太原中低温烟气ORC低温发电机组

烟气余热利用ORC系统：余热锅炉排出的烟气经脱酸、除尘等净化处理后，烟气温度在150℃左右，低温余热仍可进一步利用。在烟气低温余热利用ORC系统中，利用有机工质进行朗肯循环，其系统配置如图1所示，有机工质在蒸发器内定压吸热，然后在膨胀机内绝热做功，乏汽在冷凝器中定压放热，之后在工质泵内进行绝热压缩，再回到原来的动力循环过程。使用有机工质可以比较好地利用低温余热，提升系统的能源利用效率，并降低二氧化碳排放，系统的热源利用效率会有比较大的提升，从而充分带动系统发电，让系统的热能转变为电能，乏汽可以凝结为液态达到回收能源的目的。使用有机朗肯循环可以用有机工质将低温余热回收后进行发电。太原中低温烟气ORC低温发电机组

在ORC低温余热发电系统中，有机工质的研究和选择是更重要的内容之一，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ORC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，根据机器运行环境，合理选择国内主流出色有机工质作为ORC机组运行工质。太原中低温烟气ORC低温发电机组采用ORC技术可回收较多的热量。

有机朗肯循环(ORCs)特别适用于回收低品位热源的能量。本文描述了一个用于从流量和温度可变的余热源中回收能量的小型ORC。传统的静态模型无法预测在变化的热源下循环的瞬态行为，而这种能力对于在部分负荷运行和启动和停止过程中模拟适当的循环控制策略是必不可少的。因此，提出了一个ORC的动态模型，特别关注热交换器的时变性能，其他部件的动态是次要的。提出并比较了三种不同的控制策略。仿真结果表明，基于各种工况下循环稳态优化的模型预测控制策略效果更好。

工质泵是ORC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ORC低温余热发电系统：液压隔膜泵，具有压力高、适用于危险化学介质、维护简单等特点；立式离心泵采用变频调速、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。有机朗肯循环发电，可用于海洋温差发电。

有机朗肯循环(OrganicRankineCycle，简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉(或换热器)、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成。ORC的工作原理如下：ORC循环中，工质的作用是将热源的热值提取出来，将温度转化为压力、动力、从而实现低温热源的动力输出。有机工质在换热器中从余热流中吸收热量，生成具一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入透平机械膨胀做功，从而带动发电机或拖动其它动力机械。从透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷却水放热，凝结成液态，之后借助工质泵重新回到换热器，如此不断地循环下去。ORC技术与常规的水蒸气朗肯循环相比有很多优点。太原中低温烟气ORC低温发电机组

ORC对较低温度热源的利用有更高的效率。太原中低温烟气ORC低温发电机组

根据包钢薄板厂宽厚板2号加热炉的高温烟气参数，采用多级轴流ORC透平发电机组对该加热炉的高温烟气热能进行回收发电，机组发电工艺为：高温烟气与热水换热，再将热水引入蒸发器与有机工质R245fa换热，产生R245fa蒸汽推动ORC膨胀机膨胀做功并带动发电机发电，膨胀机膨胀后的乏汽进入蒸发式冷凝器冷凝成液态，经工质泵进入预热器预热后进入蒸发器再次蒸发成气态。该机组采用高效轴流反动式透平膨胀机和同步发电机，整个机组采用集散设计，透平膨胀机的设计技术较成熟，单机能实现小功率到大功率的任意设计。太原中低温烟气ORC低温发电机组

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