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ORC发电的那点事(发电小编那点机组工质)「orc发电技术」

乖囧猫 2024-07-23 19:44:19 爱链网 0

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你研究啥的啊?”

“ORC发电的。

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(图片来自网络侵删)

“听说过,挺有意思,给我们介绍一下吧?”

这是

在进入实际机组研发后,

第二点体会是,搞部件设计及生产的人,对ORC发电的理论原理了解太少。
出了好些十分尴尬的笑话。
讲一个

所以

什么是ORC技术?

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你这说ORC半天了,到底啥是ORC呢?ORC其实是有机朗肯循环首字母的简称(Organic Rankine Cycle),其中“O”代表有机工质,你可以简单理解为氟利昂,就是空调里面走的那种流体(其实不全是,还有不少烷烃类),“R”指的是一个叫“朗肯(Rankine)”的苏格兰老爷爷,他老人家提出了这种循环。
也许大家对另一位苏格兰老爷爷“瓦特(Watt)”更为熟悉,因为蒸汽机的发明开启了工业革命。
其实我们这位“朗肯(Rankine)”老爷爷也是相当牛逼的,被后人誉为那个时代的天才。
这么说吧,现在全世界的火电厂,包括大部分的核电厂基本使用的热力循环,均是这位朗肯爷爷提出的循环,他如果要收专利费的话,没准他能成为世界首富(再次默默纪念这两两位牛逼的苏格天才一分钟)。
而”C”就是指循环“Cycle”,简单吧。

朗肯(W.J.M.Rankine),1820~1872

瓦特(JamesWatt),1736- 1819

为什么用这技术呢?

人家朗肯爷爷一百多年前就研究明白的事情,你现在研究个啥呢?说实话,ORC技术真不是什么突破性的技术,因为后两个字母“RC”就是朗肯爷爷提出来的循环,到现在已经是成熟得不能再成熟的技术,唯一不同的是我们多了一个“O”,而在很长一段时间,我们都是以水(Water)作为朗肯循环的工质,也就是“WRC”。
那“O”这玩意很稀奇吗?其实一点不稀奇,全世界空调冰箱里面跑的都是这种“O”(有机工质),并且空调里面的“O”如果往反方向跑,理论上其实就是一个“ORC”,所以啊,“ORC”好像“WRC”的儿子,空调制冷循环的兄弟,你看不陌生吧。

那为啥还这么多单位砸钱研究它呢?最近几年发展这么快呢?研究人多,发展快还真不假。
你看下面那个全球装机量图,您应该一样就能看出来这东西挺火。

ORC发电全球装机量变化

ORC的发展其实离不开我们这个时代背景。
当下,世界各国越来越重视环保,越是发达的国家越重视。
我们中国也苦受雾霾影响,这些雾霾和环境污染哪来的呢?主要是化石燃料的使用,比如说汽车尾气,电厂各种化工厂燃烧煤或者石油排放的废气。
但我们要发展,又不能不用这些燃料,所以我们只能千方百计提高化石燃料的利用率,对燃料吃干榨净,也就是咱们常说的“节能”,同时也就达到减排的效果,这样“ORC”发电就重新走上历史舞台。

ORC发电为什么能节能呢?其实很简单,就是接续他爹(WRC)不能或者不擅长发电的热能继续发电。
打个比方说,你有一锅烧开的开水,你想把这水里的能量发成电储存起来,你如果用“WRC”就不太合适了,为啥呢?因为100℃能产生的压力就一公斤(0.1MPa),这点力根本推不动汽轮机发电。
但如果你用ORC呢?那情况就不一样了,以R245fa为例,100℃能产生13公斤的压力,这样的压力加上一个合适的汽轮机背压,就能嗖嗖地推动汽轮机发电了。
实际上,美国普惠公司在阿拉斯加的温泉ORC电站,热水入口温度才72℃。
这么低的温度也能发电吗?没错,你架个炉子,烧开的热水就能发电。
那以前为什么大面积用这种技术呢?主要是因为以前都用温度高,好用的能量,因为温度高能量装换效率高,经济性好,看不上这点“残羹冷炙”。

哪些地方可以使用ORC?

但是啊,你也不能小看这点“残羹冷炙”,为啥呢?因为它的体量是非常大的,一般认为温度80-300℃的热源,如果要进行发电利用,ORC的效率都要高于WRC。
那这样的热源太多了,比如说汽车尾气,燃气轮机尾气,各种工业锅炉的尾气,地热水,甚至太阳能和生物质能都在这个范畴里面。
实际上,现在各种著名的汽车公司都在开发车载ORC系统。
下图是宝马公司开发的车载ORC系统,够炫酷吧。
甚至美国的海军设施工程,也考虑是否用electra-thermal 的ORC发电系统,来回收使用其设备的尾气。
而这些领域中,地热,生物质能,燃机尾气已经有比较成熟的ORC机组了,汽车的还比较难一点。

宝马公司的车载ORC系统

美国普惠动力公司2009年在加州建立的ORC"集群式"地热电站

这玩意能挣钱吗?

这是

这玩意有前途吗?

套用毛主席的一句话,叫“前途是光明的,道路是曲折的”。
为什么呢?因为前面说到的几点困难,其实不是不可克服的。
比如说成本问题,你看看现在的空调价格,就知道将来的ORC发电技术的成本底线在哪里了,如果像空调一样,装机的价格降到2000元/kW,那ORC机组的经济性会相当的好。
热效率其实也不是问题,首先热效率低是由热源温度直接决定的,并不是因为技术落后。
其次呢,国外ORC机组的效率也很低,

好了,今天就聊到这儿吧~

下期预告

从下期开始,小编将给各位观众介绍世界上主要ORC机组的技术特点,敬请关注。

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