湖南100kwORC低溫發(fā)電機
膨脹機是ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)中的主要設備，它是將蒸發(fā)器出口的高溫高壓的有機飽和蒸氣的熱能轉化為機械能從而對外做功的設備。膨脹機按工作性質(zhì)和結構的不同，可分為速度式和容積式膨脹機。速度式膨脹機適用于大流量場合，其輸出功率和轉速相應較高。小流量，大膨脹比的場合采用容積型膨脹機較為合適?，F(xiàn)目前研究較多的是螺桿膨脹機和徑流式透平膨脹機。螺桿膨脹機有較為成熟的工業(yè)應用，適合行業(yè)較多，目前我國已成功研制出了10KW和40KW的單螺桿膨脹機的樣機。有機朗肯循環(huán)簡稱ORC。湖南100kwORC低溫發(fā)電機
近年來，隨著世界性的能源資源緊缺和全球性環(huán)境問題的日益嚴重，各國已在緊張的研究相關技術理論或制定相應政策應對、緩解該問題?；诘推肺粺崮芾玫挠袡C朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，ORC)是降低能源燃料消耗、節(jié)能減排的有效措施和手段，成為世界各國學者、科研機構、高等院校研究的重點課題，采用新型的冷電、熱電或冷熱電聯(lián)供循環(huán)是提高低品位熱能利用ORC系統(tǒng)效率和優(yōu)化其性能的有效途徑之一。應用于ORC系統(tǒng)的有機工質(zhì)具有一定的GWP值、ODP值等環(huán)境潛值，都將對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，在其生產(chǎn)和運輸過程中可能對環(huán)境造成一定的污染，ORC系統(tǒng)運行過程中工質(zhì)泄漏也必將加劇全球變暖、臭氧層的破壞。orc發(fā)電經(jīng)銷商有機朗肯循環(huán)發(fā)電，是進行低溫余熱發(fā)電。
一般ORC發(fā)電系統(tǒng)選擇使用異步電機，考慮因素是系統(tǒng)控制問題，異步電機對轉速控制要求不高，在熱源不穩(wěn)定的情況下，電機對機組有較大工況的變化范圍適應性較強。ORC發(fā)電機組的裝機容量和對電網(wǎng)的沖擊較小，并網(wǎng)更方便，功率較大，運用范圍更廣。蒸發(fā)器和冷凝器統(tǒng)稱為換熱器，其作用和工作原理一樣。在ORC發(fā)電系統(tǒng)中換熱器類型的選用對機組效率與經(jīng)濟技術性影響較大?，F(xiàn)目前運用于ORC發(fā)電系統(tǒng)的換熱器有管殼式換熱器和板式換熱器，相對而言，管殼式換熱器較平板式換熱器運用更多，而板式換熱器與常規(guī)的管殼式換熱器相比，傳熱系數(shù)較高，在一定的范圍內(nèi)有取代管殼式換熱器的趨勢。
隨著全球性的能源緊缺和環(huán)境問題日益嚴重，通過充分利用可再生能源和工業(yè)余熱資源，從而提高能源利用效率是緩解能源和環(huán)境問題的重要方式.有機朗肯循環(huán)(ORC)是更有應用前景的低品位熱能發(fā)電技術之一.本文針對ORC系統(tǒng)建立了結構參數(shù)和系統(tǒng)操作參數(shù)同步優(yōu)化的換熱設備多目標優(yōu)化模型，采用R245fa為工質(zhì)和板式換熱器，以效率更大和比投資成本更小為目標函數(shù).首先分析了單個變量(蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，過熱度，蒸發(fā)器板間距，冷凝器板間距)對系統(tǒng)性能的影響，然后選取了系統(tǒng)的運行參數(shù)(蒸發(fā)壓蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，過熱度)和換熱器的結構參數(shù)(蒸發(fā)器和冷凝器的板長，板寬，板間距)九個參數(shù)為決策變量，利用遺傳算法進行ORC換熱設備結構與操作參數(shù)多目標同步優(yōu)化，獲得多目標優(yōu)化的Pareto更優(yōu)前沿及對應的更優(yōu)系統(tǒng)運行參數(shù)和更佳換熱器結構參數(shù)組合。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術通流面積較小。
ORC發(fā)電的原理是以沸點遠低于水的有機物質(zhì)(如丁烷、氯乙烷或氟利昂等[8])為工質(zhì)，有機工質(zhì)在熱力設備中不斷進行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮4個過程，使熱能不斷轉化為機械能，帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能，發(fā)電裝置的循環(huán)系統(tǒng)由換熱器、汽輪機、冷凝器和給水泵組成[9]。ORC的具體過程為：機泵送來的有機工質(zhì)在換熱器中經(jīng)低溫余熱加熱后成為過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪機，將熱能轉化為機械能，過熱蒸汽釋放出熱能后溫度、壓力均降低，成為乏汽，由冷凝器冷凝為液態(tài)，再經(jīng)機泵升壓，完成一個循環(huán)。因為有機工質(zhì)的常壓沸點遠低于水的常壓沸點(100℃)，使得該有機工質(zhì)在較低溫度下就可以汽化，因此可以充分利用低溫余熱作為熱源進行發(fā)電。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術系統(tǒng)構成簡單。福州高效磁浮渦輪ORC發(fā)電產(chǎn)品
ORC優(yōu)點主要體現(xiàn)在回收顯熱方面有較高的效率。湖南100kwORC低溫發(fā)電機
煙氣余熱利用ORC系統(tǒng)：余熱鍋爐排出的煙氣經(jīng)脫酸、除塵等凈化處理后，煙氣溫度在150℃左右，低溫余熱仍可進一步利用。在煙氣低溫余熱利用ORC系統(tǒng)中，利用有機工質(zhì)進行朗肯循環(huán)，其系統(tǒng)配置如圖1所示，有機工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)定壓吸熱，然后在膨脹機內(nèi)絕熱做功，乏汽在冷凝器中定壓放熱，之后在工質(zhì)泵內(nèi)進行絕熱壓縮，再回到原來的動力循環(huán)過程。使用有機工質(zhì)可以比較好地利用低溫余熱，提升系統(tǒng)的能源利用效率，并降低二氧化碳排放，系統(tǒng)的熱源利用效率會有比較大的提升，從而充分帶動系統(tǒng)發(fā)電，讓系統(tǒng)的熱能轉變?yōu)殡娔?，乏汽可以凝結為液態(tài)達到回收能源的目的。湖南100kwORC低溫發(fā)電機
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