有机朗肯循环
Organic Rankine Cycle
有机朗肯循环系统
Organic Rankine Cycle system
有机朗肯循环(ORC)系统是一个封闭的热力学循环,用于从80至400°C的低温到中高温热源发电,以及在任何温度水平下的中小型应用。ORC技术允许有效利用低品位的热量,否则将被浪费。
由于低温余热发电大部分利用的是温度小于150°C的热源,此时传统的以水(蒸汽)为循环工质的发电系统由于产生的蒸汽压力低,导致发电效率较低,无法产生经济效益。在低温余热发电中多采用有机工质作为循环工质。由于有机工质在较低的温度下就能气化产生较高的压力,推动透平做功,故有机工质循环发电系统可以在烟气温度200C左右,水温在80°C左右实现有利用价值的发电。

利用有机朗肯循环从各种热源中产生清洁和负担得起的电力。

有机朗肯循环
有机朗肯循环发电厂的工作原理类似于最广泛使用的发电过程,克劳修斯-朗肯循环。主要区别在于使用有机物质(碳氢化合物或制冷剂)代替水(蒸汽)作为工作流体。
有机工作流体具有比水更低的沸点和更高的蒸汽压,因此能够使用中低温热源比蒸汽循环更有效地发电。
根据有机流体的各种热力学性质选择最适合热源的循环用有机流体,从而获得较高的循环效率和膨胀效率。
液态有机工质(如R245FA)在蒸发器中吸热(余热可为蒸汽\热水\工质气)蒸发成气态,推动ORC膨胀机做功,驱动膨胀发电机发电,压力降低的气态工质经过冷凝器冷凝成液态,通过工质泵升压,进入蒸发器中吸热,完成一个ORC循环。
利用热源与冷却介质的温差,将热能转化为机械能-电能。
有机朗肯循环主要部件
The Main Components of an Organic Rankine Cycle
有机工质
- R245fa
- R134a
- R1234ze(Z)
- R1233zd(E)
热源温度
- 120℃~200℃
轴流式膨胀机
- 叶轮:两级
- 膨胀比:5~12
- 调节范围:40% ~ 110%
向心膨胀机
- 热源介质温度低,装机容量小的应用
- 调节能力:带入口导叶,工况范围变化大
- 炼化行业
- 煤化工行业
- 冶金行业
- 燃机烟气余热回收
- 地热能
- 水泥、印染、玻璃行业