有机工质朗肯循环中低温余热发电技术
有机朗肯循环低温余热发电系统的工质选择
有机朗肯循环低温余热发电系统的工质选择作者：李鹏来源：《中国科技博览》2013年第16期摘要：有机朗肯循环发电系统对于中低温余热的有效利用发挥了巨大的作用，但是有机朗肯循环系统的工质选择依旧是中低温余热利用中存在的问题。
文章提出优选工质的条件，并通过对十种低沸点有机工质的性能对比分析得出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，对于有机朗肯循环添加回热会大大提高系统效率。
关键词：有机朗肯循环余热工质选择中图分类号：TM617随着经济发展，世界正面临着能源紧张的严重问题，国内外一方面集中研究可再生的替代能源，如土海水温差能，壤温差能，生物质能，太阳能，一方面研究对现有的低品位热能的的利用，如工业余热，生活污水废热。
而在整个有机朗肯循环系统中，有机工质的选择和运行情况对于有机朗肯循环系统的性能将具有重要影响。
在现今科技条件下，针对不同的热源情况，以系统效率为目标，综合考虑环保要求，寻找适宜的有机工质是当前该领域研究的重点所在。
而本文则试图在综合考量的基础上对有机工质的选择提出一些路径思考。
一、有机朗肯循环的理想工质的特征有机朗肯循环发电系统与传统中的低温余热发电系统的根本区别在于采用有机工质，所以工质特性将主导整个发电系统的结构及效率。
而使用有机工质的主要优势可以归纳为：第一，有机工质的沸点比较低，很容易产生高压蒸汽；第二，有机工质的冷凝压力接近或者稍微大于大气压，工质发生泄露的危险很小，也不需要复杂的真空系统；第三，有机工质凝固点很低，在较低温度中也可以释放出能量；第四，有机工质基本都是等熵工质或干流体，不用经过热处理即可，不会发生有水滴在高速情况下对透平机械的叶片造成冲击损害，也不会腐蚀透平机械。
而理想的有机朗肯循环工质在实现环保的基础上，在不同的热源情况下都可以极大的提高系统效率。
其应该具备如下的特点：第一，有机朗肯循环中所对应的饱和压力不能过高，因为过高的压力很容易出现机械承压问题，进而增加不必要的设备维修保养费用；第二，临界的温度应该高于有机朗肯循环中的最高温度，以避免跨界循环可能带来的诸多问题，因为温度较高的热源相应便会要求高临界温度的有机工质；第三，有机朗肯循环中的最低饱和压力最好能应尽量保持正压，避免最低饱和压力过低问题的发生，以防止外界空气的渗入而影响有机朗肯循环的性能；第四，有机工质无毒、不爆炸、不易燃且与设备材料和润滑油具有良好的兼容性；第五，有机工质对环境友好，不损害环境；第六，价格便宜而且容易获得；第七，有机工质拥有较小的比热容、低粘度和表面张力，较低的临界温度和压力，高热传导率，高汽化潜热，热稳定好。
科技成果——向心涡轮中低品位余能有机朗肯循环发电技术
科技成果——向心涡轮中低品位余能有机朗肯循环发电技术适用范围建材、化工、冶金、窑炉等，80℃以上工业余热及地热水。
行业现状向心式中低品位余能有机朗肯循环发电技术可广泛应用于地热、太阳能、生物质能源领域，以及工业余热回收发电。
用于工业余热回收时，可在所有高耗能行业内进行推广，包括钢铁、有色、化工、水泥、建材、石油与石化、轻工、煤炭等支柱性行业。
按照国家“十二五”节能规划的指示，国家计划在“十二五”期间新增2000万kW的余热发电能力，保守估计其中低于250度的中低温余热利用占10%，即200万kW。
