利用有机朗肯循环(OrganicRankineCycle,ORC)系统,将低品位热能(一般低于200℃,如太阳热能、工业余热等)转化为电能。ORC有单循环和双循环。工质有很多种,如正丁烷、异丁烷,氯乙烷、氨以及氟利昂系列等物质,都可以作为汽轮机的工质。常规的朗肯循环系统以水—水蒸汽作为工质,系统由锅炉、汽轮机、冷凝器和给水泵4组设备组成.工质在热力设备中不断进行等压加热、绝热膨胀、等压放热和绝热压缩4个过程。ORC只是工质不同而已,而且主要用于低温领域。有机朗肯循环发电,可用于生物质发电。ORC发电技术
在有机朗肯循环发电设备中,低压液态有机工质经过工质泵增压后进入蒸发器吸收热量转变为高温高压蒸汽;之后,高温高压有机工质蒸汽推动膨胀机发电机进行发电,产生电量输出;膨胀机出口的低压过热蒸汽进入冷凝器,向低温热源放热而被冷凝为液态,如此往复循环。ORC发电设备与其他热机循环相比有诸多明显的优点。首先,与其他热机循环相比,ORC对低品位余热的利用率更高;其次,使用ORC发电设备的尺寸和重量小;此外,有ORC比其他热电循环的运行维护成本更低。ORC发电技术有机朗肯循环的工质是低沸点、高蒸汽压的有机工质。
ORC特点:(1)对较低温度热源的利用有更高的效率。(2)戊烷比水蒸气密度大一点,比容也是比较小的,因此所需汽轮机的尺寸(特别是减小汽轮机末级叶片的高度)、排气管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直径均较小。(3)与水蒸气不同,戊烷在膨胀作功过程中,从高压到低压始终保持干燥状态,这就消除了形成湿气以及当高速小水滴冲击汽轮机时,产生腐蚀损坏的可能性。所以,ORC能比水蒸气汽轮机更有效地适应部分负荷运行及大的功率变动,不需要装过热器。
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。常规的水蒸气朗肯循环中,工质是水蒸气。
ORC低温余热发电技术研究利用现状:国外对于低温余热的研究开始于20世纪70年代,其中对ORC系统进行研究的更早,早在20世纪20年代初期,就有人开始研究使用苯醚为工质的有机朗肯循环系统。总结了国外一部分ORC系统设备生产商及相应的技术参数,研究发现比较适合用于300℃以下的余热热源。工业余热资源回收潜力和余热发电环保效应巨大,美国公司曾经建造了利用炼油厂为余热(110℃)的ORC系统,该系统运用单级向心透平,有机工质为R113,输出功率约为1174KW。日本曾建造了以工业废热为热源的ORC系统,更终取得了良好的社会和经济效益。有机朗肯循环发电技术系统构成简单。低温orc发电制作报价
ORC过程具有多变量强耦合、非线性和不确定性等特点。ORC发电技术
目前化工行业现有生产工艺中有多处工艺介质气(温度约90~160℃)通过水冷方式进行冷却,不但造成低品位热能资源的浪费,循环冷却水系统自身还要消耗大量的电能和水资源。虽然有些工艺流程实现了高温介质对低温介质的加热来优化化工生产过程中的管网匹配工艺,但高温介质和低温介质间往往存在较大的温度差,造成热能的损失和浪费。有机朗肯循环技术可实现对化工过程中工艺流体余热的回收利用,回收过程中有机朗肯循环介质与冷热流体实现热量交换,有效回收利用工艺介质气冷却过程中排放的低温热能。ORC发电技术