在ORC低温余热发电系统中,有机工质的研究和选择是更重要的内容之一,因为有机工质的物理性质对热源的回收效率起着决定性的作用,并对系统组件的设计难度有重要影响。例如,工质的冷凝压力高,会导致密封系统设计难度高。由于ORC系统回收的是低温余热,为了使工作介质在较低温度下汽化,应采用沸点较低的有机工作介质。同时,低沸点有机工作介质还应具有以下理想特性:低临界压力和临界温度,良好的干湿性能,低粘度,低表面张力,高循环效率,较高的安全性和环境友好性。有机朗肯循环发电技术可实现远程控制。ORC发电技术
目前更有前途的余热回收技术方向,是将余热转化为电能。然而,现有的技术通常基于有机朗肯循环(ORC)——类似于蒸汽循环,但使用的是不同的流体,而不是水——通常热力性能相对较差,且成本较高。在传统的ORC系统中,动力是由涡轮产生的,涡轮被设计成完全与气态流体一起工作。这样做是为了避免液滴的存在,侵蚀损坏涡轮机。然而,之前的研究表明,两相流体(即液体和蒸汽的组合)的进入可以提高这些系统的功率输出。新研究模拟确定,对于高达250摄氏度的废热,引入两相膨胀系统可以比传统的单相系统多产生28%的电力。热水或热流体ORC低温发电机采购有机朗肯循环发电技术设备可实现标准模块化生产。
烟气余热利用ORC系统:余热锅炉排出的烟气经脱酸、除尘等净化处理后,烟气温度在150℃左右,低温余热仍可进一步利用。在烟气低温余热利用ORC系统中,利用有机工质进行朗肯循环,其系统配置如图1所示,有机工质在蒸发器内定压吸热,然后在膨胀机内绝热做功,乏汽在冷凝器中定压放热,之后在工质泵内进行绝热压缩,再回到原来的动力循环过程。使用有机工质可以比较好地利用低温余热,提升系统的能源利用效率,并降低二氧化碳排放,系统的热源利用效率会有比较大的提升,从而充分带动系统发电,让系统的热能转变为电能,乏汽可以凝结为液态达到回收能源的目的。
ORC余热发电系统结构本身的优势:可选取与有机工质氟利昂不相溶解且不会发生化学反应的导热油,采用油与有机工质氟利昂直接接触热交换的方法,可进一步提高换热效率。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。ORC发电系统与传统低温余热发电系统的根本区别在于采用有机工质,所以工质特性将主导整个发电系统的结构及效率。国内外都对有机工质对于ORC系统的影响有研究,相比而言国内单单是起步阶段。有机朗肯循环发电,可用于地热发电。
ORC系统净输出功率随着蒸发温度升高先增大后减小,如图3所示,在蒸发温度范围内,三种工质的更大净输出功率为385kW、365kW、350kW,三种工质达到更大净输出功率时温度为100℃、95℃和90℃。根据工质的参数数据,工质的临界温度越低,系统就会有越大的净输出功率,就需要越高的蒸发温度。所以为了获得较高系统输出功率,应该选择临界温度更小的工质。ORC系统排烟温度会随着蒸发温度变化的,系统的排烟温度随着蒸发温度的升高而升高,在蒸发温度相同的情况下,工质的临界温度越低,系统就的排烟温度就会越低。有机朗肯循环发电,可用于太阳能发电。ORC发电技术
有机朗肯循环发电,降低环境污染的有效途径。ORC发电技术
工质泵是ORC低温余热发电系统的基本组成部分,是将冷凝器的低温低压液体有机工质经绝热增压后,高压输送到蒸发器入口的装置。作为一种成熟的产品,市场上有多种工质泵。研究发现,以下泵适用于ORC低温余热发电系统:液压隔膜泵,具有压力高、适用于危险化学介质、维护简单等特点;立式离心泵采用变频调速、机械密封;多级离心泵可实现更高的扬程和设定压力;多级离心泵是在离心泵级内安装两台或两台以上具有相同功能的离心泵,相对于活塞泵等往复泵能输送更多的流量。ORC发电技术