利用向心式中低品位余能有机朗肯循环发电技术可实现的节能潜力为576万吨标煤，碳减排潜力为1416万吨。
成果简介向心涡轮中低品位余能有机朗肯循环发电技术回收中低品味余能，将低沸点有机工质加热成为蒸汽，驱动向心涡轮做功，并通过发电机向外输出高品质电能。
该技术采用向心涡轮，是我国新一代ORC 发电技术，发电效率高，维护成本低，系统安全可靠。
关键技术向心涡轮中低品位余能有机朗肯循环发电技术包含了下列关键技术的突破：（1）高效向心涡轮技术目前针对有机工质的涡轮设计及制造技术仍掌握在国外大型叶轮机械制造厂商手中。
北京华航盛世能源技术有限公司依托北京航空航天大学在航空领域的独特技术优势，研究并改进了航空涡轮膨胀技术，通过自主研发设计与试验验证的科学方法，制造出针对有机工质R245fa的高效ORC涡轮机，其等熵效率大于85%。
公司还将航空发动机叶片、转子等技术进行有效转化，成功应用于ORC向心涡轮的制造工艺之中。
向心涡轮（2）系统密封及润滑油系统系统密封以及润滑油系统是ORC系统制造的一大难题，包括涡轮发电机的密封和工质泵的密封。
采用半封闭设计，发电机与涡轮机一体化，解决了工质及润滑油泄漏等一系列问题。
对于发电机本身，公司则提供设计要求，向国外著名厂家定制，保证密封性能的同时，提高了其运行性能。
采用引射回油系统，有效降低油路系统的输送功耗。
6-6 低温发电 · 中低温有机朗肯循环发电ORC技术与应用、商务模式 -2017.09.26
2017.09
南京
目录
一. 该技术解决什么问题？低温余热发电
二. 技术原理？有机朗肯循环发电技术 三. 哪些热源条件适用？高耗能领域 四. 热水, 蒸汽. 烟气怎么用? 应用实例 五. 该技术提供什么服务模式？商务模式
该技术解决什么问题？
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中低温余热利用发电
目前中高压余热蒸汽（>5barg）和高温烟气余热（>350℃)回收发电技术及应用已成熟。
低温余热热水、蒸汽、烟气（<350℃ ）回收市场潜力巨大，可采用ORC余热发电技术。
21
04
ORC发电技术支持政策
我国“十三五”将加快推进工业节能，重点推进煤炭、电力、钢铁、有色、石油石化、 化工、建材、轻工、纺织等13个行业节能减排，加快节能减排技术推广应用，加大对工业余 热的综合梯级利用。 国家在大型环保及资源综合利用设备、 余能回收利用领域突破重大关键节能技术、重点 节能低碳技术推广、节能与能效提升技术创新、工业余能深度回收利用及提高工业余能回收 利用效率、提升节能技术装备供给水平、有序推进地热发电等方面逐步重视，不断出台政策 予以大力支持。
13
03
余热发电应用 —— 综述
非工业应用
地热能
生物质能
太阳能
工业应用
钢铁冶金
核能热电
化工石油 自动并网发电
水泥建材
化肥制药
印染造纸 14
热水、蒸汽、烟气如何用?
4
应用场合实例(1)(2)(3)
15
1-2. 化工行业 — （热水） 化工行业 热水余热利用示意图
37℃
冷却循环水
热水槽
95 ℃~ 140℃
有机朗肯循环中低温余热发电技术.43页PPT
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
有机朗肯循环中低温余热发电技术.
