天津高效磁浮涡轮ORC低温发电机组

根据包钢薄板厂宽厚板2号加热炉的高温烟气参数，采用多级轴流ORC透平发电机组对该加热炉的高温烟气热能进行回收发电，机组发电工艺为：高温烟气与热水换热，再将热水引入蒸发器与有机工质R245fa换热，产生R245fa蒸汽推动ORC膨胀机膨胀做功并带动发电机发电，膨胀机膨胀后的乏汽进入蒸发式冷凝器冷凝成液态，经工质泵进入预热器预热后进入蒸发器再次蒸发成气态。该机组采用高效轴流反动式透平膨胀机和同步发电机，整个机组采用集散设计，透平膨胀机的设计技术较成熟，单机能实现小功率到大功率的任意设计。有机朗肯循环简称ORC。天津高效磁浮涡轮ORC低温发电机组

温度参数对有机朗肯循环系统的影响研究：针对天然气与石油领域中大量存在的90~150℃低温余热，采用有机朗肯循环(OrganicRankineCycle，ORC)进行回收利用。选用R134a、R245fa和R601a三种有机工质，根据有机朗肯循环的理论基础，建立热力学模型，并考虑温度参数对有机朗肯循环系统的影响。研究发现：有机朗肯循环系统在更佳蒸发温度时，循环净输出功更大，平准化发电成本更小；系统还存在更佳冷凝温度使得净输出功和热效率更大，平准化发电成本更小的现象；工质的过热度、过冷度对循环热效率和平准化发电成本没有明显的影响，反而会减小循环的净输出功。综合净输出功、热效率以及平准化发电成本，R245fa是更适宜用于低温余热回收有机朗肯循环系统的有机工质。该研究可为低温余热的回收利用提供一定的理论基础。天津高效磁浮涡轮ORC低温发电机组有机朗肯循环发电，利用低沸点有机物作为工质的朗肯循环的发电技术。

有机朗肯循环发电技术是在朗肯循环的基础上，采用低沸点的有机物作为循环工质，从温度相对较低热源吸收热量，然后膨胀做功从而带动发电机发电.与传统的使用水蒸汽作为工质的发电技术相比，该技术能够有效地把低品位的热能转化为高品位的电能，并具有系统结构简单，发电过程安全可靠等优势，在工业余热的回收，地热能，太阳能等新能源的开发利用领域具有较大的前景。有机朗肯循环在回收低品位热能具有很多有点，主要是：在回收中低品位热能时效率高、结构简单、工作压力对密封要求低、采用新型工质的有机朗肯循环对环境友好等特点，因此有机朗肯循环被认为是一项切实可行的绿色能源技术。高等的余热发电过程控制系统能确保余热发电过程的安全、可靠及经济运行。有机朗肯循环过程具有多变量强耦合、非线性和不确定性等特点，所以有必要选择一种先进的控制算法来提高余热发电过程的性能。

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。有机朗肯循环是一种新型环保型的发电技术。

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。ORC余热发电系统应用范围普遍。成都orc余热发电

有机朗肯循环发电技术通流面积较小。天津高效磁浮涡轮ORC低温发电机组

针对有机朗肯循环(OrganicRankineCycle，ORC)，基于循环做功能力、经济性与不可逆性等指标，本文利用层次分析法(AnalyticHierarchyProcess，AHP)，建立有机朗肯循环的综合评价模型；并考虑人为因素对优化结果的影响，推导出综合评价指标F及位置函数F1。通过优化位置函数F1确定更佳工况点位置，进而求得更优综合评价指标F值。结合统计学知识，利用变异系数(CoefficientofVariation，CV)评价循环稳定性。CV值可以反映循环外界条件变化时，综合评价指标F值的波动。利用综合评价指标F对工质R227ea进行蒸发温度及热源温度的优化计算，并与净功优化结果进行对比，证明了综合评价指标F的合理性。同时研究了七种纯工质在不同热源温度下的综合性能及稳定性；并考察权重W1对综合性能和优化结果的影响。本文还对混合工质R245fa/R152a的综合性能进行研究，并与纯工质进行对比。天津高效磁浮涡轮ORC低温发电机组