[实用新型]一种ORC系统组分调控系统

说明书

本实用新型涉及一种ORC系统组分调控系统，包括带组分在线测试的非共沸ORC循环系统、组分调控系统以及直间式混合组分检测系统；所述带组分在线测试的非共沸ORC循环系统、所述组分调控系统以及所述直间式混合组分检测系统三者之间均通过管道以及阀门进行耦合连接。本实用新型的ORC系统组分调控系统可以有效地解决非共沸混合工质相变过程存在传热恶化的现象，有效提高冷凝换热系数、降低流动阻力，还可获得不同组份的液相工质，通过将分液后的组份进行调控，可以更好匹配变化的冷热源，有效提高变工况下的系统性能。

技术领域

本实用新型涉及有机朗肯循环发电技术领域，具体涉及一种ORC系统组分调控系统。

背景技术

我国经济与社会发展已进入大量消耗能源阶段，据权威机构的调研结果来看，目前我国的工业能源消耗占总能源消耗的70％左右，而其中的60～65％都成为余热直接排放到环境中，这样十分浪费资源，而且也会对环境造成一定的破坏，同时，自然界中蕴含巨大中低温可再生能源又未得到充分的利用，这就决定了我们必须重视节能、支持可再生能源的发展，才能实现能源消费的可持续。因此，为了能够有效合理地利用这些资源，目前我国也正在大力开发与研究这方面的技术。现阶段来说，回收和利用这些低品位能源的技术主要有热电转化、卡琳娜循环、有机朗肯循环等。其中，有机朗肯循环系统ORC具有系统简单、运行稳定、使用寿命长、适用温度范围广等优点，被认为是最具推广潜力的低品位热能发电技术之一。一般来说，有机朗肯循环系统的核心设备是：蒸发器、冷凝器、工质泵、膨胀机。

作为一种利用工业余热、低品位能源的有效技术，有机朗肯循环发电技术，越来越被人们所关注。在有机工质的研究中，非共沸混合工质在相变过程具有温度滑移现象，温度滑移带来的温度变化曲线能有效地与热源或者冷源曲线进行很好的匹配，使传热过程能极大的降低损，提高能源利用率。常规的ORC系统通常根据确定环境温度作为设计点。然而，环境温度随时间和季节而变化，ORC系统的冷热源也会随着变化，所以ORC系统在一年之中运行的大部分时间都偏离最佳设计条件，导致年平均效率降低，在不同的工况下，ORC系统最优性能对应的工质组分也不同，如果组份可调，可进一步提高变工况下的系统性能。

当前的一些使用混合非共沸有机工质的ORC系统，它们在运行时并不能动态地调整其组成。当环境温度变化时，这些ORC系统需要调节有机工质的质量流量或冷凝压力。然而，仅调节质量流量和冷凝压力以提高系统性能的效果并不明显，当偏离设计工况较大时，甚至出现系统不能正常运行的情况。有学者提出，非共沸工质ORC系统使用精馏塔分馏可以动态的调整非共沸混合工质的组分的变化，从而更好地匹配冷热源的温度变化，然而在ORC系统上采用精馏塔将大大增加系统的能耗。

实用新型内容

为了解决现有的有机朗肯循环系统所存在的运行的大部分时间都偏离最佳设计条件、组分不可调以及系统性能不佳的问题，本实用新型提供了一种ORC系统组分调控系统，可以有效地解决非共沸混合工质相变过程存在传热恶化的现象，有效提高冷凝换热系数、降低流动阻力，还可获得不同组份的液相工质，通过将分液后的组份进行调控，可以更好匹配变化的冷热源，有效提高变工况下的系统性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种ORC系统组分调控系统，包括带组分在线测试的非共沸ORC循环系统、组分调控系统以及直间式混合组分检测系统；

所述带组分在线测试的非共沸ORC循环系统、所述组分调控系统以及所述直间式混合组分检测系统三者之间均通过管道以及阀门进行耦合连接。

在本实用新型中，通过各个系统之间的配合，可以实现在线检测ORC系统循环中的混合工质循环组分，可以更好地进行调控。

进一步的，所述带组分在线测试的非共沸ORC循环系统包括工质泵、分液冷凝器、蒸发器、膨胀机以及与所述膨胀机连接的发电机；