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因ຫໍສະໝຸດ 它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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2024年ORC低温余热发电系统市场需求分析
2024年ORC低温余热发电系统市场需求分析引言在当前可持续发展的时代背景下，对清洁能源和高效能源利用的需求日益增长。
为了更好地利用产业生产过程中产生的低温余热能，ORC（有机朗肯循环）低温余热发电系统逐渐受到市场的关注。
本文旨在分析ORC低温余热发电系统市场的需求状况，并探讨其未来发展前景。
1. ORC低温余热发电系统的基本原理ORC低温余热发电系统是利用有机朗肯循环原理，将低温余热能转化为电能的一种高效发电技术。
其基本原理是通过将低温热源与工质介质进行热交换，使工质介质蒸发产生高温高压蒸汽，然后通过涡轮机将蒸汽转化为机械能，最后驱动发电机产生电能。
2. 2024年ORC低温余热发电系统市场需求分析2.1 市场规模和增长趋势随着环境保护和资源节约意识的增强，ORC低温余热发电系统在市场上的需求逐渐增加。
根据市场调研数据显示，目前ORC低温余热发电系统市场规模已经达到XX 亿美元，并且预计在未来几年内将保持稳定增长。
2.2 市场驱动因素2.2.1 环境政策支持各国政府出台的环境政策将清洁能源发展作为重点内容之一，鼓励企业采用可再生能源发电技术，促进能源的可持续利用。
ORC低温余热发电系统作为一种利用低温余热能的高效发电技术，在环境政策的支持下，受到了市场的青睐。
2.2.2 能源效率提升需求工业生产过程中产生的低温余热能通常被忽视或未得到有效利用，导致能源资源浪费。
ORC低温余热发电系统的应用可以将这些低温余热能转化为实用电能，提高能源的利用效率，减少能源浪费，满足工业企业节能减排的需求。
2.2.3 技术进步推动ORC低温余热发电系统的技术不断创新和进步，使其在性能、效率等方面得到提升。
新型工质介质的研发、热交换器技术的改进以及涡轮机、发电机的优化等方面的技术进步，为市场需求的增加提供了技术支撑。
2.3 发展前景和市场机遇2.3.1 市场前景广阔ORC低温余热发电系统具有广泛的应用场景，包括钢铁、化工、电力、水泥等多个行业。
ORC低温余热发电技术专题汇报
国务院节能减排“十二五”规划，钢铁、水泥、玻璃、合成氨、烧碱、电石、 硫酸七个工业行业到“十二五”末，到2015年新增余热余压发电能力2000万 千瓦，“十二五”时期形成5700万吨标准煤的节能能力。
三、华航盛世ORC技术
四、ORC低温发电技术的应用
五、华航盛世服务承诺
服务内容
根据客户需求，华航盛世可提供： 工艺节能性分析 余热回收利用综合解决方案 ORC低温余热发电装置 系统设计、设备采购、工程实施等 项目总包
节能减排意义
利国利民 低碳生活 互利多赢 新能源、新思维、展现新价值
总余热28.02×105Kcal/h。经分析，可形成冷热电梯级利用的综合解 决方案。
化工热水余热综合利用解决方案
方案优点
余热梯级利用，能源利用率可达98%：高品位 热用于发电，中品位热用于制冷，低品位热用 于供暖/工艺预热； 系统控制较灵活，发电系统、制冷系统、供热 系统之间热负荷可调节；
节能分析（一般性）
一套250KW ORC系统的发电收益 名称 数值 单位
运行小时数
净发电量 电价 年发电收益 初投资 回报期 节约标准煤 减少CO2 排放量
8000
250 0.68 136 400 2.94 800 2000
小时
KW 元/KWH 万元 万元 年 吨/年 吨/年
一、国家相关政策及低温发电系统研发背景
各系统可根据资源情况以及用户情况灵活搭配。
可降低冷却能耗。
高耗能设备的余热发电
多数高耗能设备均伴随着大量余热的放散，有些 可用于ORC发电： 各种锅炉、炉窑（排烟） 燃气轮机（排气） 大型压缩机
水泥厂有机郎肯循环低温余热发电系统原理解析
水泥厂有机郎肯循环低温余热发电系统原理解析作者：张凯来源：《硅谷》2013年第12期摘要本文对有机朗肯低温余热发电系统的基本原理进行了分析和研究，重点对其组成结构和工质进行了解析。
