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。有机朗肯循环发电技术降低了制造成本。天津高效磁浮涡轮ORC发电装置
ORC应用领域及经济性分析:生物质发电,生物质在农业、工业领域如木材厂、农业废弃物中普遍存在。但是由于实现清洁生物质能燃烧的投资比传统的燃料投入更大,所以对于小型生物质发电厂,其发电成本并没有太大竞争力,可以通过热电联产的方式来实现投资盈利。因此,为了实现高效率转换,生物质热电联产电厂通常是由热需求,而不是电力需求来驱动的。通常,一个典型的生物质热电厂的装机规模在发电功率1~2MW左右,同时可提供6~10MW的热功率。中低温烟气ORC低温发电机组采购在ORC发电系统中换热器类型的选用对机组效率与经济技术性影响较大。
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。使用有机朗肯循环可以用有机工质将低温余热回收后进行发电。
有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,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,其工作原理如图1所示。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,再借助工质泵重新回到换热器,如此不断地循环下去.可应用于工业余热发电。有机朗肯循环发电技术系统构成简单。中低温烟气ORC低温发电机组采购
ORC发电机组的装机容量和对电网的网更方便。天津高效磁浮涡轮ORC发电装置
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。天津高效磁浮涡轮ORC发电装置