低沸点有机工质透平 - 低温余热发电技术PPT推荐.ppt

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！