关键词有机朗肯循环；低温余热；工质中图分类号：TQl72 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0061-02利用水泥生产过程中的废气余热建设纯低温的余热发电装置，对于节能降耗、改善环境至关重要。
本文对水泥厂有机郎肯循环低温余热发电系统的原理进行分析。
1 有机朗肯循环流程图1所示为有机朗肯的发电系统流程图，由蒸发器、膨胀机、冷凝器、工质加压泵、循环水泵、冷却塔组成。
余热通过添加工质利用其沸点低的物理性质，经过蒸发、预热等流程流入膨胀机，经过膨胀机作用，使热能转换为机械能，机械能通过发电机转换为电能，达到发电目的。
经膨胀做工后含有工质的余热流会变为低温低压的气体，再经过冷凝器，通过遇冷、冷凝等阶段凝成工质液体，整个冷却循环采用循环水冷却法，水流经冷却塔循环冷却，从而完成整个循环。
3.2 有机朗肯工质的优势特点有机朗肯循环低温余热发电系统是采用有机工质作为能量的载体。
就以往的经验和相关理论来看，工质的特性会直接主导发电系统的结构以及能源的利用效率，有机工质有着比传统工质高的能源利用效率，所以国内外有关专家学者都在进行有机工质对于系统影响的相关研究。
通过理论和实验研究证明R123 比水具有更好的性能，有机朗肯循环在低温余热条件下下回收中低品位热能时具有更高的效率，这是因为ORC在回收显热效率较高，而在ORC循环中显热/潜热值比较大，因此采用ORC技术能够回收比较多的热量。
在各自最佳的压力情况下，水在中低温区域内输出功率比其他有机工质低得多。
如图3（a）所示，水为湿流体，饱和蒸汽压曲线的切线斜率值为负，不利于在中低温下做功。
在图3（a）中，理想做功过程（3-4s）与实际做功过程（3-4）对比可以看出工质为水时，膨胀过程趋向湿蒸汽区域，若余热温度不足以达到状态点3的温度，状态点4将会处于湿蒸汽区内，因为其做功曲线会与干湿蒸汽分界线相交。
有机朗肯循环低温余热发电技术在QHD32-6FPSO上的应用
有机朗肯循环低温余热发电技术在QHD32-6FPSO上的应用作者：刘冬青李洪强来源：《机电信息》2020年第17期摘要：余热是在一定的经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。
海洋石油平台在生产过程中，主电站作为海洋平台的电力供给设备，在运行过程中产生大量的高温废气余热，往往这部分热量被浪费，同时对环境造成了污染。
为了达到节能减排和降本增效的目的，QHD32-6世纪号FPSO计划利用有机朗肯循环低温余热发电技术，实现废热资源的充分利用，减少主机原油消耗量，以供FPSO生活楼等使用。
但经过综合分析，在海上增加有机朗肯低温发电系统，经济效益较差，且影响船体稳定性，可操作难度较大。
关键词：低温余热;有机朗肯循环发电;节能减排0 引言秦皇岛32-6世纪号油田浮式生产储油船（FPSO）位于渤海海域，目前世纪号上的热介质系统有3台热介质锅炉和1台透平废热回收装置同时运行，热负荷基本无富裕热量。
主发电系统中有5台7 300 kW原油发电机组和1台6 500 kW燃气透平，其中原油机组负荷目前在50%左右，本次设计考虑在现有基础上适当增加余量，推荐按照原油机组的65%负荷考虑。
为了达到节能减排和降本增效的目的，QHD32-6世纪号计划回收和利用主机产生的高温烟气（平均烟气温度为330 ℃），实现废热资源的充分利用，减少主机原油消耗量，利用有机朗肯循环低温余热发电技术，主机烟气废热实现转换发电，以供FPSO生活楼等使用。
1 有机朗肯循环低温余热发电技术系统设计有机朗肯循环发电，即在传统朗肯循环中，由有机工质代替水推动涡轮机组做功。
本项目有机朗肯循环发电系统示意图如图1所示。
低压液态有机工质经过工质泵增压后进入预热器、蒸发器吸收烟气热量转变为高温高压蒸汽之后，高温高压有机工质蒸汽推动涡轮机做功，产生能量输出，涡轮机出口的低压蒸汽进入冷凝器，向低温热源放热并冷凝为液态，如此往复循环，不断由余热转化为电能。
6-3 中低温余热有机朗肯循环发电(ORC发电) 支持政策 一览-2
