旧事重提:火力发电绕不开的经典物理学——朗肯循环

如果说⽡特给蒸汽时代带来了动⼒,那么朗肯则是将蒸汽时代推向可⾏性利⽤的⼈,他提出了以⽔蒸汽作为制冷剂的⼀种实际的循环过程,主要包括等熵压缩、等压冷凝、等熵膨胀、以及⼀个等压吸热过程。可以⽤来制热,也可以⽤来制冷。没错,这就是著名的“朗肯循环”。
⽽熟悉⽕⼒发电⼚的朋友也会很熟悉这句话,我们将这段话翻译过来就是,加热⽔使成蒸汽,蒸汽压⼒推动汽轮机旋转。在这个过程中,就是朗肯循环的原理。
可以说⽕电⼚使⽤的最基本的物理原理就是“朗肯循环”!
如今两百年过去了,我们的⽕电⼚虽然较之以前有了很⼤的进步,但是仍然没有摆脱“朗肯循环”这个基础物理原理。这让我想起了《三体》中丁仪的⼀句话,“你们知道我这些年都在⼲什么吗?我在⼤学⾥教物理,还带博⼠⽣。……孩⼦们啊,我这两个世纪以前的⼈了,现在居然还能在⼤学⾥教物理。”
恰好两百年了,我们的基础物理⼏乎没有进步!如果朗肯还活着,那么他⼀定还可以在当今最好的⼤学带博⼠⽣。
如果⽡特和朗肯活在同⼀时代,那么可能会诞⽣蒸汽机,但是未必会发现朗肯循环原理。上帝在创造世界的时候顺便给每个⼈安排了任务,所以你尽管努
有机⼯质通过蒸发器,与余热进⾏热交换,有机⼯质的沸点较低,迅速膨胀为蒸⽓,进⼊膨胀机做功,完成发电的过程。这⾥的关键在于有机⼯质,选择合适的有机⼯质可以⼤⼤提⾼整个机组的热效率。⽽我们的余热源可以是烟⽓、抽汽、低热、光热甚⾄是汽车尾⽓等。有关资料显⽰,只要余热源温度在70℃以上,就可以实现将有机⼯质变为动⼒蒸⽓进⾏做功。
如此完美的解决⽅案,是什么时候被发现的呢?
我查到的最早的资料是上世纪50年代,没错是70年前,跟你⽼家房⼦的产权是⼀样的。
所以很多⼈就有了疑问,既然技术这么早就有了,为什么没见到被⼤规模使⽤?
关于这个问题我在初涉这个⾏业的时候也有疑问,后来随着研究的深⼊,我得出了两个原因。
第⼀个是技术原因,虽然我们发现了ORC这项技术,同时付诸了实践,但是代价是很昂贵的。⾸先是膨胀机技术,⽆论是螺杆机还是透平机,都不能再使⽤ORC技术时做到功率很⼤,⼀般1MW的机组就算是ORC的⼤机组,换算作RMB,每度电的发电成本都在10000RMB以上。这就导致了很多有余热资源的企业打了退堂⿎,这样的成本投⼊,收回成本估计⾄少六年以上。⽽且你还要考虑设备维护、机组的正常运转周期等。
第⼆个原因是政策原因,我查了⼀下,⾃从2008年开始,各⼤论⽂⽹站关于ORC的⽂章激增,主要原因是国家在环保⼒度加⼤之后,废热资源的综合利⽤被提上了⽇程。但是,国家对于ORC发电的上⽹电价等政策不明朗,造成审批难、上⽹难,所以对于⼀些有实⼒的⼤企业开始另辟蹊径,放弃了ORC发电。
如果是这样的话,ORC发电还有没有希望呢?
涉⾜这个⾏业已经半年多了,我从来没有怀疑过ORC的未来!⾸先,到⽬前为⽌ORC仍然是解决化⽯燃料燃烧利⽤率的有效途径,这在全世界得到了公认。这个市场⼀旦开启,将是万亿规模之巨⼤,因此前途是不⽤怀疑的。
其次,国内国际的科研院所、⼤学机构、企业都没有放弃ORC这项技术的研发。⼤家都在努⼒把ORC产品的价格打下来,因此⼀旦有了更加成熟的产品,那么市场就会被开启,ORC的春天将不期⽽⾄。
⽬前可以了解到的ORC成功的案例,包括美国普惠动⼒公司2009年在加州建⽴的ORC'集式'地热电站,以及宝马在⾃⼰的车动⼒系统中设计的ORC设备。
国内的ORC⾏业其实也算差,年前的时候我曾经去武汉⼀家垃圾发电企业,长江动⼒集团就在那⾥成功并⽹了⼀台ORC机组,⽽且运⾏不错。我看到的数据是,欧美发达国家对于低温余热的利⽤能达到60%的⽔平,⽽我们只有30%,如果这个数字属实,那么我们未来的进步空间还是很⼤的。当然,这其中就会牵扯到成本问题,⼀般的企业可能也是⽆⼒投⼊。
不过如果有⼀些政策导向,依托⽬前国内的技术,ORC还是很有希望释放产能,最终⾛向批量⽣产的。朗肯循环这项技术我们已经掌握了近两百年,但是我们还需要很长的路将它付诸实践。
道阻且长,未来还是要充满期待!

本文发布于:2024-09-23 01:23:48,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/4/434321.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:发电   企业   蒸汽   有机   机组   没有
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议