低沸点有机工质透平 - 低温余热发电技术PPT推荐.ppt
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低沸点有机工质透平 - 低温余热发电技术PPT推荐.ppt
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我国现有陶瓷生产企业约3000家,余热发电能力约1200亿kWh/a,相当于2个三峡工程的年发电量。
资源背景,(4)炼钢厂烟气余热温度在300400;
(5)在电力行业,存在许多需要减温减压的蒸汽,如锅炉连排水余热回收潜力巨大(6)有色金属冶金,电解铝低温烟气。
(7)使得100-220的中低温地热资源;
(8)太阳能热发电,资源背景,排烟余热,国内行情,工程应用:
(1)目前国内ORC仅应用于西藏地热发电,采用以色列ORMAT的ORC透平
(2)包钢烟气ORC发电,正处于试运行阶段,由西安交大程代京教授带领的团队开发高校和企业研究:
目前大量企业与高校联合开发ORC透平,国家也为研究投入了大量科研经费。
政策环境,符合国家节能减排政策,几乎每个省都有相关支持项目比如黑龙江:
题目:
低温热源发电装置的研制合作单位:
中国船舶重工集团公司第七三研究所经费分配:
国拨专项资金400万,中材150万,七三所250万,中材自筹配套850万目标:
针对150左右水泥窑余热烟气及水泥窑筒体辐射余热,采用200kW径流式汽轮机有机工质朗肯循环系统,系统发电量150180kW,系统效率达到6%8%,解决方案,根据有机工质低沸点的特点,采用有机工质朗肯循环(简称ORC)透平,可以利用工业过程的低温热源进行发电或者拖动设备,也可应用于地热、太阳能等作为热源。
ORC透平类型:
(1)轴流透平:
功率范围大,应用广泛
(2)向心透平:
转速高,效率高,功率小(3)螺杆膨胀机:
效率低,擅长工作在气液两相区,ORC循环,以热水作为热源的ORC循环图,ORC透平特点,1.可利用热源温度80-3002.透平机构简单,级数1-3级,安装调试简单3.排气压力相对于环境处于正压。
4.干流体,不存在对叶片和流道的水蚀5.工质采用低沸点有机工质6.对密封要求非常严格,工质选择,工质选择的原则:
(1)化学稳定性好;
(2)具有较低的臭氧破坏性和温室效应;
(3)传热性能好;
(4)价格低廉;
(5)无毒、不可燃、不可爆国内研究根据各自情况采用比较多的工质是R245fa、R123和R134a。
工质选择,冷凝温度,在冷凝温度40时,有机工质(表前4种工质)均背压运行,相对于水蒸汽工质,设备部需要真空设备,国外ORC产品,国外ORC产品以奥马特为代表,关键问题,共同的关键技术问题:
对泄漏的要求几乎是完全无泄漏,这是最重要的问题。
解决方案:
采用机械密封,或者采用磁力轴承的发电机和透平一体结构。
跟具体工质有关的问题:
易燃易爆、有毒、温室气体、破坏臭氧层气体1.烷烃:
具有易燃易爆2.R134a:
毒性非常低、在空气中不可燃,环境压力下沸点-263.R123:
的综合性能很好(臭氧消耗潜值ODP值很小、全球变暖潜值GWP值亦较小等),环境压力下沸点274.R245FA:
安全,环境压力下沸点14,接触式机械密封,接触式机械密封,接触式机械密封,接触式机械密封,接触式机械密封,优点1.密封可靠,在一个较长的使用期中,不会泄漏或很少泄漏;
2.使用寿命长,正确选择摩擦副材料和比压的机械密封可用25年,最长的达9年;
3.维修周期长,在正常工作的情况下,不需要维修;
摩擦功率消耗少;
3.轴或轴套不受磨损;
4.对旋转轴的振摆和轴对壳体孔的偏斜不敏感;
5.适用范围广,能用于低温、高温、高真空、高压、各种转速以及各种腐蚀、易燃、易爆、有毒介质的密封,接触式机械密封,缺点1.结构较复杂,对制造加工要求高;
2.安装与更换比较麻烦,要求工人有一定的安装技术水平;
3.发生偶然事故时,处理比较困难;
非接触式机械密封,干气密封,非接触式机械密封,干气密封旋转环旋转时,密封气体被吸入动压槽内,由外径朝向中心,径向分量朝着密封堰流动。
由于密封堰的节流作用,进入密封面的气体被压缩,气体压力升高。
在该压力作用下,密封面被推开,流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜,此气膜厚度一般在3微米左右。
气体动力学研究表明,当干气密封两端面间的间隙在23微米时,通过间隙的气体流动层最为稳定。
当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时,该气膜厚度十分稳定。
干气密封旋转环示意图,非接触式机械密封,非接触式机械密封,与接触式机械密封比较1.密封使用寿命长、运行稳定可靠;
2.密封功率消耗小,仅为接触式机械密封的5%左右;
3.与其他非接触式密封相比,干气密封气体泄漏量小;
4.可实现介质的零逸出,是一种环保型密封;
5.密封辅助系统简单、可靠,使用中不需要维护;
特殊轴承,通过特殊轴承,透平和发电机在同一转子上,公用轴承,透平转子密封在汽缸内,彻底解决了泄漏问题
(1)磁力轴承:
性能好,价格高
(2)工质轴承:
技术不成熟,需要试验研究探测可能存在的问题,谢谢!
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