中低品位余热有机朗肯循环发电政策导向一览( 截止于2017年)有机朗肯循环(ORC)低温发电技术利用中低品味余热进行发电，该技术可利用80~300℃的低温热源进行发电，热电转换效率达到10~23%，向心涡轮透平是目前该领域内效率最高的低温发电技术。
这一技术可广泛用于化工石油、钢铁冶金、水泥建材、化肥制药、印染造纸等高能耗行业的余热回收发电，也可以推广到可再生能源如地热发电、太阳能光热发电和生物质发电等系统中。
我国中低品位余热有机朗肯循环发电技术的市场水平，与我国工业节能挖掘潜力需求、以及能源结构优化目标相比，有非常大的差距，之所以市场发展动能不足，主要原因表现在以下四方面：①一是自主技术能力不强：产学研结合不够紧密，企业ORC技术体系不完善，技术开发投入不足，一些核心技术尚未完全掌握；②二是产业集中度低：行业龙头骨干企业带动作用不强，ORC产品设备成套化、系列化、标准化水平低；③三是国外品牌掌握核心技术形成“垄断”格局，导致项目实施造价偏高，投资回报预期并不理想；④四是政策不完善：相关法规、标准体系以及金融、财税政策不健全。
针对上述不利因素，天加热能凝心聚力，攻坚克难，建立中国最大的低温发电研发制造基地，以引进的国际先进品牌及掌握的成熟技术产品为依托，加强自身技术创新能力，强化行业龙头带头作用，占领市场领先地位，从而国产化、本土化发展工业绿动力，推广地热能应用。
不断发展壮大中的中低温余热发电市场，将不断涌现更新的有机朗肯循环工业余热发电、地热发电等能源设备技术，并提供高效综合能源解决方案。
借助行业政策的“东风”，余热发电市场将培育出更多优秀的节能环保设备品牌。
目前，随着行业技术的深入发展，有关中低品位余热有机朗肯循环发电的各项政策将逐渐明朗起来。
近几年中低品位余热有机朗肯循环发电主要政策导向一览如下：(截止2017年01月)。
No.1《重大节能技术与装备产业化工程实施方案》发改环资[2014]2423号发布日期：2014.10.27No.2《国家重点节能低碳技术推广目录(2014年本,节能部分)》2014年第24号发布日期：2014.12.31◆No.3《国际“双十佳”最佳节能技术和实践清单》2015年第32号发布日期：2015.12.16关键词：No.4《国家重点节能低碳技术推广目录(2015年本,节能部分)》2015年第35号发布日期：2015.12.30◆No.5《能源技术革命创新行动计划》发改能源[2016]513号发布日期：2016.04.07No.6《“十三五”节能环保产业发展规划》2016年12月发布日期：2016.12.22No.7《国家重点节能低碳技术推广目录(2016年本,节能部分)》2016第30号发布日期：2016.12.30◆推广前景及节能减排潜力预计未来5 年，全国低品位ORC 发电的总装机容量可达50 万kW，形成的年节能能力约为150 万tce,减排能力400 万tCO2。
有机朗肯循环低温余热发电系统综述
现代商贸工业２０２０年第９期１９９㊀基金项目:西南科技大学城市学院２０１９年学科建设项目(校级)(２０１９X K J S ０３),项目负责人:刘东.作者简介:赵俊林,西南科技大学城市学院大三在读学生;秦虹(１９９１－),女,汉族,重庆人,硕士,助教,从事能源环境㊁工业节能㊁流动稳定性㊁制冷与热泵技术,风路结构优化等方面的研究(通讯作者).有机朗肯循环低温余热发电系统综述赵俊林㊀秦㊀虹(西南科技大学城市学院,四川绵阳６２１０００)摘㊀要:当下我国能源形势日趋严峻.我国有大量低温余热资源没有得到有效利用,包括太阳能㊁地热能㊁工业余热等低温余热资源.以工业余热为例,我国工业能耗的５０％左右没有得到利用,而是通过各种形式的余热直接排放.导致严重的能源和环境问题.在低温余热的研究中,学者发现,余热发电不仅可以实现余热资源的循环利用,而且有利于环境保护.现有的回收技术对低温余热资源回收率较低.因此,提出了有机朗肯循环低温余热发电(O R C )技术,以实现低温余热的有效利用,并提高能源利用率,改善环境问题,具有显著的社会效益和经济效益.介绍了有机朗肯循环发电的原理,有机工质㊁膨胀机㊁工质泵和换热器的优选,以及O R C 余热发电技术的发展前景.关键词:有机朗肯循环;低温余热回收;利用率;膨胀机的优选中图分类号:T B ㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀d o i :１０．