài)透平效率對有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能的影響：向心透平效率隨運行參數(shù)的變化及工質(zhì)種類的不同有較大差別，引入向心透平一維分析模型來計算透平效率，分析蒸發(fā)溫度與冷凝溫度對透平效率的影響，比較固定透平效率與動態(tài)透平效率有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）系統(tǒng)的熱力性能與經(jīng)濟(jì)性能。采用非支配解排序遺傳算法（NSGA-Ⅱ）優(yōu)化ORC系統(tǒng)篩選出更優(yōu)工質(zhì)，確定更佳蒸發(fā)溫度與冷凝溫度。同時比較了不同熱源溫度下固定透平效率和動態(tài)透平效率ORC系統(tǒng)的更佳運行參數(shù)，分析了透平效率隨熱源溫度的變化。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電，可用于地?zé)岚l(fā)電。高效磁浮渦輪ORC發(fā)電裝置設(shè)計

ORC對較低溫度熱源的利用有更高的效率。濟(jì)南高效磁浮渦輪ORC發(fā)電裝置

ORC應(yīng)用領(lǐng)域及經(jīng)濟(jì)性分析：地?zé)岚l(fā)電，地?zé)釡囟纫话阍趲资鹊?00度之間。實際上ORC可利用的溫度必須在80度以上，低于這個溫度則由于熱電轉(zhuǎn)換效率過低而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性很差。地?zé)衢_發(fā)中的勘探成本包括打生產(chǎn)井和回灌井，占總投資成本的比例很高，更高可達(dá)70%。此外，由于發(fā)電過程中地?zé)崴某槿『突毓嗪哪艽?，水泵及工質(zhì)泵的耗電量要占到總輸出功率的30%-50%。當(dāng)然，較高溫度(150℃以上)的地?zé)嵩匆部墒褂脽犭娐?lián)產(chǎn)方式：冷凝溫度設(shè)置高一點，比如60℃，ORC系統(tǒng)出來的冷卻水即可用于區(qū)域供熱。在這種情況下，通過放棄一部分發(fā)電效率來換取整體回收效率的提高。濟(jì)南高效磁浮渦輪ORC發(fā)電裝置

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