利用烟气余热的有机工质朗肯循环透平驱动引风机分析

针对目前火力发电厂低温烟气余热没有得到充分利用,能源利用效率偏低的问题,采用有机工质朗肯循环透平驱动引风机进行烟气余热回收。在介绍锅炉烟气低温余热利用现状和有机工质朗肯循环余热发电及驱动技术的基础上,对有机工质朗肯循环透平驱动引风机系统从有机工质的选择、系统流程以及余热回收量、技术经济性进行了分析。结果表明,利用烟气余热的有机工质朗肯循环透平驱动引风机系统能够充分利用电厂锅炉的低温烟气余热,降低机组厂用电率,增加上网电量,具有一定的实用性与经济性。     

二次抽汽回热式有机朗肯循环系统热力性能分析

以R365mfc和R245ca作为循环工质,设计了低温余热驱动的二次抽汽回热式有机朗肯循环系统。采用REFPROP 8.0制冷剂物性计算软件及MATLAB对该回热系统的热力性能进行计算,并对系统最佳抽汽压力的3种备选方案进行比较。结果表明:以冷凝器出口温度和蒸发器进口温度的3分点温度对应的饱和压力作为抽汽压力(方案3)所对应的系统热效率最高,而采用汽轮机进出口焓值等分点对应压力作为抽汽压力(方案1)所对应的系统单位工质做功能力最大;随着工质蒸汽过热度增大,系统热效率减小,但减小幅度较小,因此,二次抽汽回热式有机朗肯循环系统无需通过增加过热度来提高系统热效率。     

再热-抽汽回热-内回热结合的有机朗肯循环热力性能分析

为了提高有机朗肯循环(ORC)的热效率,提出了再热、抽汽回热和内回热3种方式相结合的新型有机朗肯循环系统(新型系统),以有机工质R245fa为研究对象,分析了新型系统热效率和火用损失与循环再热蒸汽压力和汽轮机抽汽压力的关系,并将新型系统在最佳再热蒸汽压力条件下的热力性能分别与单一再热ORC、内回热ORC、抽汽回热ORC、抽汽-内回热ORC系统进行计算比较。结果表明:随着汽轮机抽汽压力的提高,新型系统热效率逐渐增大,但增大趋势趋于平缓,其最佳再热蒸汽压力为1.4 MPa;新型系统为最优系统,其热效率达到18.86%,远高于同参数单一再热ORC和内回热ORC,分别比抽汽回热ORC和抽汽-内回热ORC的系统热效率高2.63%和1.51%。     

低温余热能源发电装置综述

介绍了低品位热能汽轮机、有机工质朗肯循环(ORC)透平、全流透平、螺杆膨胀机等几种低温余热能源发电装置,对于利用低温余热能源具有重要意义。     

低温地热水有机朗肯循环发电工质的优化

有机朗肯循环(organic rankine cycle,ORC)是利用地热发电的重要途径之一,而有机工质的物性是影响ORC发电效率的主要因素。针对地热水的特点,筛选了R134a、R245fa等6种有机工质,并对每种工质的余热发电系统进行计算。从系统的热效率、不可逆损失、压力水平及环保性等方面综合分析,得出R245fa是低温地热水ORC发电系统比较适合的有机工质。     

低温地热水有机朗肯循环发电工质的优化

有机朗肯循环(organic rankine cycle,ORC)是利用地热发电的重要途径之一,而有机工质的物性是影响ORC发电效率的主要因素.针对地热水的特点,筛选了R134a、R245fa等6种有机工质,并对每种工质的余热发电系统进行计算.从系统的热效率、不可逆损失、压力水平及环保性等方面综合分析,得出R245fa是低温地热水ORC发电系统比较适合的有机工质.     

低温跨临界有机朗肯循环工质筛选

反问题求解是研究有机朗肯循环发电技术用于回收低品位能源的基础,而跨临界循环能够有效优化循环中换热器内冷热流体温度的匹配,减小系统不可逆损失。综合考虑有机工质的热物性、环保性及安全性,对于423.15K 低温热源驱动的跨临界有机朗肯循环,选取 R134a、R227ea、R1234ze、R3110、RC318、R236fa 6种工质进行了计算比较。计算采用与热源耦合的反问题思路,求解出工质的运行参数,揭示出参数变化规律并对工质循环性能进行了比较。结果表明, R134a 为适合本循环系统的最优工质。     

大容量地热有机朗肯循环发电机组配置研究

地热发电是地热能利用的最重要方式之一,目前我国地热发电装机容量较小,技术发展缓慢,未能满足可再生能源多样化、平衡发展的要求。以某地热电站二期项目为例,通过对地热资源品质分析,建立大容量有机工质朗肯循环发电系统模型,对发电机组配置进行研究,并对系统性能进行预测分析。当室外温度为0℃时,机组可满负荷17.6 MW运行,室外温度小于0℃时,最高发电功率可达19 MW以上。     

低温抽气回热式有机朗肯循环的参数优化

以R245ca和R601作为循环工质,根据热力学第一、第二定律,研究了低温抽气回热式有机朗肯循环系统的两个参数,即抽气压力比和抽气系数对系统的影响。通过MATLAB软件结合REFPROP软件编程计算,确定不同蒸发温度下的最佳抽气压力比和抽气系数,得出对应的最大热效率和效率。     

低温再热式有机朗肯循环的参数优化

以R601和R245ca作为循环工质,根据热力学第一定律和第二定律,研究了再热压力比对低温再热式有机朗肯循环(ORC)系统的影响.通过MATLAB和REF-PROP软件编程计算,以系统净功量为目标函数,确定系统的最佳再热压力比.分析结果表明,随着蒸发温度的升高,再热压力比逐渐减小,净功量逐渐增加,热效率逐渐升高,(火用)效率逐渐减小,净功量的增加幅度大于热效率.在实际应用中,应根据工质及蒸发温度确定最佳参数,从而确定再热式有机朗肯循环的最大净功量.