低温热源有机物发电系统膨胀机性能分析

有机物朗肯循环发电系统广泛应用于工业余热、太阳光热和地热等低温热源回收利用领域。作为关键做功部件,膨胀机的性能对有机物发电系统效率和输出功率有着重要的影响。考虑工质物性、环保特性,选用R600a为循环工质,详细研究了适用于两种不同功率等级的膨胀机的部件性能及循环特性。验证了有机物发电系统性能随着涡旋膨胀机和向心透平膨胀比的提高得到了提升,并探讨了改善系统发电性能的几种方法。     

低温热源发电系统实验及性能分析

介绍了一种低温热源发电系统,对系统进行了热力学分析并对工质进行分析,选取综合性能优良的有机物R600a作为循环工质,进行了实验研究。对实验测得的数据进行计算分析,比较了不同热源温度和工质泵的转速下,膨胀机的入口压力、膨胀机转速和蒸汽发生器工作压力的变化规律,以及系统发电量变化规律。     

单工质低温余热发电循环性能分析

为了提高能源利用的高效性和经济性,推进有机朗肯循环系统在低温余热发电领域的应用.通过建立热力学模型,并用Matlab软件进行编程,调用NIST Refprop数据库,选取六氟丙烷作为循环工质,模拟分析有机朗肯循环系统各方面性能.在采用循环输出功率、?效率和热效率等热力学指标研究系统热力性能的基础上,分别采用换热面积和C...     

低温余热发电系统涡轮机建模及实验研究

主要采用R600a作为循环工质,以涡旋膨胀机和发电机为研究对象,搭建低温余热发电系统实验装置,通过采集实验数据来分析余热发电机组涡轮机-发电机的工作性能.研究了涡轮膨胀机的转速、压力差对余热发电机组输出功率、热机转换效率、不可逆损失的影响.对比实验结果与理论分析,证明了低温余热发电系统的可行性.     

采用涡旋膨胀机的低品位热能有机物朗肯循环发电系统实验研究

有机物朗肯循环(organic rankine cycle,ORC)的主要优点在于回收中低品位热能发电时的高效、环境友好、压力适宜等.文中对有机物朗肯循环进行了实验研究.实验装置采用涡旋式膨胀机,以R600a为工质,膨胀机最大输出电功率0.74 kW,最大第一定律效率2.4%.实验发现膨胀机最高转速为4589r/min:根据膨胀机输出功率随工质泵频率及热源温度的变化情况,发现工质泵频率存在一个最佳值,使得系统输出功率最大.循环第一定律效率随着蒸发压力的增加也存在最大值,其原因是由于较高压力和流量下膨胀机入口存在汽液两相现象.通过对ORC的实验研究,认为涡旋式膨胀机在中小型低品位热能ORC系统中具有非常大的优势,ORC系统有机物工质的流量和蒸发压力与低品位热能热源的匹配,是提高ORC系统性能的一个重要设计方法.     

地热源非共沸工质有机朗肯循环发电性能分析

建立有机朗肯循环热力学模型和蒸发器传热模型;基于工质的实验经验状态方程,利用REFPROP 8.0软件获得非共沸工质物性;以获得最佳的凝汽器温度匹配为原则选择工质。采用种温度的地热能,在给定的蒸发器和凝汽器夹点温差下,分析了采用组分比例为0.64：0.36的R600a/R601非共沸工质的有机朗肯循环发电系统的特性,并与R601纯工质发电循环进行了比较。结果表明：以对外输出功为目标函数的利用地热的中低温有机朗肯循环发电系统中不宜加入回热器;对于蒸发器热源进出口温差较小的工况,如热源来自水蒸气凝结放热,采用混合工质的循环的性能不如纯工质的;有机朗肯循环采用混合工质时其最大对外输出功要高于纯工质的,且热源温度越低时,这种优势越明显。     

水泥窑余热发电的工质及循环系统的性能分析

以水泥熟料生产线的余热为研究对象,针对蒸汽朗肯循环和有机朗肯循环系统的热平衡计算公式,计算了发电量、增压泵耗功率、热效率、(?)效率等指标,并对比了各系统的优劣。经分析后认为,当烟气温度越低,有机朗肯循环系统的技术优势越明显;当烟气温度较高时,则蒸汽朗肯循环系统占优。     

近(亚)临界有机物朗肯循环的性能分析

针对有机物工质物性在近临界区的奇异性,选用了适用于近(亚)临界有机物朗肯循环(ORC)的3种典型工质:R236fa、R142b、R152a,建立热力学模型分析近临界循环与亚临界循环在性能上的差异,并从工质物性角度分析产生差异的原因。结果显示近临界循环的各项性能参数与亚临界循环差异明显;近临界ORC的比吸热量、比净功和热效率随蒸汽发生温度的变化缓慢,具有良好的变工况性能;这3种工质中干性工质R236fa最适用于近临界ORC。近临界ORC性能上的奇异性主要与有机物工质的潜热和干湿性在近临界区的特性有关。     

