21 电力行业节能

NO.03 2023 节能 ENERGY CONSERVATION

各部件在统计时间内的平均 损失值。各部件 损占比

如图 9 所示。蒸发器 损占比最大，达到 71%；冷凝器

和透平机 损占比分别为20%和8%；工质泵 损占比最

小，仅为1%。

3.3　部件 效率对系统 效率的影响

从统计时间的热水热源变化情况分析，温度波动较

大，受热源不稳定性影响，系统 效率的研究过程中，

难以用控制变量的方法对某个自变量进行单因素分析，

因而从部件 效率的角度出发，进一步各参数探讨对系

统 效率的影响。基于计算得到的实际ORC发电机组在

统计时间内的系统 效率值，从大到小选取系统 效率

前20组和后20组数据作为研究对象，研究在这些时刻下

系统 效率与各个部件的 效率的关系，分析造成系统

效率下降的原因，并提出优化方向。

系统 效率与部件 效率的变化关系如图10所示。

实际 ORC 发电机组在统计时间内系统 效率最高为

24.33%，最低为15.16%。系统 效率与蒸发器 效率有

关。系统 效率处于低点时，蒸发器 效率偏低，基本

处于40%以下；系统 效率处于高点时，蒸发器 效率

有所提升，基本维持在50%以上。蒸发器 效率在前后

两段有明显的“阶跃”现象，其他部件 效率均在某个

数值或某个区间上下波动。表明系统 效率受蒸发器

效率影响，且随着蒸发器 效率的提升，系统 效率也

会有所增加。系统 效率与其余部件 效率无明显相关

性。因此，提高蒸发器 效率值是一个改进方向。

4　结语

文中以上海某工业园区厂用余热MW级ORC发电机

组为研究对象，利用中低温废气余热，通过锅炉产生的

热 水 和 次 低 压 饱 和 蒸 汽 为 实 际 机 组 提 供 热 源，选 取

R245fa作为循环工质，通过实际数据分析各个设备的

效率变化情况以及影响系统 效率的因素，指明 损失

严重的部件，为实际机组提供优化方向。主要结论如下：

（1） 根据实际ORC发电机组在统计时间内各部件的

效率的变化情况，透平机总体 效率最高，均在75%

以上，最高可达82%，透平机膨胀做功良好，热功转化

效率较高。冷凝器总体 效率最低，均在25%以下，最

低为5%，主要因为从透平机出口排出的过热蒸汽未被冷

却水充分吸收，造成热量的浪费。因此，提高冷凝器

效率是改进实际机组性能的一个重要方向。

（2） 根据计算得到各部件在某时段内的平均 损失

值，蒸发器 损占比最大，达到71%；冷凝器和透平机

损占比分别为20%和8%；工质泵 损占比最小，仅为

1%。减小蒸发器 损失可以显著改善机组效率。

（3） 基于计算得到的实际ORC发电机组统计时间内

的系统 效率值，发现系统 效率与蒸发器 效率有关，

与其余部件 效率无明显相关性。蒸发器 效率的提升

使系统 效率有所增加。因此，需要提高蒸发器整体

效率以改善系统能量的转换效率。

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图10　系统 效率与部件 效率的变化关系

图9　各部件 损失占比