有机朗肯循环是回收低品位热能的有效技术途径..doc

有机朗肯循环是回收低品位热能的有效技术途径,而其所采用的有机工质是影响循环性能的关键因素之一.在简要介绍有机朗肯循环的组成以及理想有机工质的特征之后,针对利用工业余热、地热、太阳能和生物质能以及液化天然气冷能回收等五个方面,介绍了目前有机朗肯循环工质的研究进展.最后,在分析存在问题的基础上,讨论了今后仍需努力的研究方向.低温热能种类繁多,数量巨大,利用这部分能源意义重大.介绍了低温热能发电技术的研究现状和发展趋势.低温热能发电技术主要应用于太阳能热电、工业余热发电、地热发电、生物质能发电、海洋温差发电等方面.现阶段低温热能发电的研究重点有:工质的热物性和环保性能、循环优化研究;提高低温热能发电效率的研究,包括混合工质循环、Kalina循环、回热、氨吸收式动力制冷循环等;基于有限时间热力学的系统最优控制等方面的研究.首先介绍了ORC循环工质的热力学和一些性质,指出工质应满足压力、干湿性以及环保等方面的要求,然后以R123、R21和R245fa工质为例给出了热源温度低于:100情况下ORC发电系统的热力学模型分析,比较了不同工质下系统工作参数对ORC性能的影响规律,并且指出工质R245fa是综合考虑环保、热力性能等因素下的较好的选择.低沸点工质的有机朗肯循环纯低温余热发电技术 作者：张红?云南电力职工大学???来源：???更新日期：2007-3-19???【字体：小 大】 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、N0。和S0。等废弃物排放的优点。??? 本文介绍以色列奥玛特(0RMAT)公司利用低温热源的有机朗肯循环(0rganic Rankine Cyck，简称()RC)纯低温余热发电技术。该技术有别于常规技术，其特点是：不是用水作为工质，而是使用低沸点的有机物作为工质来吸收废气余热，汽化，进入汽轮机膨胀做功。 1.低沸点的有机物??? 在一个大气压下，水的沸点足100℃，而一些有机物的沸点却低于水的沸点，见表l。??? 有机物的沸点与压力之间存在着对应关系，以氯乙烷为例，见表2。水的沸点与压力之间对应关系见表3。??? 由表2和表3町见，氯乙烷的沸点比水低，蒸气压力很高。根据低沸点有机工质的这种特点，就可以利用低温热源来加热低沸点工质，使它产生具有较高压力的蒸气来推动汽轮机做功。 2? ORC纯低温余热发电在地热发电方面的应用??? 0RC纯低温余热发电技术在我国地热发电方面已得到初步应用，我国目前已经勘测发现的地热田均属热水型热储。热水型资源发电采用的热力系统主要有两种，即扩容(闪蒸)系统和双工质循环系统。西藏羊八井地热电站，热水温度145℃，采用二次扩容热力系统，汽轮机(青岛汽轮机厂设计制造D3一1．’7／0．5型地热汽轮机发电机组)单机容量3000W，3 000W／min，一次进汽压力182kPa，温度115℃，二次进汽压力54kPa，温度81℃，额定排汽压力为10kPa。双工质循环系统中，地热水流经热交换器，把地热能传递给另一种低沸点丁质，使之蒸发产生蒸气，组成低沸点工质朗肯循环发电。双工质循环机组，其热效率高，结构紧凑。我国的小型双工质循环系统地热电站——辽宁营口熊岳试验电站的装机容量2×J00KW，利用地热水(水温75℃)发电，于1977年1 1月投入运行。 3 ORC纯低温余热发电在水泥工业的应用? 我国水泥厂在利用ORC纯低温余热发电技术方面尚属空白。??? 1999年德国海德堡水泥集团在德国环境部支持下，利用世界银行贷款，由以色列奥玛特(ORMAT)公司设计，在德国的Lengfurt水泥厂3 000t／d的生产线上，建成了世界首座水泥厂ORC纯低温余热发电站。该发电站的特点是：余热热源来自熟料冷却机出口的废气，而窑尾预热器出门的废气用来烘干生料和煤，该系统的主要技术指标如表4所示。??? ? 据报道，白1999年投产以来，整套设备运行情况良好，发电站占地面积很少，汽轮机发电机现场实现无人操作，在水泥厂的中控室对电站进行控制。，投产以来电站的平均zfN 98％；单位熟料发电量可达10．5kWh／t；其维修费用较低，每年约6 800美元。从节电和环保角度来说，每年CO。减排量约7 600t。??? 据以色列奥玛特(0RMAT)公司介绍，德国海德堡水泥集团正利用在Lengfurt水泥厂取得的经验，在印尼分公司新建的水泥生产线上建造新的ORC纯低温余热发电站。??? 冷却机余热回收系统的OEC(奥玛特能量转换器Ormat Energy Converter)的工艺过程址图1。???? 为了回收熟料冷却机废气中的余热，在电除4器后