有機朗肯循環(huán)概念：有機朗肯循環(huán)（OrganicRankineCycle,，簡稱ORC）利用有機工質低沸點的特性,。在低溫條件下有機工質被加熱即發(fā)生蒸發(fā),，工質汽化后獲得較高的蒸氣壓力,，推動膨脹機做功,，從而將低品位熱能轉換為高品位的機械能和電能,。因此,，有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術，是一項將工業(yè)生產過程中產生的中低品位余熱加以回收利用,，轉化為高品位電能的節(jié)能減排技術,。ORC發(fā)電機組技術原理：ORC發(fā)電機組由有機工質、蒸發(fā)器,、透平膨脹—發(fā)電一體機,、冷凝器、工質泵,、發(fā)電控制系統(tǒng)和并網系統(tǒng)等幾部分組成,。ORC是以低沸點有機物為工質的朗肯循環(huán)。武漢orc余熱發(fā)電
有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)內部參數與外界環(huán)境緊密相關,，熱源參數的變化,，冷卻水溫度的變化都會使得系統(tǒng)內部各個點參數改變，從而導致系統(tǒng)長期運行在非額定工況熱效率低.該文以循環(huán)工質為R245fa的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)作為研究對象,，通過建立蒸發(fā)器和冷凝器換熱模型,，得出有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)在不同熱源溫度,，不同冷卻水溫度下的更佳蒸發(fā)溫度，凝結溫度變化情況,，從而獲得蒸發(fā)溫度,，凝結溫度與熱源溫度，冷卻水溫度之間的函數關系.在實際有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)余熱發(fā)電工程中,，存在著很多不穩(wěn)定因素,，因此對有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)變工況特性分析是非常有必要的，對于提高系統(tǒng)整體性能具有指導性意義,。ORC低溫發(fā)電機組經銷商ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)應用范圍普遍,。
有機朗肯循環(huán)是一種新型環(huán)保型的發(fā)電技術，由蒸發(fā)器,、膨脹機,、冷凝器和工質泵組成，如下圖所示,。有機朗肯循環(huán)的工質是低沸點,、高蒸汽壓的有機工質，工質在蒸發(fā)器中從低溫熱源中吸收熱量產生有機蒸氣,，進而推動膨脹機旋轉,，帶動發(fā)電機發(fā)電，在膨脹機做完功的乏氣進入冷凝器中重新冷卻為液體,，由工質泵打入蒸發(fā)器,，完成一個循環(huán)。它可利用的低品位能主要有：工業(yè)余熱,、地熱,、太陽能、生物質能,、液化天然氣的冷能回收,。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術與常規(guī)水蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電技術相比，具有如下優(yōu)點：效率高,，系統(tǒng)構成簡單,；不需設置真空維持系統(tǒng)；通流面積較小,，透平尺寸小,；使用干流體時,，余熱鍋爐中不必設置過熱段，工質蒸汽直接以飽和氣體進透平膨脹做功,；可實現遠程控制,，運行成本很低,；單機容量范圍廣；系統(tǒng)部件,、設備可實現標準模塊化生產,，降低了制造成本。
隨著全球性的能源緊缺和環(huán)境問題日益嚴重,，通過充分利用可再生能源和工業(yè)余熱資源,，從而提高能源利用效率是緩解能源和環(huán)境問題的重要方式.有機朗肯循環(huán)(ORC)是更有應用前景的低品位熱能發(fā)電技術之一.本文針對ORC系統(tǒng)建立了結構參數和系統(tǒng)操作參數同步優(yōu)化的換熱設備多目標優(yōu)化模型，采用R245fa為工質和板式換熱器,，以效率更大和比投資成本更小為目標函數.首先分析了單個變量(蒸發(fā)壓力,，冷凝壓力，過熱度,，蒸發(fā)器板間距,，冷凝器板間距)對系統(tǒng)性能的影響，然后選取了系統(tǒng)的運行參數(蒸發(fā)壓蒸發(fā)壓力,，冷凝壓力,，過熱度)和換熱器的結構參數(蒸發(fā)器和冷凝器的板長，板寬,，板間距)九個參數為決策變量,，利用遺傳算法進行ORC換熱設備結構與操作參數多目標同步優(yōu)化，獲得多目標優(yōu)化的Pareto更優(yōu)前沿及對應的更優(yōu)系統(tǒng)運行參數和更佳換熱器結構參數組合,。有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)以其良好的機動性等優(yōu)點,。
ORC簡介：常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)中，工質是水蒸氣,，由四大設備：鍋爐,、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,。ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)有著流量大、裝機功率大等特點,。高效磁浮渦輪ORC發(fā)電設備供貨價格
ORC優(yōu)點主要體現在回收顯熱方面有較高的效率,。武漢orc余熱發(fā)電
工質選擇的基本原則：ORC發(fā)電系統(tǒng)的工質選擇十分重要，選擇過程中應該充分考慮工質的經濟性,、安全性和技術性,。工質必須具有較低的臨界溫度和臨界壓力，較低的蒸汽過熱要求并且粘度較低,，以及較小的體積比,，工質應具有適當的熱穩(wěn)定極限，和發(fā)動機材料,、潤滑油都具有較好的相容性,。除性能要求外，工質也要滿足環(huán)保的要求,，而且要控制工質的毒性和滿足化學穩(wěn)定性要求,，在經濟性上也要足夠低廉，并且輸送儲存都比較方便,。選擇工質時,，更重要的在于工質的熱力學性能，將會決定設備的尺寸,、穩(wěn)定性,、環(huán)保水平很經濟性。武漢orc余熱發(fā)電