低温余热发电有机朗肯循环工质选择

为了筛选出适宜于363 K（90℃）左右余热驱动的有机朗肯循环发电系统的工质,文章提出十个优选工质的条件,并通过对十种低沸点有机工质的性能对比分析。结果表明,R141b最适宜作为此温度的余热回收工质,综合性能高于其他工质,文中通过计算证明,对于有机朗肯循环添加回热会大大提高系统效率。     

低温余热回收的有机朗肯循环模拟与优化

能源与环境是人类可持续发展所面临的重要问题.提高能源利用效率已经成为解决能源危机和全球气候变化的重要手段.在炼化企业中,大量的低温余热通过冷却公用工程直接排放到环境中,从而导致大量的余热浪费.如果将这部分余热加以回收利用,则将会显著提高整个系统的效率,并且减少温室气体排放.分别采用R245fa和异丁烷作为循环工质,利用...     

低沸点工质的有机朗肯循环纯低温余热发电技术

0引言我国水泥厂的余热发电,先后经历高温余热发电、带补燃炉的中低温余热发电和纯低温余热发电3个阶段。纯低温余热发电与带补燃的中低温余热发电相比,具有投资省、生产过程中不增加粉尘、废渣、NOx和SO2等废弃物排放的优点。本文介绍以色列奥玛特(ORMAT)公司利用低温热源的有     

低温余热驱动的无泵有机朗肯循环瞬时稳态发电性能

建立了一套低温热源驱动的小型无泵有机朗肯循环系统,研究无泵有机朗肯循环回收利用余热发电的性能。该系统中热水温度为75～95℃,冷却水温度为25℃,选择制冷剂R245fa作为系统工质,选择涡旋膨胀机将热能转换为机械能,并通过发电机进行发电。实验结果表明当热水进口温度为95℃时,最大瞬时发电功率为232 W,并可以在250 s的时间内保持稳定在230 W左右,总的发电持续时间为380 s。随着热源水温度下降,功率输出减小,但发电持续时间增加。系统稳定发电平均效率最大为3.92%,此时热源水温度为95℃,最低为3.02%,此时热源水温度为85℃。     

太阳能有机朗肯循环低温热发电关键因素分析

分析了一种以有机朗肯循环（ORC）和复合抛物面集热器（CPC）为主要组成的太阳能低温热发电系统,设计了旨在增强ORC发电的稳定性及减小换热流体与有机工质传热温差的新型系统结构,建立了系统的数学模型,并结合合肥地区的气象数据进行了数值模拟。结果指出有机工质蒸发温度、集热器倾斜角调整方式、蒸发器级数等参数是系统优化的关键因素,当工质蒸发温度为119℃,蒸发器为两级,集热器倾斜角年调整6次时,系统年发电能力为87.1kW•h•m^-2。     

变温热源的有机朗肯循环性能分析

研究用于变温热源(烟气余热)动力回收的有机朗肯循环。考察了6种候选有机物工质和不同循环形式(如有无过热、有无回热)。系统净功、热效率、效率作为热力学指标,换热总能效(U_A),透平尺寸因数(S_P),透平等熵容积流速比(V_(FR))可大概反映系统尺寸和造价,作为技术经济性指标。采用Matlab编程,以最大净功为目标对循环进行了热力学优化和分析,并对最大净功下系统的经济性做了初步分析。结果表明:采用回热的循环输出更高净功。苯的简单循环输出最大净功,137.14 k W;庚烷的回热循环输出最大净功,156.71 k W。从技术经济性分析,在最大净输出功下,回热循环U_A和V_(FR)更小,SP差别不大。     

硫酸生产余热的有机朗肯循环系统优化

由于目前有机朗肯循环的效率普遍较低,在基本循环的基础上增加回热器,使膨胀机出口的乏气与蒸发器入口的工质进行预热,可以回收部分乏气的热量,减少冷凝器负荷量。此外,还可提升进入蒸发器的工质温度,降低蒸发负荷量。加装回热器后,整个系统的绝对热效率和相对热效率均得到了显著的提高。     

