螺桿膨脹機分為水蒸氣螺桿膨脹機和有機工質(zhì)螺桿膨脹機兩種。水蒸氣螺桿膨脹機是指直接利用水蒸氣推動螺桿膨脹機做工,用來發(fā)電或者驅(qū)動水泵等。有機工質(zhì)螺桿膨脹機是指通過有機工質(zhì)換熱,用來推動螺桿膨脹機做工,故其又稱為雙循環(huán)做工。
ORC的定義:ORC(Organic Rankine Cycle)——有機物朗肯循環(huán)是以有機物代替水作為工質(zhì),回收中低品位熱能的朗肯動力循環(huán)。
技術(shù)原理:
ORC系統(tǒng)實質(zhì)為有機工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng),實現(xiàn)低品位熱源的動力轉(zhuǎn)換,將溫度相對較低的熱源中尚能轉(zhuǎn)換為有用功的能量轉(zhuǎn)換為機械功,用來發(fā)電或直接拖動機械,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,多采用烷烴類有機介質(zhì),故通常又稱低品位熱源動力轉(zhuǎn)換的循環(huán)為有機工質(zhì)朗肯循環(huán)。
ORC螺桿膨脹機利用有機工質(zhì)形成雙循環(huán)系統(tǒng):液態(tài)有機工質(zhì)在蒸發(fā)器中與熱源換熱,換熱后的高溫高壓有機工質(zhì)氣體進入螺桿膨脹機推動螺桿對外做工;做工后的有機工質(zhì)進入冷凝器,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)器中開始下一循環(huán),如此反復(fù)循環(huán)。
與其他膨脹機比較,螺桿膨脹機有如下技術(shù)特點:
1)螺桿膨脹機間隙密封,從而具有透平膨脹機和活塞膨脹機均不具有的獨特優(yōu)點,即對進氣為含有液滴的濕蒸汽有良好的適應(yīng)性。當(dāng)進氣為濕蒸汽時,液滴有助于密封。
2)螺桿膨脹機可作為全流膨脹機使用,即工作介質(zhì)的進氣口狀態(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啟動時的轉(zhuǎn)矩特性,即能進行重負(fù)荷啟動。
3)螺桿膨脹機轉(zhuǎn)速較低,一般約為同容量透平膨脹機的1/10左右,因而可不通過減速裝置而直接驅(qū)動發(fā)電機或其它低速耗能機械,且軸封效果好,壽命長。
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