有机朗肯循环是将低品位热源转化为电能的可用解决方案之一。然而,由于膨胀机的特殊设计,工厂的开发往往非常昂贵。通常,设计 ORC 工厂的输入参数是热源和冷源的温度和功率。它们决定了工作流体、压力和温度的选择。然后根据所需的操作参数设计膨胀机。使用市场上容易买到且性能众所周知的标准涡轮机可以降低开发和制造成本。然而,必须对 ORC 进行调整,以使膨胀机在最佳条件下工作。对于太阳能聚光热源,可以通过调整聚光系数和集热器总面积来调整温度和功率。在本文中,考虑使用给定的燃气轮机作为 ORC 的膨胀机。了解涡轮机在空气中的性能后,基于相似规则寻找不同流体的 ORC 的最佳运行参数(压力、温度、流量和转速)。调整的目的是保持工作流体与空气相同的密度变化、相同的入口速度三角形和相同的入口马赫数。然后使用 CFD 模拟计算涡轮机的性能图,并显示最大等熵效率接近空气,约为 78%。
摘要 卡诺电池被认为是一种有前途的适用于中型和大型应用的电-热-电存储技术。最近,有人提出在卡诺电池中使用两用热机。在这样的系统中,单个装置在充电期间充当热泵(HP,压缩机操作)或在放电期间充当有机朗肯循环(ORC,膨胀机操作)。与使用两台独立机器的传统卡诺电池相比,这种配置降低了该技术的投资成本。已经在小型(1 kW el)卡诺电池中试工厂使用单个涡旋压缩机/膨胀机进行了实验活动。在充电和放电模式下都测试了广泛的操作条件。讨论了系统电荷对两种操作模式下可获得工作点的影响。研究发现,在 HP 模式下运行系统所需的系统电荷低于 ORC 模式。在这些低电荷下,增加 HP 模式下的电荷对系统在较高源温和散热器温度下的性能有积极影响。在 ORC 模式的较高电荷下,发现增加系统电荷对研究的运行范围内的系统启动有积极影响。除了定性讨论外,还对系统和涡旋机进行了定量研究。
透平膨胀机是一种带有膨胀涡轮的旋转机器,可将气体中所含的能量转化为机械功,与蒸汽或燃气轮机非常相似。蒸汽或燃气轮机的目标是将机械功转化为有用的动力,通过驱动发电机或作为另一台旋转机器(如压缩机或大功率泵)的原动机。在需要对工艺气体进行制冷的应用中,透平膨胀机的特点是它为了自身目的而膨胀气流,并产生机械功作为副产品。这并不是说机械功的副作用没有用处。相反,大多数透平膨胀机可能驱动压缩机或发电机。在这种情况下,压缩机或发电机充当加载或制动装置——膨胀机能量的吸收器。这种机器的另一个常用术语是“压缩膨胀机”,尽管这在天然气加工行业中不太常见。本文主要关注的是压缩机加载的低温透平膨胀机,尽管所阐述的许多原理也适用于其他类型的膨胀机,例如膨胀发电机。
流化催化裂化 (FCC) 工艺在反应器中的催化剂的帮助下将柴油转化为可用产品(图 1)。催化剂附着在碳原子上,将长碳分子分解成有用产品。催化剂可以通过除去碳原子来重复使用。将催化剂与碳氢化合物产品分离。分离出的催化剂被移至称为再生器的容器中,在那里大量氧气被引入催化剂床层。在再生器中,氧气与碳发生反应,碳从催化剂上烧掉;产生热量,催化剂从烟气中分离出来。再生催化剂返回反应器。烟气通常为 25 至 50 psia (1.7 至 3.4 bara) 和 1250 至 1400°F (675 至 760°C),流速高达 1,700,000 lb/hr (775,000 kg/hr),通过第三级分离器去除额外的催化剂。然后烟气通过膨胀机。图 2 中可以看到最先进的单级膨胀机的横截面。图 3 显示了典型的两级膨胀机的示例。在膨胀机中,压力和温度降低,能量被提取并转化为机械功。即使烟气经过多个分离阶段处理,仍有相当数量的催化剂残留在烟气中并通过膨胀机。由于能源危机和电力成本,动力回收膨胀机装置的使用在 20 世纪 70 年代末和 80 年代初达到顶峰。由于在用的膨胀机的可靠性和可用性有限,从 20 世纪 80 年代末到今天,新膨胀机装置的数量一直在减少。技术进步(Carbonetto 和 Hoch,2002 年)提高了膨胀机的可靠性和可用性。如今能源成本的增加和对“绿色”能源的认识再次增加了人们对膨胀机的兴趣。
1.1 打开前门 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–9 1.4 DSSI 连接和总线配置区域 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–13 1.6.2 关机顺序 . . . . . . . . . . . . . . . . 1–14 1.7 风扇托架 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–17 1.8 状态面板 . . . . . . . . . . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 1–18