１９３１１/j．c n k i ．１６７２Ｇ３１９８．２０２０．０９．０９５０㊀引言我国低温余热资源丰富,其中工业余热资源可回收率高达６０％,尤其是在钢铁㊁化工㊁石油与石化等行业.目前,我国余热资源回收利用率较低,大型钢铁企业余热利用率最高仅为５０％,提高余热利用率的潜力较大.１㊀有机朗肯循环发电系统简介有机朗肯循环发电系统(O r g a n i cR a n k i n eC yc l e ,简称O R C )主要由换热器㊁膨胀机㊁发电机和工质泵四部分组成.有机工质从蒸发器的余热中吸收热量,产生具有一定压力和温度的蒸气.推动膨胀机运转,推动发电机发电.膨胀机排出的废气将热量释放到冷凝器的冷却水中,冷凝成液态,最后在工质泵的帮助下返回换热器,完成一个热力循环,从而实现对低温余热的回收利用.图１所示为O R C 低温余热发电系统示意图.图１㊀有机朗肯循环低温余热发电系统示意图１．１㊀低温余热资源简介低温余热资源是指企业在生产过程中产生的热量没有得到有效利用.它具有分散性强㊁形式多样㊁产业分布不均㊁资源质量差异大等特点.低温余热可通过有机朗肯循环转化为机械能㊁电能加以利用,对降低企业能耗㊁减少不可再生能源消耗㊁环境保护具有重要意义.我国的低温余热资源总量巨大,余热主要来源于钢铁㊁水泥㊁玻璃㊁等工业余热,以及地热㊁生物质能㊁太阳能等可再生低温能源,节能潜力巨大.因此,加强低温余热资源的回收利用,不仅可以降低我国的能源消耗,还可以提高能源利用水平,而且有效解决了环境和生态问题.１．２㊀O R C 低温余热发电技术研究利用现状国外对于低温余热的研究开始于２０世纪７０年代,其中对O R C 系统进行研究的更早,早在２０世纪２０年代初期,就有人开始研究使用苯醚为工质的有机朗肯循环系统.总结了国外一部分O R C 系统设备生产商及相应的技术参数,研究发现比较适合用于３００ħ以下的余热热源.工业余热资源回收潜力和余热发电环保效应巨大,美国M T I 公司曾经建造了利用炼油厂为余热(１１０ħ)的O R C 系统,该系统运用单级向心透平,有机工质为R １１３,输出功率约为１１７４KW .O R MA T 公司和日本曾建造了以工业废热为热源的O R C 系统,最终取得了良好的社会和经济效益.太阳能有着资源丰富,对环境无任何污染的优点,缺点是太阳能具有即时性,不易保存,且能流密度低,热源温度低,但将太阳能和O R C 系统结合起来发电是具有可行性的.最具代表的是美国的S E G S ,总发电量达到３５４MW ,单系统的最大装机容量为８０MW ,是目前世界上最大的太阳能热电系统.烟气余热O R C 发电系统,在国内有辊道炉热空气工程管理与技术现代商贸工业２０２０年第９期２００㊀㊀低温余热O R C 发电项目,介质是从辊道炉排放的热空气,为了对企业多余热量的热空气加以利用,考虑了采用P u r eC y c l eO R C 低温发电机组回收该部分余热进行发电,这也促进了节能减排的进一步发展.美国O R MA T 公司是目前地热O R C 发电技术最为先进的公司,该公司大多数项目平均发电量都在１０MW 以上.但地热源缺点是存在钻探困难㊁水中矿物杂质难以分离等问题,我国西藏那曲地热电站采用了O R MA T 公司的设备,于１９９３年１１月正式投入生产,后因结垢问题严重未能正常运行,最终关停.２㊀有机工质的选择在O R C 低温余热发电系统中,有机工质的研究和选择是最重要的内容之一,因为有机工质的物理性质对热源的回收效率起着决定性的作用,并对系统组件的设计难度有重要影响.例如,工质的冷凝压力高,会导致密封系统设计难度高.由于O R C 系统回收的是低温余热,为了使工作介质在较低温度下汽化,应采用沸点较低的有机工作介质.同时,低沸点有机工作介质还应具有以下理想特性:低临界压力和临界温度,良好的干湿性能,低粘度,低表面张力,高循环效率,较高的安全性和环境友好性.在这一方面的研究就有:王怀信等人设计了以低温地热为热源的热电联产系统,并对不同工质展开了研究,最后推荐采用E －１７０,R－６００,R－１４１b 作为该系统工质.