ORC机组将凝结水热能转化为电能的工作流程:有机工质在换热器中被凝结水加热后,由液体变成气体完成升压,进入透平发电机做功,做功后的有机工质气体压力下降,温度降低,进入蒸发式冷凝器的壳层,经冷却介质冷凝成液体,液体由工质泵送入换热器循环使用。换热器中有机工质的液位由工质泵自动控制,保持系统热量平衡。乏汽余热发电:采用ORC机组将系统乏汽和余热回收发电装置中汽水分离器产生的二次汽的混合汽热源(热源2)转化为电能,ORC原理与凝结水一样,发电后相变为45℃凝结水直接送至除油除铁装置使用,乏汽量约为25t/h,温度由120~125℃变为45℃。采用ORC技术可回收较多的热量。石家庄230kwORC低温发电机
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。湖北orc发电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。
一般ORC发电系统选择使用异步电机,考虑因素是系统控制问题,异步电机对转速控制要求不高,在热源不稳定的情况下,电机对机组有较大工况的变化范围适应性较强。ORC发电机组的装机容量和对电网的冲击较小,并网更方便,功率较大,运用范围更广。蒸发器和冷凝器统称为换热器,其作用和工作原理一样。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。现目前运用于ORC发电系统的换热器有管壳式换热器和板式换热器,相对而言,管壳式换热器较平板式换热器运用更多,而板式换热器与常规的管壳式换热器相比,传热系数较高,在一定的范围内有取代管壳式换热器的趋势。
在ORC低温余热发电系统中,有机工质的研究和选择是更重要的内容之一,因为有机工质的物理性质对热源的回收效率起着决定性的作用,并对系统组件的设计难度有重要影响。例如,工质的冷凝压力高,会导致密封系统设计难度高。由于ORC系统回收的是低温余热,为了使工作介质在较低温度下汽化,应采用沸点较低的有机工作介质。同时,低沸点有机工作介质还应具有以下理想特性:低临界压力和临界温度,良好的干湿性能,低粘度,低表面张力,高循环效率,较高的安全性和环境友好性。ORC发电机组的装机容量和对电网的运用范围更广。
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。通过对国内外大部分ORC系统设备生产商及相应的技术参数的分析和研究,发现ORC系统比较适合用于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。美国公司和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采用新型工质的有机朗肯循环对环境友好等特点。石家庄230kwORC低温发电机
有机朗肯循环低温余热发电技术为有效解决大量低温余热资源回收问题提供了选择。石家庄230kwORC低温发电机
ORC的有优点:1.采用低温有机朗肯循环冷能发电装置具有操作简便、灵活性高、占地小、易于维护的优点,虽发电效率较低,但投资小,接收站可操作性强,具备良好的工程化推广价值。2.海水入口温度对冷能发电装置影响明显,在其他条件均相同的情况下,海水入口温度为重现期2a极端更高水温29.9℃时,与贫气海水均温(18.8℃)工况相比,装置发电效率提高了20%。因此,我国南方地区LNG接收站尤其适合采用低温有机朗肯循环冷能发电系统。3.在其他条件均相同的情况下,富气情况下的发电效率较贫气情况降低约25%。石家庄230kwORC低温发电机