ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)

ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的簡單介紹

ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的詳細信息

朗肯循環(huán)中,工質是水蒸氣、90℃以上的熱水、300攝氏度以上的煙氣等,由四大設備:鍋爐（或換熱器）、汽輪機、冷凝器和給水泵組成。工質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四個過程,使熱能不斷轉化為機械能。當利用低溫有機工質(如上述的戊烷)作為循環(huán)的工質時,主要設備有:蒸發(fā)器、汽輪機、冷凝器和循環(huán)泵等。

對于低及中等的焓熱,ORC技術與常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)相比有很多優(yōu)點,主要體現(xiàn)在回收顯熱方面有較高的效率,由于循環(huán)中顯熱/潛熱不相等,而ORC技術中此比例大。因此采用ORC技術可回收較多的熱量。

工作過程：

4- 1過程:鍋爐及過熱器中的等壓加熱過程,其中:(4- 5)段,由未飽和水等壓預熱成飽和水;(5- 6)段,再等壓等溫汽化為飽和蒸汽;(6- 1)段再等壓加熱成過熱蒸汽。

1- 2過程:過熱蒸汽在汽輪機中的絕熱膨脹過程,工質對外作功。

2- 3過程:在冷凝器中的等壓放熱凝結過程。

3- 4過程:水在給水泵內的絕熱壓縮過程,在T- S圖上,3、4兩點幾乎重合。

特點

(1)對較低溫度熱源的利用有更高的效率。

(2)戊烷比水蒸氣密度大,比容小,因此所需汽輪機的尺寸(特別是減小汽輪機末級葉片的高度)、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。

(3)與水蒸氣不同,戊烷在膨脹作功過程中,從高壓到低壓始終保持干燥狀態(tài),這就消除了形成濕氣以及當高速小水滴沖擊汽輪機時,產生腐蝕損壞的可能性。所以,ORC能比水蒸氣汽輪機更有效地適應部分負荷運行及大的功率變動,不需要裝過熱器。

(4)在缺水地區(qū),優(yōu)先使用空氣冷卻的冷凝器。ORC電廠使用的空冷冷凝器要比水蒸氣電廠使用的空冷冷凝器的體積小得多,價格也低得多。

(5)與水蒸氣相比,由于有機工質的聲速低,在低葉片速度時,能獲得有利的空氣動力配合,在50Hz時能產生較高的汽輪機效率,不需要裝齒輪箱。

(6)有機工質冷凝壓力高,整個系統(tǒng)在接近和稍高于大氣壓力的情況下工作,使得有機工質的漏失現(xiàn)象大為降低。

(7)有機工質凝固點很低(低于- 73℃),這就允許它在較低溫度下仍能釋放出能量。這樣做,在寒冷天氣可增加出力,冷凝器也不需要增加防凍設施。

應用領域：

ORC技術不僅用于石油化工、化工余熱、煙氣處理、水泥工廠的余熱發(fā)電廠等

Ø 低沸點工質透平設計

Ø 發(fā)電系統(tǒng)設計

Ø 余熱換熱器設計

Ø 輔助、成套設備的設計

利用中低溫下能產生高壓氣體的介質（有機工質、沸點較低）作為工質，在中低溫下蒸發(fā)產生的高壓氣體去驅動透平的循環(huán)。它由余熱鍋爐換熱器、透平、冷凝器和工質泵四大部套組成。余熱流體在換熱器中放熱給有機工質，工質由于吸熱而成蒸氣。這種蒸氣通過透平膨脹作功，從而帶動發(fā)電機發(fā)電或拖動其它轉動機械。從透平排出的蒸氣在冷凝器中向冷卻水放出熱量而凝結成液體，借助工質泵重新泵回換熱器，如此不斷循環(huán)就能發(fā)電或產生動力。

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