热源温度和流量对有机朗肯循环系统运行特性影响的实验研究

针对地热、太阳能集热等中低温热源驱动有机朗肯循环（organic rankine cycle,ORC）分 布式发电系统的多工况运行需求,测试了采用R245fa工质的4 kW级ORC实验机组在热源温度和流量变化条件下的多工况动态/稳态运行特性。结果表明:在换热器面积冗余较大,热源温降较小的情况下,热源温度变化对膨胀机进出口温压参数和机组输出功率的影响更显著,而热源流量变化的影响可以忽略;相对于热源流量变化,热源温度调整后ORC机组的趋稳时间较长;ORC机组输出功对热源温度和工质流量变化敏感,测试工况范围内,在热源温度150 ℃时获得最大输出功约3 800 W,最大热效率5.12%。     

地热发电技术及其关键影响因素综述

为促进中国地热发电的大规模发展,收集、整理了我国的地热资源数据,总结了我国地热资源的特点和地热发电的相关政策及发展现状,综述了水蒸气朗肯循环、闪蒸循环、有机朗肯循环、卡林那循环和全流发电系统五种典型的地热发电技术,探究并总结了影响地热发电利用的关键因素。我国的地热资源是以150 ℃以下的中低温地热为主,有机朗肯循环和卡林那循环在地热发电领域有更大的发展空间;地热的温度越高、流量越大、干度越高、水质条件越好,当地的环境气温越低、成井率越高,地热发电的开发潜力越大;丰沛的水资源及高的上网电价和投资补贴也有利于地热发电行业的发展壮大。     

新型燃气－氨水蒸汽功冷联供联合循环

基于能的梯级利用原理及氨水工质系统的能量利用特性,将产功与制冷有机结合,提出一种由燃气轮机循环和氨水工质功冷联供循环组成的新型燃气-氨水蒸汽功冷联供联合循环。在系统能量输入及主要参数相同的前提下,将新循环与由常规燃气-蒸汽联合循环和氨吸收式制冷循环组成的功冷联供联合循环进行模拟计算比较,发现新循环的功、冷输出均有增加,热效率和火用效率分别相对提高了6.3%和1.9%。通过火用平衡分析,揭示了新循环的系统性能提高的主要原因在于加热、排烟过程火用损失的大幅减小,证明采用氨水作为底循环工质是将常规燃气-蒸汽联合循环发展为功冷联供循环,提高系统性能的有效措施。     

某联合循环电厂低负荷时低压蒸汽产量过剩问题

介绍了单压汽轮机配双压余热锅炉的联合循环电厂在低负荷运行时会出现低压蒸汽产量相对过剩问题,分析了问题产生的机理,并提出了解决措施,并介绍了在工程中的应用实例。     

氨吸收式动力/制冷复合循环的敏感性分析

对氨水混合工质动力/制冷正逆耦合循环进行了模拟计算分析,该循环通过分流、精馏、吸收冷凝,满足了不同热力过程对工质氨浓度的不同需求。选取热效率h、火用效率e等指标作为评价准则,当循环透平进汽参数为375 ℃/7 000 kPa时,h约为20%,e约为40%。对循环重要参数分流比S、基本工质氨质量浓度X变化对热力性能、评价准则的影响进行敏感性分析,讨论不同X下如何设置分流比S使循环能量利用更为合理。研究表明：综合考虑循环功冷联供性能、经济性能等因素,建议分流比S取0.4左右,基本工质氨质量浓度X取0.28~0.32。如需较大的冷输出,可适当加大S及X,但S过高(>0.8)循环热力性能会恶化。     

烧结冷却机低温余热发电技术及经济分析

分析了目前我国烧结机余热发电技术的现状及前景;介绍了烧结机低温余热发电过程的汽水流程及余热锅炉的设计选型;列举了盐城市锅炉制造有限公司系列烧结机余热锅炉的设计特点及应用情况;并对烧结机余热发电项目进行了技术经济及环保效果分析。     

生物质直燃有机朗肯循环热电联产系统的热力性能分析

有机朗肯循环可有效利用生物质能并实现热电联产。文中建立了抽气回热式有机朗肯循环的热力性能分析模型。针对锅炉负荷为7.9 MW,麦秆为燃料,导热油为中间传热介质的生物质直燃系统,分别优化了正葵烷、甲苯、环己烷、八甲基三硅氧烷(MDM)、八甲基环四硅氧烷(D4)和六甲基二硅氧烷(MM)的热力参数。通过夹点分析,临界温度高的工质其主气温度反而低。正葵烷、MDM和D4的主气压力和排气压力较低,气轮机尺寸较大。MDM、D4和MM的排气温度高于200℃,最佳抽气系数较高。当冷凝温度为70℃时,ORC的热效率达25%以上,系统发电功率高于1 600 kW,而供热负荷在4 800 kW以上;当冷凝温度为100℃时,ORC的热效率高于20.7%,系统发电功率不低于1 300 kW,而供热负荷高于5100 kW。两种工况系统的燃料利用系数均高于82%,火用效率高于23%,其中锅炉的火用损系数最大,冷凝温度的降低会导致系统火用效率略微下降。正葵烷、甲苯、环己烷的热力性能略优于硅氧烷。     

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。     

350 MW级燃气-蒸汽联合循环电站余热锅炉配置

探讨了350 MW级燃气-蒸汽联合循环电站余热锅炉补燃与不补燃的应用条件及各自特点,给出了几种蒸汽轮机循环系统的布置方案,并分析了蒸汽循环系统的选择方法,对余热锅炉型式进行了分析比较,为大型燃气-蒸汽联合循环电站的建设提供参考。