ORC应用领域及经济性分析:地热发电,地热温度一般在几十度到300度之间。实际上ORC可利用的温度必须在80度以上,低于这个温度则由于热电转换效率过低而导致经济性很差。地热开发中的勘探成本包括打生产井和回灌井,占总投资成本的比例很高,更高可达70%。此外,由于发电过程中地热水的抽取和回灌耗能大,水泵及工质泵的耗电量要占到总输出功率的30%-50%。当然,较高温度(150℃以上)的地热源也可使用热电联产方式:冷凝温度设置高一点,比如60℃,ORC系统出来的冷却水即可用于区域供热。在这种情况下,通过放弃一部分发电效率来换取整体回收效率的提高。一般ORC发电系统选择使用异步電机。内蒙古高效磁浮涡轮ORC发电设备
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。武汉高效磁浮涡轮ORC低温发电机组有机朗肯循环发电,可用于海水淡化。
研究了不同热源温度下ORC系统的变工况性能,分析了不同热源温度下固定透平效率与动态透平效率下ORC系统的性能。得出如下结论:透平效率随蒸发温度的降低或者冷凝温度的升高而增大,在不同运行参数及不同工质条件下,透平效率差异较大,更大可达0.151。采用动态透平效率后,系统净输出功增加趋势减缓,且工质排序发生了改变。在给定热源条件下,选取不同的透平效率,更优工质及更佳运行参数也不同。对于固定透平效率ORC系统,若侧重于系统产品㶲单价,则异戊烷为更优,若侧重于系统单位净输出功投资成本,则戊烷为更优工质,更佳蒸发温度与冷凝温度分别为377.10K和323.70K。而对于动态透平ORC系统而言,戊烷为更优工质,更佳蒸发温度与冷凝温度则分别为374.05K和324.34K。
有机朗肯循环(OrganicRankineCycle,简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环,主要由余热锅炉(或换热器)、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成。ORC的工作原理如下:ORC循环中,工质的作用是将热源的热值提取出来,将温度转化为压力、动力、从而实现低温热源的动力输出。有机工质在换热器中从余热流中吸收热量,生成具一定压力和温度的蒸汽,蒸汽进入透平机械膨胀做功,从而带动发电机或拖动其它动力机械。从透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷却水放热,凝结成液态,之后借助工质泵重新回到换热器,如此不断地循环下去。ORC发电技术市场潜力大。
动态透平效率对有机朗肯循环系统性能的影响:透平效率随蒸发温度的降低或者冷凝温度的升高而增大,采用动态透平效率后,系统净输出功随蒸发温度升高而增加趋势减缓,工质排序也发生了变化;对于固定透平效率与动态透平效率ORC系统,经多目标筛选后所确定的更优工质及更佳蒸发温度和冷凝温度均有一定差异,表明若采用固定透平效率会对工质筛选及参数优化造成一定误差;随着热源温度的升高,固定透平效率与动态透平效率ORC系统之间更佳蒸发温度与净输出功差异逐渐增大,说明热源温度越高,采用固定透平效率引起的误差越大。ORC能确保余热发电过程的可靠及经济运行。陕西中低温烟气ORC低温发电机
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。内蒙古高效磁浮涡轮ORC发电设备
在世界范围内,超过九成的电能产生都通过以水和水蒸气为循环工质的朗肯循环产生,其主要包括定压吸热、等熵膨胀、等压冷凝和等熵压缩等四个过程。当热源温度低于370℃时,例如余热及地热等,以水为工质的传统朗肯循环已经不能对其进行有效的利用。在这种背景下,有机朗肯循环逐渐受到研究者的重视。有机朗肯循环(OrganicRankineCycle,ORC)采用低沸点有机物为工质(如R113,R123等),具有使用寿命长、维护费用低和自动化程度高等特点,使得朗肯循环能够从低品位的热源中吸热,因此特别适合中低温余热的利用。内蒙古高效磁浮涡轮ORC发电设备