采用涡旋膨胀机的低品位热能有机物朗肯循环发电系统实验研究

被引:47
作者
顾伟
孙绍芹
翁一武
王玉璋
机构
[1] 上海交通大学机械与动力工程学院
关键词
有机物朗肯循环; 涡旋式膨胀机; 低品位热能利用; 发电;
D O I
10.13334/j.0258-8013.pcsee.2011.17.018
中图分类号
TM619 [其他能源发电];
学科分类号
0807 ;
摘要
有机物朗肯循环(organic rankine cycle,ORC)的主要优点在于回收中低品位热能发电时的高效、环境友好、压力适宜等。文中对有机物朗肯循环进行了实验研究。实验装置采用涡旋式膨胀机,以R600a为工质,膨胀机最大输出电功率0.74 kW,最大第一定律效率2.4%。实验发现膨胀机最高转速为4 589 r/min;根据膨胀机输出功率随工质泵频率及热源温度的变化情况,发现工质泵频率存在一个最佳值,使得系统输出功率最大。循环第一定律效率随着蒸发压力的增加也存在最大值,其原因是由于较高压力和流量下膨胀机入口存在汽液两相现象。通过对ORC的实验研究,认为涡旋式膨胀机在中小型低品位热能ORC系统中具有非常大的优势,ORC系统有机物工质的流量和蒸发压力与低品位热能热源的匹配,是提高ORC系统性能的一个重要设计方法。
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