kalina cycle卡琳娜循环

国内外地热发电技术发展现状及趋势

国内外地热发电技术发展现状及趋势 北极星火力发电网讯:地热资源是一种可再生的清洁能源，储量大、分布广，具有清洁环保、用途广泛、稳定性好、可循环利用等特点，与风能、太阳能等相比，不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰，是一种现实并具有竞争力的新能源。 2017年2月，国家发展和改革委员会编制的《地热能开发利用“十三五”规划》已经正式印发。根据规划内容，“十三五”期间地热能开发将拉动总计2600亿元投资。在此过程中，将探索建立地热能开发的特许经营权招标制度和PPP模式，并且将放开城镇供热市场准入限制，引导地热能开发企业进入城镇供热市场。“十三五”期间，新增地热发电装机容量500兆瓦，到2020年，地热发电装机容量约530兆瓦。 在加快调整能源结构、强化雾霾治理、积极应对气候变化挑战的大格局中，基于地热资源的地位及其利用价值，相关产业将成为重要投资增长点。 全球地热资源分布情况 地球内部蕴藏着难以想象的巨大能量。根据估算，仅地壳最外层10公里范围内，就拥有1254亿焦热量，相当于全世界现产煤炭总发热量的2000倍。如果计算地热能的总量，则相当于煤炭总储量的1.7亿倍。有人估计，地热资源要比水力发电的潜力大100倍。可供利用的地热能即使按1%计算，仅地下3公里以内可开发的热能，就相当于2.9万亿吨煤的能量!

就全球来说，地热资源的分布是不平衡的。明显的地温梯度每公里深度大于30℃的地热异常区，主要分布在板块生长、开裂-大洋扩张脊和板块碰撞，衰亡-消减带部位。环球性的地热带主要有下列4个： (1)环太平洋地热带：世界许多著名的地热田，如美国的盖瑟尔斯、长谷、罗斯福;墨西哥的塞罗、普列托;新西兰的怀腊开;中国的台湾马槽;日本的松川、大岳等均在这一带。 (2)地中海-喜马拉雅地热带：世界第一座地热发电站意大利的拉德瑞罗地热田就位于这个地热带中。中国的西藏羊八井及云南腾冲地热田也在这个地热带中。 (3)大西洋中脊地热带：冰岛的克拉弗拉、纳马菲亚尔和亚速尔群岛等一些地热田就位于这个地热带。 (4)红海-亚丁湾-东非裂谷地热带：包括吉布提、埃塞俄比亚、肯尼亚等国的地热田。

卡琳娜循环

卡琳娜（Kalina）动力循环技术简介 摘要： 本文仅对卡琳娜循环——一种利用氨和水混合物作为工作介质的新颖、高效的动力循环系统作一简介。目的是使读者能在对以水为工质的常规朗肯循环电厂基本概念理解的基础上，对卡琳娜循环电厂的基本热动力学、工作原理和布置有个了解。 前言： 同历时一个世纪之久常规的朗肯循环相比，卡琳娜循环电厂可以向诸如温度为300-400oF（149-204oC）的地热低能级热源提供效率比前者高出50%的循环效率。对诸如直燃式锅炉和燃气-蒸汽联合循环电厂中的燃气轮机废气等高温热源，循环效率约可提高20%。 看来，建造一座卡琳娜循环电厂的费用可能会比建造一座同等容量的朗肯循环电厂的费用更低，经过估算，对低能级热源案例，费用约可降低达30%，对高能级热源案例，费用约可降低10%。 原则上，卡琳娜循环是在朗肯循环基础上的一种“改进”。这种重大的改进体现在对朗肯循环的循环过程的改变——将“纯”的循环介质（通常为水）变成了氨同水的“混合物”。 这种从朗肯循环至卡琳娜循环的改进包含了专门的系统设计，该设计能最大程度的体现了氨水混合物的优点。这些特殊的设计可以单独运用，也可以不同形式的组合使用。最终会形成系列的一组与众不同的卡琳娜循环系统。事实上，从某一方面它同朗肯循环多少具有相似之处。譬如说，在系统设计上也有诸如再热、再生式加热、超临界压力、双压设计等多种选择。在具体的电厂设计中，可将上述选择进行不同的组合使用。

在卡琳娜循环系统的系列中，每一种设计都有其专门的运用，并以专门的序列号作区别。例如：“#5卡琳娜循环系统”（KCS5）专门用于直燃式电厂。“#6卡琳娜循环系统”（KCS6）专门用于蒸汽-燃气联合循环电厂的燃机排气。“#11卡琳娜循环系统（KCS11）专门用于低温地热电厂。还有许多其它的系统，它们可适用于其它种类的燃料和热源。诸如：城市垃圾、不同行业的工艺余热、太阳能、甚至核能。 在从卡琳娜循环的讨论中真正获益之前，首先有必要了解朗肯蒸汽循环的基础知识和基本热力动力学理论。 朗肯循环 在朗肯循环中，水在锅炉（或余热锅炉）中被加热，产生高温和高压蒸汽。该蒸汽流过汽轮机时急剧膨胀后冷却至低温、低压的尾气，该汽轮机驱动一台发电机发出电力。从汽轮机排出的尾气被具有环境温度的空气，或被来自冷却水池或冷却塔中的冷却水冷却成水。我们把这种具有环境温度的空气，或冷却水池称之为热井。凝结水接着被泵入锅炉重复上述过程。这种简单的朗肯循环框图如图一所示。

