在能源危機、氣候變化的時代背景下，有機朗肯循環(huán)（ORC）作為一種低溫余熱資源利用的有效途徑，得到普遍的研究及工業(yè)應(yīng)用?；旌瞎べ|(zhì)作為該領(lǐng)域的研究熱點，在能否提高ORC循環(huán)性能等問題上觀點截然相悖。本文從工作原理、循環(huán)性能評價、工質(zhì)篩選和工藝優(yōu)化等方面對混合工質(zhì)ORC展開分析及研究，以探究爭議的主要及解決途徑。研究結(jié)果表明：混合工質(zhì)ORC的爭議主要源于缺乏統(tǒng)一的優(yōu)化及評價基準，普遍采用的以盡可能大的相變溫度滑移為約束條件，有可能降低混合工質(zhì)性能；混合工質(zhì)的組分調(diào)控特性表現(xiàn)出巨大潛力，結(jié)合組分調(diào)控的工藝設(shè)計、相變溫度滑移的定量優(yōu)化、實驗及中試是未來應(yīng)重點關(guān)注的研究方向。有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)不需設(shè)置真空維持系統(tǒng)。福建ORC發(fā)電模組
ORC發(fā)電的原理是以沸點遠低于水的有機物質(zhì)(如丁烷、氯乙烷或氟利昂等[8])為工質(zhì)，有機工質(zhì)在熱力設(shè)備中不斷進行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮4個過程，使熱能不斷轉(zhuǎn)化為機械能，帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能，發(fā)電裝置的循環(huán)系統(tǒng)由換熱器、汽輪機、冷凝器和給水泵組成[9]。ORC的具體過程為：機泵送來的有機工質(zhì)在換熱器中經(jīng)低溫余熱加熱后成為過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪機，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，過熱蒸汽釋放出熱能后溫度、壓力均降低，成為乏汽，由冷凝器冷凝為液態(tài)，再經(jīng)機泵升壓，完成一個循環(huán)。因為有機工質(zhì)的常壓沸點遠低于水的常壓沸點(100℃)，使得該有機工質(zhì)在較低溫度下就可以汽化，因此可以充分利用低溫余熱作為熱源進行發(fā)電。西寧orc低溫余熱發(fā)電ORC能確保余熱發(fā)電過程的可靠及經(jīng)濟運行。
ORC特點：(1)對較低溫度熱源的利用有更高的效率。(2)戊烷比水蒸氣密度大一點，比容也是比較小的，因此所需汽輪機的尺寸(特別是減小汽輪機末級葉片的高度)、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。(3)與水蒸氣不同，戊烷在膨脹作功過程中，從高壓到低壓始終保持干燥狀態(tài)，這就消除了形成濕氣以及當高速小水滴沖擊汽輪機時，產(chǎn)生腐蝕損壞的可能性。所以，ORC能比水蒸氣汽輪機更有效地適應(yīng)部分負荷運行及大的功率變動，不需要裝過熱器。
近年來，隨著世界性的能源資源緊缺和全球性環(huán)境問題的日益嚴重，各國已在緊張的研究相關(guān)技術(shù)理論或制定相應(yīng)政策應(yīng)對、緩解該問題?；诘推肺粺崮芾玫挠袡C朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle，ORC)是降低能源燃料消耗、節(jié)能減排的有效措施和手段，成為世界各國學(xué)者、科研機構(gòu)、高等院校研究的重點課題，采用新型的冷電、熱電或冷熱電聯(lián)供循環(huán)是提高低品位熱能利用ORC系統(tǒng)效率和優(yōu)化其性能的有效途徑之一。應(yīng)用于ORC系統(tǒng)的有機工質(zhì)具有一定的GWP值、ODP值等環(huán)境潛值，都將對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，在其生產(chǎn)和運輸過程中可能對環(huán)境造成一定的污染，ORC系統(tǒng)運行過程中工質(zhì)泄漏也必將加劇全球變暖、臭氧層的破壞。ORC發(fā)電機組的裝機容量和對電網(wǎng)的功率較大。
在有機朗肯循環(huán)發(fā)電設(shè)備中，低壓液態(tài)有機工質(zhì)經(jīng)過工質(zhì)泵增壓后進入蒸發(fā)器吸收熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏赫羝?；之后，高溫高壓有機工質(zhì)蒸汽推動膨脹機發(fā)電機進行發(fā)電，產(chǎn)生電量輸出；膨脹機出口的低壓過熱蒸汽進入冷凝器，向低溫?zé)嵩捶艧岫焕淠秊橐簯B(tài)，如此往復(fù)循環(huán)。ORC發(fā)電設(shè)備與其他熱機循環(huán)相比有諸多明顯的優(yōu)點。首先，與其他熱機循環(huán)相比，ORC對低品位余熱的利用率更高；其次，使用ORC發(fā)電設(shè)備的尺寸和重量??；此外，有ORC比其他熱電循環(huán)的運行維護成本更低。有機朗肯循環(huán)發(fā)電，可用于太陽能發(fā)電。貴陽orc余熱發(fā)電技術(shù)
ORC是以低沸點有機物為工質(zhì)的朗肯循環(huán)。福建ORC發(fā)電模組
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢：可采用螺桿膨脹機替代汽輪機，其結(jié)構(gòu)相對傳統(tǒng)汽輪機簡單得多，額定功率小，其適用作為低焓能源動力利用的動力機，因此對有機工質(zhì)蒸汽做功更適用。鑒于目前螺桿膨脹機還未普及，那么即使使用汽輪機，因有機工質(zhì)蒸汽比容、焓降小，故所需汽輪機的尺寸（特別是汽輪機末級葉片的高度減小）、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。與水蒸氣相比，由于有機工質(zhì)的聲速低，在低葉片速度時，能獲得有利的空氣動力配合，在50Hz時能產(chǎn)生較高的汽輪機效率，不需要裝齒輪箱。由于轉(zhuǎn)速低，因此噪聲也小。福建ORC發(fā)電模組