螺桿膨脹機(jī)分為水蒸氣螺桿膨脹機(jī)和有機(jī)工質(zhì)螺桿膨脹機(jī)兩種。水蒸氣螺桿膨脹機(jī)是指直接利用水蒸氣推動(dòng)螺桿膨脹機(jī)做工,用來(lái)發(fā)電或者驅(qū)動(dòng)水泵等。有機(jī)工質(zhì)螺桿膨脹機(jī)是指通過(guò)有機(jī)工質(zhì)換熱,用來(lái)推動(dòng)螺桿膨脹機(jī)做工,故其又稱(chēng)為雙循環(huán)做工。
ORC的定義:ORC(Organic Rankine Cycle)——有機(jī)物朗肯循環(huán)是以有機(jī)物代替水作為工質(zhì),回收中低品位熱能的朗肯動(dòng)力循環(huán)。
技術(shù)原理:
ORC系統(tǒng)實(shí)質(zhì)為有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)低品位熱源的動(dòng)力轉(zhuǎn)換,將溫度相對(duì)較低的熱源中尚能轉(zhuǎn)換為有用功的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功,用來(lái)發(fā)電或直接拖動(dòng)機(jī)械,從而達(dá)到節(jié)約能源目的。理論上有多種熱力循環(huán)均可應(yīng)用于低品位熱源的動(dòng)力轉(zhuǎn)換,但目前應(yīng)用***廣泛的是朗肯循環(huán)。在循環(huán)工質(zhì)的選擇方面,多采用烷烴類(lèi)有機(jī)介質(zhì),故通常又稱(chēng)低品位熱源動(dòng)力轉(zhuǎn)換的循環(huán)為有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)。
ORC螺桿膨脹機(jī)利用有機(jī)工質(zhì)形成雙循環(huán)系統(tǒng):液態(tài)有機(jī)工質(zhì)在蒸發(fā)器中與熱源換熱,換熱后的高溫高壓有機(jī)工質(zhì)氣體進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)推動(dòng)螺桿對(duì)外做工;做工后的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器,經(jīng)換熱后變?yōu)槌匾簯B(tài)工質(zhì),由工質(zhì)泵輸送到蒸發(fā)器中開(kāi)始下一循環(huán),如此反復(fù)循環(huán)。
與其他膨脹機(jī)比較,螺桿膨脹機(jī)有如下技術(shù)特點(diǎn):
1)螺桿膨脹機(jī)間隙密封,從而具有透平膨脹機(jī)和活塞膨脹機(jī)均不具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),即對(duì)進(jìn)氣為含有液滴的濕蒸汽有良好的適應(yīng)性。當(dāng)進(jìn)氣為濕蒸汽時(shí),液滴有助于密封。
2)螺桿膨脹機(jī)可作為全流膨脹機(jī)使用,即工作介質(zhì)的進(jìn)氣口狀態(tài)不僅可為干蒸汽,也可為二相流體或全液體。在螺桿膨脹機(jī)中,高壓介質(zhì)直接作用在轉(zhuǎn)子齒面上,因而有近似于直流電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性,即能進(jìn)行重負(fù)荷啟動(dòng)。
3)螺桿膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速較低,一般約為同容量透平膨脹機(jī)的1/10左右,因而可不通過(guò)減速裝置而直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)或其它低速耗能機(jī)械,且軸封效果好,壽命長(zhǎng)。
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