目前更有前途的余热回收技术方向,是将余热转化为电能。然而,现有的技术通常基于有机朗肯循环(ORC)——类似于蒸汽循环,但使用的是不同的流体,而不是水——通常热力性能相对较差,且成本较高。在传统的ORC系统中,动力是由涡轮产生的,涡轮被设计成完全与气态流体一起工作。这样做是为了避免液滴的存在,侵蚀损坏涡轮机。然而,之前的研究表明,两相流体(即液体和蒸汽的组合)的进入可以提高这些系统的功率输出。新研究模拟确定,对于高达250摄氏度的废热,引入两相膨胀系统可以比传统的单相系统多产生28%的电力。ORC主要由余热锅炉(或换热器)、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成。中低温烟气ORC低温发电机制造商
ORC余热发电系统结构本身的优势:可采用螺杆膨胀机替代汽轮机,其结构相对传统汽轮机简单得多,额定功率小,其适用作为低焓能源动力利用的动力机,因此对有机工质蒸汽做功更适用。鉴于目前螺杆膨胀机还未普及,那么即使使用汽轮机,因有机工质蒸汽比容、焓降小,故所需汽轮机的尺寸(特别是汽轮机末级叶片的高度减小)、排气管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直径均较小。与水蒸气相比,由于有机工质的声速低,在低叶片速度时,能获得有利的空气动力配合,在50Hz时能产生较高的汽轮机效率,不需要装齿轮箱。由于转速低,因此噪声也小。低温orc发电订做商家有机朗肯循环发电,可用于海洋温差发电。
ORC的有优点:低温有机朗肯循环冷能发电装置可回收大量LNG冷能,对于年外输量为300×104t的LNG接收站,单台发电装置年产生电量超过2000×104kW·h,接收站年耗电量逾6000×104kW·h,因此冷能发电不需上网,可完全由接收站自身消纳。冷能发电装置创造的价值相当可观,项目具有较好的经济性。对于在年外输量为300×104t的LNG接收站中建设的低温有机朗肯循环冷能发电装置,计算得到静态投资回收期(含建设期)约为11a,项目内部收益率为8.32%,大于8%,具备可行性。具备良好基荷外输量的LNG接收站更适宜建设低温有机朗肯循环冷能发电装置。冷能发电项目宜与LNG接收站同步建设,附属于接收站运行。在满足经济性条件下,混合工质作为循环工质使用将是今后冷能发电项目优化的重要研究方向。
利用有机朗肯循环(ORC)将热能转化为机械能是一种利用低品位热能的有效手段。ORC系统的典型设计过程通常包括:工质选择、循环结构的选择、运行参数的优化、部件选型和尺寸设计,这是一个非常耗时且高度依赖于设计人员经验的过程,在大多数情况下很难实现更优设计。近年来,人工智能这种新兴的技术被工程界普遍采用,用于解决传统手段难以解决的问题。在能源系统的设计中,研究人员也在尝试利用这种新工具去解决ORC系统设计中的难点问题。目前,有关人工智能辅助ORC系统设计的研究比较零散,大多数工作仍属于尝试性的工作,不能为后续研究提供很好的指导。因此,本文对人工智能技术在ORC系统设计中的较新进展进行了文献综述,旨在厘清人工智能技术在ORC系统设计中的研究领域,并为人工智能技术更好地辅助ORC系统设计提供指导。使用有机朗肯循环可以用有机工质将低温余热回收后进行发电。
ORC系统净输出功率随着蒸发温度升高先增大后减小,如图3所示,在蒸发温度范围内,三种工质的更大净输出功率为385kW、365kW、350kW,三种工质达到更大净输出功率时温度为100℃、95℃和90℃。根据工质的参数数据,工质的临界温度越低,系统就会有越大的净输出功率,就需要越高的蒸发温度。所以为了获得较高系统输出功率,应该选择临界温度更小的工质。ORC系统排烟温度会随着蒸发温度变化的,系统的排烟温度随着蒸发温度的升高而升高,在蒸发温度相同的情况下,工质的临界温度越低,系统就的排烟温度就会越低。ORC余热发电系统有着流量大、装机功率大等特点。乌鲁木齐ORC低温发电机组
有机朗肯循环发电技术可实现远程控制。中低温烟气ORC低温发电机制造商
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,根据机器运行环境,合理选择国内主流出色有机工质作为ORC机组运行工质。中低温烟气ORC低温发电机制造商
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