有机朗肯循环发电系统的多目标参数优化

建立以热回收率及单位输出功率所需换热面积为目标的多目标优化模型,利用模拟退火算法对循环采用R123、R236ea、R245fa、R227ea、R600等五种工质时的参数进行优化计算。结果表明:采用多目标优化模型可以协调各评价指标间的关系,更好地满足工程实际的需求;热源温度为140℃、循环采用R123时,最佳蒸发压力为0.69 MPa、冷凝压力为0.11 MPa,最佳蒸发压力随着冷凝压力的升高而增大;当管内流速超过0.5 m·s^-1时,流速对系统性能的影响较小。蒸发器内的最小传热温差为15℃。随着热源温度升高,循环的最佳蒸发压力增大。在分析的几种工质中,热源温度在100~220℃时,循环采用R123时性能最佳。     

螺杆膨胀机有机朗肯循环有机工质研究

从工程项目实际应用角度出发,根据螺杆膨胀机的特性提出了有机朗肯循环(ORC)有机工质的筛选准则。根据等熵理论建立了理论模型,对常推荐的9种有机工质,分别从压差、体积流量、内容积比等方面进行了对比研究。模拟结果表明:并没有一种工质能够很好地满足所提出的筛选准则,但R245fa,R600a具有比较平均的性能可以选用,还需要研究、开发适用于螺杆膨胀机的有机工质。搭建了干式螺杆膨胀机ORC实验平台,验证了R245fa作为工质的可行性,并讨论了机组效率、工质泵效率和排气温度等问题。研究对螺杆膨胀机ORC有机工质的选择指出方向,对ORC产业发展具有理论和实践意义。     

有机朗肯循环在多品位余热发电中的应用

低温余热的充分利用能够有效提高能源的利用效率、降低生产企业的能耗。本文以含硫天然气净化厂生产过程产生的余热为研究对象，对余热资源品位、余热回收潜能进行了分析和评价。通过对不同的余热发电方案进行分析对比，提出了以有机朗肯循环（ORC）为基础的多品位余热发电方案（MG-ORC），并对该发电方案进行了热力学分析。借助正交实验手段和多目标优化方法，对不同循环工质条件下MG-ORC发电方案的性能进行了对比分析，结果表明：工质R-600较其余4种工质表现出更优的综合性能，MG-ORC发电系统热效率为17.7%，净输出功率约2600kW。MG-ORC发电方案能够有效合理利用含硫天然气净化厂产生的余热，实现了能源的按质用能和梯级利用。     

Determination of the optimal rankine cycle for waste heat recovery

In this paper,the optimal Rankine Cycle for waste heat recovery is considered after pro-cess integration.The exergetic efficiency is used to measure the thermodynamic performance of the re-covery system.Comparing with recovering a single waste heat stream,heat recovery after processintegration is much more complicated due to the changeable specific heat given by the process grandcomposite curves.Therefore,this paper attempts to focus attention on the influence of grand compos-ite curves on the optimization.     

浅谈水泥窑中低温余热发电业主所关心的问题

预分解窑系统熟料冷却机和窑尾预热器排出的废气温度在350℃左右，其热量占烧成系统总热耗的35％左右。为充分利用这部分余热，可设置余热发电装置。目前预分解窑余热发电系统有纯余热发电系统和带补燃炉的余热发电系统。前者系统简单、投资少，且不增加能耗，但发电量较少，吨熟料发电量约30kWh；后者发电量大，经济效益可观，但投资较高，系统也较复杂。两种余热发电系统所用设备均已成熟，系统运行是有保障的，国内外已有许多成功运行的实例。加之我国政府对利用余热发电有明确的政策扶持，因此，在新型预分解窑上增设中低温余热发电系统，可为企业带来较好的经济效益。     

水泥窑余热发电系统余风再循环技术分析

本文基于热平衡和气固换热原理,以篦冷机为研究对象,建立了篦冷机余风再循环计算模型,分析了水泥窑余热发电系统余风再循环技术。当余风再循环系统运行时,篦冷机中部冷却空气温度对水泥窑余热发电系统和篦冷机运行均有一定的影响。随着冷却空气温度的升高,AQC锅炉取风温度及余热发电功率升高;但篦冷机出口熟料温度、余风温度、冷却空气阻力以及冷却风机功率也会增加。综合而言,余风再循环技术具有实际可行性,但是经济性具有不确定性。     