新型动力循环

1压比压气机进出口压力之比 2.温比循环最高温度和最低温度之比 3.节点温差蒸发器入口烟气侧温度与入口处饱和水温度之差 4.接近点温度蒸发器入口处未饱和水温与饱和水温度之差 5.接触点温差省煤器出口未饱和水温和对应压力下的饱和水温度之差 6.比功1Kg空气完成一个循环后对外输出的功 7.热效率工质完成一个循环后把外界加给工质的热量q转换为机械功的百分数 8.最佳压比对每一个温比存在一最大比功所对应的压比称为最佳压比 9.发电所增耗的燃料热量FCP:FCP是热电联产系统比相应的单纯供热系统多消耗的热量除以热电联产系统的净增电出力 10.对机组热效率影响排序 11.热电联产机组的总热效率是热电联产机组输出的电和热的总能量与输入能量的比值 电热比热电联产机组在对外界每小时供应每单位热能时机组对应的所发出的净功率 12.已知程氏双流体循环中某燃烧室能量转换图，列出下列能量平衡式 ①燃气轮机能量平衡关系式 ②机组所发的实际可用功率 ③相对于1kg/h燃料进入燃烧室的压缩空气所携带的热量： ④相对于1kg/h燃料而言流出燃烧室的双流体工质所携带的热量 13.程氏双流体循环的优缺点。优①设备简单②循环热效率高③机组的比功大④变工况特性好⑤可以减少NOx⑥有利于提高余热锅炉效率缺蒸汽连续的排向大气,较难收回,需要大容量的水处理设备向余热锅炉补充软水 14:程氏与余热差别①设备简单②T3高,热效率高③补充软水耗费昂贵④背压高蒸汽做工能力受限 15:余热锅炉优点①结构简单②施工周期短③运行可靠性高④投资低廉 余热锅炉平衡方程①燃气轮机②余热锅炉 ③蒸汽轮机 16.燃料电池的概念工作原理及特点 概念是一种把燃料在燃烧过程中释放的化学能直接转化为电能的装置 工作原理工作时向负极供给燃料(H),向正极供给氧化剂(空气).氢在负极分解成正离子H+和电子e-.氢离子进入电解液中而电子则沿外部电路移向正极用电的负载就接在外部电路中在正极上空气中的氧同电解质液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水这正是水的电解反应的逆过程 特点①能量转换效率高(高效).②环境友好③安静④可靠性高 17.IGCC：设计思想：首先使煤在气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气，然后通过净化处理，把粗煤气中的灰分和含硫物质尽量除掉，进而供到燃气—蒸汽联合循环机组燃烧做功，借此达到以煤代替石油的目的。 组成部分作用：气化岛—水煤浆的制备和储存和粗煤气显热的回收和除灰脱硫。 动力岛：燃气—蒸汽联合循环发电。空分岛：空气分离。 原因：①碳的转化率冷煤气效率低②热煤气显热回收不充分③低温下损失部分水蒸气的气化潜热④厂用电耗率高⑤燃气轮机和蒸汽轮机的主参数选择不够先进⑥排气温度过高，排气余热未充分利用 改良措施：①以干法煤粉系统来取代水煤浆供给系统②采用高温干法的除灰脱硫系统，并改善热煤气显热回收系统的设计③降低氧气浓度，并使N2返回到燃气轮机中参与循环④选

卡琳娜动力循环技术简述

卡琳娜（Kalina）动力循环技术简介 卡琳娜循环：一种利用氨和水混合物作为工作介质的新颖、高效的动力循环系统。 卡琳娜循环电厂可以向诸如温度为300-400oF（149-204oC）的地热低能级热源提供效率比前者高出50%的循环效率。对诸如直燃式锅炉和燃气-蒸汽联合循环电厂中的燃气轮机废气等高温热源，循环效率约可提高20%。 原则上，卡琳娜循环是在朗肯循环基础上的一种“改进”。这种重大的改进体现在对朗肯循环的循环过程的改变——将“纯”的循环介质（通常为水）变成了氨同水的“混合物”。 这种从朗肯循环至卡琳娜循环的改进包含了专门的系统设计，该设计能最大程度的体现了氨水混合物的优点,在系统设计上也有诸如再热、再生式加热、超临界压力、双压设计等多种选择。在具体的电厂设计中，可将上述选择进行不同的组合使用。 朗肯循环（目前最常见的蒸汽动力循环） 在朗肯循环中，水在锅炉（或余热锅炉）中被加热，产生高温和高压蒸汽。该蒸汽流过汽轮机时急剧膨胀后冷却至低温、低压的尾气，该汽轮机驱动一台发电机发出电力。从汽轮机排出的尾气被具有环境温度的空气，或被来自冷却水池或冷却塔中的冷却水冷却成水。我们把这种具有环境温度的空气，或冷却水池称之为热井。凝结水接着被泵入锅炉重复上述过程。这种简单的朗肯循环框图如图一所示。