王辉涛等人运用热动力循环的分析方法,分析了１０种干流体有机工质,最后推荐R－２２７e a 为中低温地热发电O R C 系统的有机工质.不同的有机工质适合于不同的应用条件,因此不同文献推荐使用的有机工质也各有不同.国内研究根据各自情况采用较多的有机工质是R－２４５f a ㊁R－１２３和R－１３４a .３㊀设备选型３．１㊀工质泵的选择工质泵是O R C 低温余热发电系统的基本组成部分,是将冷凝器的低温低压液体有机工质经绝热增压后,高压输送到蒸发器入口的装置.作为一种成熟的产品,市场上有多种工质泵.研究发现,以下泵适用于O R C 低温余热发电系统:液压隔膜泵,具有压力高㊁适用于危险化学介质㊁维护简单等特点;立式离心泵采用变频调速㊁机械密封;多级离心泵可实现更高的扬程和设定压力;多级离心泵是在离心泵级内安装两台或两台以上具有相同功能的离心泵,相对于活塞泵等往复泵能输送更多的流量.３．２㊀膨胀机的选择膨胀机是O R C 余热发电系统中的核心设备,它是将蒸发器出口的高温高压的有机饱和蒸气的热能转化为机械能从而对外做功的设备.膨胀机按工作性质和结构的不同,可分为速度式和容积式膨胀机.速度式膨胀机适用于大流量场合,其输出功率和转速相应较高.小流量,大膨胀比的场合采用容积型膨胀机较为合适.现目前研究较多的是螺杆膨胀机和径流式透平膨胀机.螺杆膨胀机有较为成熟的工业应用,适合行业较多,目前我国已成功研制出了１０KW 和４０KW 的单螺杆膨胀机的样机.在国外代表厂家有GMK 和E l c t r a t h e r m 等.最后是径流式透平膨胀机,其等熵膨胀效率较高,可达８５％;密封性良好,应用范围广泛,有着流量大㊁装机功率大等特点.不足之处是价格昂贵㊁投资回收期长.３．３㊀发电机的选择一般O R C 发电系统选择使用异步电机,考虑因素是系统控制问题,异步电机对转速控制要求不高,在热源不稳定的情况下,电机对机组有较大工况的变化范围适应性较强.O R C 发电机组的装机容量和对电网的冲击较小,并网更方便,功率较大,运用范围更广.３．４㊀换热器的选择蒸发器和冷凝器统称为换热器,其作用和工作原理一样.在O R C 发电系统中换热器类型的选用对机组效率与经济技术性影响较大.现目前运用于O R C 发电系统的换热器有管壳式换热器和板式换热器,相对而言,管壳式换热器较平板式换热器运用更多,而板式换热器与常规的管壳式换热器相比,传热系数较高,在一定的范围内有取代管壳式换热器的趋势.４㊀结论本文介绍了有机朗肯循环发电系统的基本原理,分析了O R C 低温余热发电技术的现状,展开了对该系统设备选型,有机工质选择等方面的研究,现得出以下结论:(１)我国低温余热资源潜力巨大,回收利用率有待提升,O R C 发电技术市场潜力大.(２)目前国内O R C 低温余热发电技术发展空间很大,仍有多项关键技术需要解决.(３)不同的余热源所适应的条件也不同,要根据余热条件和需求,具体分析,综合利用,系统优化设计对于O R C 发电系统意义重大.(４)O R C 余热发电技术实现对低温余热的有效应用,提高能源的利用效率,改善环境问题,具有显著的社会和经济效益.(５)应多展开实验方面的研究,在成熟可靠的基础上加快O R C 发电技术的实际运用,早日并入电网,实现大规模的商业化运行,缓解我国传统能源发电的压力.参考文献[１]王大彪,段捷,胡哺松,等．有机朗肯循环发电技术发展现状[J ]．节能技术,２０１５,３３(０３):２３５Ｇ２４２．[２]C U O T a o ,WA N G H u a i x i n ,Z HA N G S h e n g j u n ．F l u i d sa n d p a Ｇr a m e t e r s o p t i m i z a t i o n f o ran o v e l c o g e n e r a t i o ns y s t e m d r i v e nb yl o w Ｇt e m p e r a t u r e g e o t h e r m a ls o u r c e s [J ]．E n e r g ,２０１１,３６(５):２６３９Ｇ２６４９．[３]王辉涛,王华,葛众．中低温地热发电有机朗肯循环工质的选择[J ]．昆明理工大学学报:自然科学版,２０１２,３７(１):４１Ｇ４６．。