能源是推动人类社会发展和进步的动力.我国是能源消费大国,但是,由于科学技术水平不高导致我国能源利用效率不高,大量的低品位余热被直接排放到环境中,不但造成了能源浪费,也给环境带来了破坏.有机朗肯循环(OrganicRankineCycle,简称ORC)发电技术,可以将低品位余热转换为使用方便,输送灵活的高品位电能,是提高能源回收利用效率同时也降低环境污染的有效途径;由于其独特的优势以及广阔的市场应用前景。已经成为节能减排领域研究的热点课题之一.基于前人关于ORC发电技术的相关研究,本文建立了低品位余热ORC发电系统模型,并采用EES(EngineeringEquationSolver)软件编程对低品位余热ORC发电系统模型进行仿真计算。有机朗肯循环发电,是进行低温余热发电。南京ORC发电模组
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。河南高效磁浮涡轮ORC发电机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。
工作运行参数对朗肯循环效率的影响:在朗肯循环中,表征朗肯循环特性的循环特性参数分别为从蒸发器输出的过热蒸汽的状态所确定的蒸发压力和蒸发温度以及冷凝器中冷凝状态所确定的冷凝压力。在蒸发与冷凝压力一定时,提高工质的蒸发器出口温度可使系统热效率增大。这是由于当蒸发温度由1提高到1点时,平均吸热温度随之提高,使得循环温差增大,从而提高循环热效率。另外,循环工质在膨胀终点的干度随着蒸发温度的提高而增大,而干度的增大有利于提高膨胀机械的性能,并延长其使用寿命。
ORC系统的蒸发温度应该控制在70-11℃,并且系统的净输出功存在极大值,综合分析工质对环境影响潜能值,使用R600a工质比较有效,根据蒸发温度为100℃设计,ORC系统可以获得385kW的发电功率,全年可以节约950吨标煤,并减少2250吨二氧化碳,以及降低氮氧化物的排放,有非常好的节能减排效果。垃圾焚烧低温余热发电的系统设计中,设计人员应该了解不同工质的属性,并根据系统的要求正确选择工质;有工质的蒸发温度,对发电功率、发电效率和排烟温度有明显影响,工质选择时应予以综合考虑。ORC的工作压力对密封要求低。
朗肯循环是指以水蒸气作为工质的一种理想循环过程,主要包括等熵压缩、等压加热、等熵膨胀、以及一个等压冷凝过程。用于蒸汽装置动力循环。工作过程:3-4过程:在水泵中水被压缩升压,过程中流经水泵的流量较大,水泵向周围的散热量折合到单位质量工质,可以忽略,因而3一4过程简化为可逆绝热压缩过程,即等熵压缩过程。4-1过程:水在锅炉中被加热的过程本来是在外部火焰与工质之间有较大温差的条件下进行的,而且不可避免地工质会有压力损失,是一个不可逆加热过程。我们把它理想化为不计工质压力变化,并将过程想象为无数个与工质温度相同的热源与工质可逆传热,也就是把传热不可逆因素放在系统之外,只着眼于工质一侧。这样,将加热过程理想化为定压可逆吸热过程。ORC发电机组的装机容量和对电网的运用范围更广。orc余热发电直销
有机朗肯循环发电技术通流面积较小。南京ORC发电模组
动态透平效率对有机朗肯循环系统性能的影响:向心透平效率随运行参数的变化及工质种类的不同有较大差别,引入向心透平一维分析模型来计算透平效率,分析蒸发温度与冷凝温度对透平效率的影响,比较固定透平效率与动态透平效率有机朗肯循环(ORC)系统的热力性能与经济性能。采用非支配解排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化ORC系统筛选出更优工质,确定更佳蒸发温度与冷凝温度。同时比较了不同热源温度下固定透平效率和动态透平效率ORC系统的更佳运行参数,分析了透平效率随热源温度的变化。南京ORC发电模组