山西长林能源科技有限公司对低沸点工质热力性

:山西科技有限公司针对的有机朗肯循环(ORC)发电系统，以某工业装置排出的流量为3×105m3/h、温度为120℃的低温烟气为研究对象，对几种高温有机工质，分析工质流量以及汽轮机膨胀比对系统性能的影响。研究表明：当工质流量小于15kg/s时，汽轮机及循环热效率随着工质流量增大而迅速提高；但当工质流量超过15kg/s时，汽轮机效率及热效率变化不大；工质的沸点越大，汽轮机内效率越高：随着汽轮机膨胀比的增加，系统所需的质量流量减小，而系统的热效率及加效率提高；当工质流量或吸热量相同时，几种工质中R123的循环热效率最高，输出功率最大，是系统工质的较好选择。

现如今，我国的能源利用率仅为30％，其余都以中低温余热形式排放到环境中，不但造成了巨大的能量浪费，而且给环境造成了巨大的热污染。据统计，在工业生产中排放的低品位余热约占总量的50％。因此，随着化石燃料的枯竭及环境问题的日益严峻，中低温余热的回收利用技术成为山西长林能源科技有限公司研究的重要课题。有机朗肯循环(ORC)是回收低品位余热的有效技术途径，同样也是企业求发展求创新的重要途径。

以下是我山西长林能源科就有限公司对各个工质研究后的特性对比：

1、从临界压力、温度特性等方面来研究有机工质的选用为原则，则R113是一种比较理想的有机工质。

2当考虑工质的环保性能时，R125及R134a是最适宜于的工质。根据部分文献的研究结果表明；采用混合工质能提高系统的发电量。

3对太阳能ORC系统的性能进行分析，则C02是一种具有广阔前景的有机工质。

4另外以R245fa为工质，研究环境温度对系统性能的影响。研究结果表明：当环境温度为25℃时，系统输出功率偏离额定功率可达30％。

然而，这些研究中有一些工质因环保问题(如R113)而被禁用，而某些有机工质(如R125，R134a及C02等)在较高温度范围时，系统的蒸发压力和冷凝压力较高，导致系统承受的压力偏高，降低系统的经济性。在这里我们根据工质的选用原则选用几种典型的有机工质，运用热力学第一定律及第二定律，比较分析工质流量及汽轮机膨胀比对系统性能的影响，以便为回收低温烟气余热提供理论依据。

1ORC系统工质分析

我山西长林能源科技有限公司专业负责人探讨后发现，在ORC系统中，工质的特性对系统性能有很大影响。在选用工质时，应考虑以下几点：

(1)临界温度应该高于循环中的最高温度，以避免跨临界循环可能带来的诸多问题。

(2)循环中最高温度所对应的饱和压力不应过高，过高的压力将会导致机械承压问题，进而增加不必要的设备费用。

(3)循环中最低饱和压力不宜过低，最好能保持正压，以防止外界空气的渗入而影响循环性能。此外，工质在满足热力学性质方面要求的同时，也必须满足环保要求。臭氧层衰减指数(ODP)和温室效应指数(GWP)是工质的2个重要环保指标，应选用ODP与GWP较低的工质。通过对多种有机工质的调查和研究，选择几种适合上述要求的工质，其基本参数如表1所示