基于海洋温差发电的低温热法海水淡化系统实验研究

针对我国南海深远海岛屿淡水资源短缺和海洋温差发电效率低的问题，对海洋温差能发电的低温海水淡化系统进行研究。设计并搭建了海洋温差发电的低温热法海水淡化实验装置，通过对采用光管和翅片两种冷凝器型式的系统性能分析与对比，得到了系统在不同运行条件下的整体运行性能。结果表明：温、冷海水的流量对淡水产量影响较小，影响淡水产量的主要因素是温、冷海水温度，采用翅片式冷凝器的淡化系统效率为65%左右。系统充分再次利用了海洋温差发电后排出的低温热能，提高了经济效益，为我国南海海洋温差能综合利用提供依据。     

有机朗肯循环发电技术在尿素装置中的应用

概述了有机朗肯循环膨胀发电技术的原理、特点以及该技术现有的应用情况,结合尿素装置的实际特点和需要,探讨有机朗肯循环发电技术在尿素装置中的应用情况。介绍了有机朗肯循环膨胀发电技术在国内5家企业的使用情况,表明该技术已在化工、石油、采油、钢铁、电力、地热能等行业中得到成功应用,可在不改变原有工艺、供电和运行方式的前提下,利用低温余热资源,实现节能降耗。     

基于ASPEN PLUS利用海洋温差能发电的模拟与优化

海洋是世界上最大的太阳能收集器,世界各国都致力于海洋能的开发与利用,其中海洋能的热电转换备受关注。选取正丁烷作为有机朗肯循环的工质,利用ASPEN PLUS所建立的流程模型对海洋温差发电(OTEC)进行了模拟与优化。得到了正丁烷的最佳蒸发温度和最佳凝结温度。并对各级发电量和所需换热面积进行了详细的比较和分析,得到了最佳的朗肯循环级数,对温差能发电系统的工况选取及优化具有指导意义。     

沿海火电厂对淡水资源的需求及其对策

本文简述了我国沿海电力工业受淡水资源短缺制约的现状,指出利用沿海火电厂低品位余热能进行蒸馏淡化海水是解决电厂自身用水的最佳方案。并简述了国产多级闪蒸海水淡化装置研制开发的情况。     

水泥窑低温有机朗肯循环联合发电技术

以某一新型二代水泥技术的7 000 t/d熟料生产线为例,单纯的采用汽水朗肯循环,存在热量回收不彻底,部分低品位余热资源无法有效回收等问题。采用汽水朗肯循环及有机朗肯循环联合发电系统的方案,结果表明：联合朗肯循环系统发电功率提高了614 kW,吨熟料发电量增加了2.1 kWh/kg,提高了8%;净发电功率提高了511 kW,净发电量实际提高了7.1%,提高了水泥余热回收的效率。     

高通量换热器用于低温发电系统的研究

针对高通量换热器用于有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）低温发电系统进行了理论研究,以芳烃装置二甲苯塔余热回收为实例,选取6种工质运用Aspen Plus模拟软件分析了普通光管蒸发器夹点温差对ORC系统的影响,并将使用高通量蒸发器时ORC系统的发电性能与使用普通蒸发器时进行了对比分析。结果表明：芳烃装置ORC发电系统蒸发器夹点温差越小,发电性能越好,但小于10℃后普通换热器面积急剧增大,成本升高,限制了ORC系统发电性能的提升。以最佳工质R601夹点温差12℃时作为基础工况,高通量蒸发器的总换热系数比普通蒸发器可增加26%以上,使用高通量蒸发器比普通蒸发器的换热面积减小21%,若换热面积保持不变,夹点温差可减小2.5℃,此时ORC系统的净输出功率可增加约49kW,R601流量减少1559kg/h,发电性能得到了提升。     

芳烃联合装置热水发电技术分析

芳烃联合装置内大量低温物料余热无法得到有效利用,只能以空冷形式释放,不仅造成能量的巨大浪费,同时造成公用工程的大量增加,增加了产品的能耗。随着低温热水发电技术的发展,利用低温物料余热产生热水并利用热水发电成为可能。本文以100万吨/年规模对二甲苯的芳烃联合装置为例,分析有机朗肯循环(ORC)发电技术的应用,并采用能耗和价格的计算方法对ORC发电技术进行评价,并对ORC发电技术的应用前景进行了展望。     

太阳能有机朗肯循环系统的实验特性

为研究中低温太阳能驱动的有机朗肯循环系统的性能,设计并建造了太阳能驱动的有机朗肯循环实验台.实验中以R245fa为有机朗肯循环工质,以WD350导热油为槽式集热器循环工质,对太阳能有机朗肯循环系统进行了实验研究.实验结果表明,当太阳直射辐射强度在400 W·m^-2左右时,集热器出口导热油温度可达 140℃.当集热器出口导热油温度在 110℃附近时,集热器集热效率可达60%左右.在该热源条件下,动力循环部分从基本循环模式切换到回热循环模式时,测算效率从9.3%提升到10.8%,实测循环效率从1.57%提升到1.67%,提升了6.07%.实测循环系统 效率在10%左右,回热模式下略高于基本循环模式.实验中还考察了不同工质流量下的有机朗肯循环性能,在工质流量为 6.88 kg·min^-1时,得到的最大实测平均功率为386.27 W.一定热源温度下,随着工质流量的增加,膨胀机进口压力增加,循环输出功也增加;在一定的工质流量下,随着热源温度的升高,膨胀机进口的温度提高,进口压力也升高,循环输出功也增加.     

有机朗肯循环驱动反渗透海水淡化运行模式及工质选择

针对水资源短缺及能源浪费两大问题,对有机朗肯循环(ORC)耦合反渗透(RO)海水淡化的复合系统进行优化设计,利用膨胀机驱动高压泵,海水吸收冷凝器中有机工质的热量,进而提高海水淡化的回收率。并采用热力学分析方法分析了纯工质、混合工质组分比例、海水进水温度、进水流量变化对循环性能的影响。结果表明:在系统相同吸热量、工质和海水环境温度下,以R245fa为例,经过冷凝器预热后的淡水产量比不经过冷凝器预热的淡水产量提高80%以上;混合工质由于存在温度滑移,淡水产量均大于其相应的纯工质,其中R134a/R245fa(0.5/0.5)产水量最佳,在海水温度为12℃时比R245fa提高10.01%,在18℃时比R245fa提高25.04%;在系统运行方面,当高压泵进水温度小于40℃时,海水流量取决于高压泵的功率,当海水温度超过反渗透膜的工作温度时,需要打开系统的放水阀,通过原水泵增加冷凝器的海水流量,多余的水由放水阀排出,此时混合工质相对于纯工质的产水优势更为明显。     

创新实施海水综合利用

随着公司产量的增加,日趋紧张的淡水资源成为制约生产的关键因素,为了加强企业节能降耗,保证公司生产稳产、高产的用水要求,公司大胆创新,将海水淡化工程副产浓海水引入纯碱生产系统进行综合利用,替代循环冷却水吸收生产系统化工废热再浓缩,并将高浓盐水用于生产化盐。本项目实施后节约了大量化盐淡水,也大大降低了水系统循环过程淡水补充量,缓解了纯碱公司淡水资源紧张局面,同时大量回收利用海水淡化副产高浓海水盐分,减少了海水淡化处理废水排放,创新性地开创了一条化工产业链资源综合利用的循环经济道路。