orc低溫余熱發(fā)電技術(shù)

《orc低溫余熱發(fā)電技術(shù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、基于有機(jī)朗肯循環(huán)的ORC低溫余熱發(fā)電技術(shù)伴隨國(guó)際能源價(jià)格持續(xù)上漲，及對(duì)可再生能源、清潔能源的呼聲日益升高，有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle簡(jiǎn)稱ORC)低溫發(fā)電技術(shù)在國(guó)際電力工業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)成為一個(gè)異軍突起的黑馬。典型的蒸汽動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)，其工作循環(huán)可以理想化為由兩個(gè)可逆定壓過(guò)程和兩個(gè)可逆絕熱過(guò)程組成的理想循環(huán)，包括以下四個(gè)熱力學(xué)過(guò)程：第一步：定壓吸熱過(guò)程，第二步：絕熱膨脹過(guò)程，第三步：定壓放熱過(guò)程，第四步：絕熱加壓過(guò)程。該熱力循環(huán)理論是由19世紀(jì)蘇格蘭工程師W.J.M.Rankine提出，為紀(jì)念其取得的成就，蒸汽動(dòng)力

2、裝置的基本循環(huán)亦稱為為朗肯循環(huán)(RankineCycle)。有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)專指以低沸點(diǎn)(蒸發(fā)溫度38度，正戊烷)氟碳?xì)浠衔餅檠h(huán)工質(zhì)的熱力系統(tǒng)，ORC低溫發(fā)電技術(shù)就是基于這一工作過(guò)程的發(fā)電系統(tǒng)，也稱有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電。ORC低溫發(fā)電技術(shù)，這里低溫泛指的溫度小于150度但大于90度的熱源，其低溫?zé)嵩词枪I(yè)過(guò)程廢熱、太陽(yáng)能、海洋溫差、地?zé)岬惹鍧嵞茉?，技術(shù)突破點(diǎn)在于研究更低的熱源溫度以驅(qū)動(dòng)透平做功發(fā)電，以適應(yīng)更多的工況條件。盡管發(fā)電效率低于傳統(tǒng)火電，但由于使用的是清潔能源及工業(yè)過(guò)程中被廢棄的低品質(zhì)余熱，因此在國(guó)際能源市場(chǎng)發(fā)展迅速。常規(guī)

3、的化石燃料發(fā)電技術(shù)(火力發(fā)電)，即利用煤炭、重油或天然氣等燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能來(lái)加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。這個(gè)系統(tǒng)中的循環(huán)工質(zhì)是除鹽水，由于水的物理性質(zhì)(一個(gè)大氣壓，100度蒸發(fā))，因此傳統(tǒng)電力工業(yè)追求的是更高的溫度計(jì)壓力，以提高發(fā)電效率，如：超臨界、超超臨界等。但是提高發(fā)電效率的同時(shí)，也帶來(lái)了環(huán)境污染、粉塵、氣候變化等負(fù)面因素。因此在低溫發(fā)電領(lǐng)域，ORC與傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)相比，具備以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：1)有機(jī)工質(zhì)具有良好的熱力學(xué)性質(zhì)，低的沸點(diǎn)及高的蒸氣壓力使0RC方法比水蒸氣朗肯循環(huán)具有較高

4、的熱效率，對(duì)較低溫度熱源的利用有更高的效率。2)有機(jī)工質(zhì)比水蒸氣比容小，導(dǎo)致汽輪機(jī)(特別是其末級(jí)葉片的高度)、排氣管道及空冷冷凝器中的管道尺寸較小。3)與水蒸氣不同，有機(jī)工質(zhì)在膨脹做功過(guò)程中，從高壓到低壓始終保持干燥狀態(tài)，飽和蒸汽夾液對(duì)汽輪機(jī)葉片產(chǎn)生的液擊。所以，ORC能比水蒸氣汽輪機(jī)更有效地適應(yīng)部分負(fù)荷運(yùn)行及大的功率變動(dòng)，不需要裝過(guò)熱器。4)在缺水地區(qū)，優(yōu)先使用空氣冷卻的冷凝器。ORC電廠使用的窄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，造價(jià)也低得多。5)有機(jī)工質(zhì)蒸汽聲速低于水蒸氣，在低葉片速度時(shí)，能獲得有利的空氣動(dòng)力配合

5、7)有機(jī)工質(zhì)凝固點(diǎn)很低(低于一73℃)，在較低溫度下仍能釋放能量。這樣在寒冷天氣可增加出力，冷凝器也不需要增加防凍設(shè)施。低品質(zhì)余熱發(fā)電的市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，以下僅列舉部分工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被廢棄的90-150度之間的低品質(zhì)廢熱：1、石油化工：碳?xì)浠衔锓逐s后的冷凝、天然氣長(zhǎng)輸管道燃?jí)簷C(jī)組廢熱2、電力工業(yè)：電站鍋爐排煙、3、鋼鐵工業(yè)：轉(zhuǎn)爐、燒結(jié)的氣化冷卻工藝其他諸如多晶硅窯爐冷卻、工業(yè)鍋爐排煙、工藝過(guò)程梯度用能、減溫減壓等，延伸到地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域領(lǐng)域，研究說(shuō)明地球陸地5000米以淺部分的地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤9950萬(wàn)億噸，是全球已探明煤炭?jī)?chǔ)量

6、的1.7億倍，僅就目前技術(shù)條件可供開(kāi)發(fā)的蒸汽型地?zé)豳Y源和熱水型地?zé)豳Y源，按照全球年能源消耗總量100億噸標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算，可供使用290年。綜上所述，基于有機(jī)朗肯循環(huán)的ORC低溫發(fā)電技術(shù)，發(fā)展前景廣闊，對(duì)于優(yōu)化傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，提升能源使用效率，減少溫室氣體排放，降低環(huán)境壓力，具有積極的促進(jìn)意義。