工质流量对ORC低温余热发电系统性能的影响

搭建了以自行研发的向心透平为膨胀机的ORC低温余热发电系统实验平台,研究了R123质量流量对循环系统的性能影响。结果表明:液压隔膜泵的温升和熵增均较小,所消耗的功率随流量的增加而增加。工质在蒸发器内的压降明显大于冷凝器内的压降,均随流量的增加而增加;向心透平的等熵效率随质量流量的增加先增加后减小,存在最佳流量0.215 kg·s^-1使透平等熵效率达到最大值0.775;系统输出的电功率随流量的增加而增加,流量为0.283 kg·s^-1时输出系统最大功率为2.009 kW;蒸发器的(火用)损率占系统总(火用)损率的比重最大,冷凝器次之,向心透平第三,在本实验最佳质量流量下,三者的(火用)损率分别为62%、32%、6%。     

基于低温烟气余热发电的Kalina循环热经济性能分析

以低温烟气余热发电Kalina循环为研究对象,基于热经济学原理,在不同的蒸发器换热端差ΔT_e、蒸发压力p_e和基本氨水质量分数x下,研究了烟气出口温度T_go的变化对系统的净输出功W_net与平准化电能成本LEC的影响。考虑到低温烟气的腐蚀性,分析了固定烟气出口温度为最低允许排烟温度的必要性和合理性。研究结果表明,存在最佳烟气出口温度T_go,opt和蒸发压力p_e,opt使系统的LEC最小;且T_go,opt与ΔT_e、p_e和x有关。对于W_net,只存在p_e,opt使系统W_net最大;W_net随T_go的增加近似线性减少。经济因素会直接影响到系统的最佳运行参数;在选择循环的运行参数时,应针对不同的热源条件,综合考虑系统的经济性与低温烟气腐蚀性问题。     

水泥预分解窑余热中温发电技术

预分解窑纯余热中低温发电技术的单位热能发电量低,大约只有中空窑的50%。采用热气体分流的中低温余热发电技术,即:将入预热器系统的热气体予以分流,降低了预热器内气固比,提高了预热器系统热效率;同时使原预热器出口烟气中的低级热能转移至温度较高的烟气中,热能得到升级,可大幅度提高其余热发电量。     

从水泥工艺上提高余热发电量的探讨

水泥工业纯低温余热发电不同于传统的火力发电,是在确保生产线正常运行的前提下,实现余热发电效率。如何从水泥工艺线中合理提取余热并确保余热发电参数,提高发电量,成为广大工程技术人员必须关注和需要研究的问题。文章从窑头篦冷机配风,烧成窑头操作,篦冷机循环鼓风和主要工艺阀门等方面入手,探讨了从水泥工艺上提高发电量的可能性。     

水泥窑余热发电系统用耐磨材料的研制与应用

本研究针对水泥窑余热发电系统的工作条件,根据耐磨材料的损毁机理,采用高铝矾土、煅烧氧化铝粉、黏土、硅微粉等为原料,以磷酸二氢铝为结合剂,以铝酸钙水泥为促硬剂,通过添加掩蔽剂和优化配料工艺,制备了水泥窑余热发电系统用耐磨材料,并对不同处理温度对耐磨材料的性能影响进行了分析。结果表明增强骨料与基质的结合能力有利于耐磨性的提高,磷酸及磷酸盐与氧化铝之间会随着温度的升高生成不同的磷酸铝相,都能够起到结合作用,比采用水泥结合更有利于提高材料在不同温度下的强度和耐磨性。使用结果表明,制备的耐磨材料施工性能优良,凝结硬化时间适当,强度高,抗冲刷性能好,在水泥窑余热发电系统中取得了良好的使用效果。     

窑尾锅炉省煤器配套闪蒸系统在水泥窑余热发电的应用

为提升水泥行业余热利用率,结合多个水泥窑余热发电系统设计参数和运行情况,分析了运行时优缺点。并在理论计算基础上提出窑尾锅炉省煤器+闪蒸器的设计思路,得到了实际运行的验证。