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爱游戏app下载:【余热利用】ORC有机朗肯热水发电简介

发布时间:2022-09-25 09:25:58来源:爱游戏app官网入口 作者:爱游戏体育

  有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,简称ORC)利用有机工质低沸点的特性。在低温条件下有机工质被加热即发生蒸发,工质汽化后获得较高的蒸气压力,推动膨胀机做功,从而将低品位热能转换为高品位的机械能和电能。

  因此,有机朗肯循环发电技术,是一项将工业生产过程中产生的中低品位余热加以回收利用,转化为高品位电能的节能减排技术。

  ORC发电机组由有机工质、蒸发器、透平膨胀—发电一体机、冷凝器、工质泵、发电控制系统和并网系统等几部分组成。ORC机组详细原理如下:

  (1)高温流体吸收工业余热后,进入蒸发器加热有机工质,有机工质在蒸发器中被加热为高压蒸气(状态点1);

  (2)高压蒸气进入透平膨胀做功,成为低压蒸汽(状态点2),带动发电机产生电能;

  (3)膨胀后的低压蒸气进入冷凝器,被冷却为低温低压工质流体(状态点3);

  (4)工质流体通过增压泵升压后(状态点4)再次进入蒸发器,经加热达到饱和液态、饱和气态、过热气态(状态点1),从而完成整个循环。

  中低温余热加热有机工质成为蒸汽有机工质蒸汽驱动涡轮透平做功发电机向外输出高品质电能。因此,涡轮透平——发电一体机是ORC发电机组的核心设备。

  其中透平最主要的部件是叶轮,具有沿圆周均匀排列的叶片,被安装在透平轴上。

  流体所具有的能量在流动中经过喷管时转换成动能,流过转子时流体冲击叶片,推动转子转动,从而驱动透平轴旋转。透平轴经齿轮传动带动发电机工作,输出电能。

  整个ORC发电系统包括四部分:热水回路(红色管路)、有机工质回路(绿色管路)、冷却水回路(蓝色管路)、电网(黄色部分)。

  1)热水(余热资源)在图示红色管道内流动,进入机组的蒸发器,将热量传递给机组内的工质,热源水温度降低并离开蒸发器,送入后续工艺;

  2)工质在图示绿色管道内往复循环流动。液态工质进入蒸发器,吸收热源的热量,成为饱和或过热蒸汽,进入涡轮透平机,热能转化为机械能,同时带动发电机向外输出电力。过热蒸汽工质随后进入冷凝器,被冷却水冷却成为液体,进入工质泵。工质泵驱动工质周而复始流动。

  3)冷却水在图示蓝色管道内流动。冷却水在水泵驱动下,进入机组的冷凝器,对工质流体进行冷却。冷却水温度升高并离开冷凝器,送入冷却塔将热量散至大气环境。

  ORC发电机组可将工业生产过程中产生的中低温余热进行回收,并转化为高品质电能。

  ORC涡轮透平膨胀技术可利用90~300℃的低温热源进行发电,热电转换效率处于行业领先水平。涡轮透平是目前该领域内效率最高的低温发电技术。这一技术可广泛用于石化、钢铁、水泥、建材、玻璃、陶瓷、化肥、化工等高能耗行业的余热回收发电,应用形式包括:工艺热媒水余热回收发电、工艺物料余热回收发电、工艺乏汽或放散废蒸汽余热回收发电、工业窑炉烟气余热回收发电等。也可以推广到可再生能源如地热发电、太阳能光热发电和生物质发电等系统中。

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