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ORC发电使用中,与水蒸汽朗肯循环(惯例汽轮机发电技能)相比,无机工质朗肯循环具有分明的上风:

 

(一)可选择支流体或等熵流体。下图为湿流体、等熵流体和支流体朗肯循环的温熵图。水为典范的湿流体,为了避免汽轮机末级蒸汽湿渡过大时对叶片发生“冲蚀”,要求透平入口蒸汽具有肯定的过热度。选择支流体或等熵流体时,工质可在蒸发压力下的饱和蒸汽形态进入透平机收缩做功,省去了过热段,简化了蒸发器(或余热汽锅)的布局,节流了投资。

 

 

 

湿流体、等熵流体和支流体朗肯循环

 

(二)无机工质蒸发潜热比水小许多,显热段吸热比例高,在中高温状况下可以明显进步余热接纳率。

(三)高温余热使用中,水蒸汽朗肯循环中蒸发压力较低,招致水蒸汽比体积较大,汽轮机必要较大流畅面积。ORC体系蒸发压力较高,可无效减少透平尺寸。

(四)水蒸汽朗肯循环体系必需设置除钙、镁离子硬度的软水体系,同时,为了避免水中溶氧对管路及设置装备摆设的化学腐化,给水还必需颠末严厉的除氧处置。而ORC体系不必要这些帮助体系,体系组成复杂。

(五)水蒸汽朗肯循环体系使用于高温发电时,其冷端(冷凝器侧)处于比外界压力低许多的真空形态,必要设置真空维持体系。而ORC体系可选择正压工质。

(六)无机工质凝结点很低,冷凝器无需增长防冻办法。

 

关于ORC体系,工质的选取至关紧张。选择抱负的无机工质时,应该思索以下要素:

1)热力循环功能。关于给定的热源和冷源,体系的热功转化服从应尽大概高。影响该功能的工质属性包罗临界点,比热,密度等等。

2)选择支流体或等熵流体。

3)高蒸汽密度。

4)低粘度。有利于获取较高的传热系数和较低的活动阻力。

5)高热传导率。

6)冷凝正压。

7)高波动性温度。与水差别的是,无机工质在低温下存在退步和剖析征象,因而热源温度也受制于工质的化学波动性。

8)凝结点须低于情况最高温度。

9)宁静性。工质应为无毒、不易燃。

10)绿色环保。低ODP值(臭氧层毁坏潜能值)和低GWP值(温室效应潜能值)。

11)代价廉价,易于取得。

12)一样平常而言,工质临界温度应略高于要求的蒸发温度。假如临界温度高于蒸发温度太多,高压和高压侧的蒸汽密渡过低,招致较高的压损和较大的设置装备摆设尺寸。

 

别的,综合思索无机工质的物性和涡轮制造的限定,差别工质的温度使用范畴(蒸发温度和冷凝温度)可拜见下图。