朗肯循环电厂的效率较差，即使是容量最大、采用朗肯循环的最新型的燃煤电厂，一般来说其循环效率都超不过35%（译者注：目前国内亚临界参数燃煤电厂的循环效率已达38%，超临界和超超临界参数的燃煤电厂的循环效率分别可达40和43%左右），也就是说燃料燃烧产生的总热量中仅有35%被转换成了热能。 这65%的能量损失是由于一系列的原因造成的。其中约15%的能量损失是由于燃料中的水分、炉墙的热辐射、排烟损失和自耗电所造成的。对另外的50%进行分析。基本上，这一损失的能量都蕴藏在汽轮机的排气中。尽管这股蒸汽中蕴藏着巨大的能量，但是因为它们的温度和压力较低。这部分热量主要通过循环冷却水带走。 在汽轮机的排气侧，存在着一个基本上是恒温的热井，它被水或空气这些无限的冷却介质冷却。这些冷却介质随着从汽轮机排气端的蒸汽吸热，温度升高。反过来，蒸汽被冷凝时也是在恒温条件下完成的。

咨询工程师炼油过程能量整体优化技术原理试卷 86分..

1.单选题【本题型共15道题】 1.卡琳娜动力循环是通过循环工质吸收外界提供的热源蒸发进入膨胀机做功，带动发电机发电，膨胀机出口的循环工质冷却后，经循环泵增压返回至系统的循环过程，其工质为（）。 A．氨-水 B．溴化锂-水 C．纯氨 D．氟利昂 2.炼厂的低温热因温度和能量的品质较低，有效能量小，低温热回收宜优先采用的途径是（）。 A．低温热发电 B．低温热制冷 C．直接换热替代高温位热量 D．利用热泵升温 3.板式蒸发空冷器的特点是（）。 A．采用翅片管作为传热元件 B．将水冷与空冷、传热与传质过程融为一体且兼有两者之长的新型空冷器 C．传热过程一方面依靠水膜与空气间显热传递进行，另一方面利用管外水膜的迅速蒸发来强化管外传热 D．以不锈钢波纹板片作为传热元件，波纹表面湍流程度不高，易结垢 4.低温热利用必须以( )为基础。 A．设备类型

B．全厂工艺装置优化 C．生产负荷 D．外界环境温度 5.适用于回收低温热的海水淡化方法是（）。 A．多级闪蒸法 B．低温多效蒸发法 C．反渗透膜法 D．溶剂萃取法 6.热源/热阱匹配时，要考虑工程匹配因素，下列说法错误的是（）。 A．先生活后工业，先厂内后厂外 B．保证工艺装置操作安全、平稳，在热阱变化及生产方案切换时不受影响 C．顺序利用，优先考虑长期利用、稳定利用 D．开停工同步性 7.对装置内有单独的锅炉水除氧器时，采用（）回收除氧器乏汽用于加热除盐水，提高除盐水进入除氧器温度，降低除氧蒸汽消耗量。 A．富气回收技术 B．乏汽回收技术 C．尾气回收技术 D．氧气回收技 8.重整装置的基本控制点在于稳定（）。 A．反应器压力

咨询工程师炼油过程能量整体优化技术原理试卷-86分复习课程

好资料学习----- 道题】【本题型共151.单选题 带卡琳娜动力循环是通过循环工质吸收外界提供的热源蒸发进入膨胀机做功，1.经循环泵增压返回至系统的循环动发电机发电，膨胀机出口的循环工质冷却后，）。过程，其工质为（ 水 A．氨- -水．溴化锂 B．纯氨 C D．氟利昂 低温热回收宜优先采用有效能量小，炼厂的低温热因温度和能量的品质较低，2.）。的途径是（ A．低温热发电 B．低温热制冷 ．直接换热替代高温位热量 C ．利用热泵升温 D 3.板式蒸发空冷器的特点是（）。 A ．采用翅片管作为传热元件 B ．将水冷与空冷、传热与传质过程融为一体且兼有两者 之长的新型空冷器 ．传热过程一方面依靠水膜与空气间显热传递进行，另一方面利用管外水膜的迅速 C 蒸发来强化管外传热．以不锈钢波纹板片作为传热元件，波纹表面湍流程度不高，易结垢 D为基础。)( 低温热利用必须以 4. 更多精品文档． 好资料学习----- A．设备类型 ．全厂工艺装置优化 B C．生产负荷 ．外界环境温度 D ）。适用于回收低温热的海水淡化方法是（ 5. ．多级闪蒸法 A B．低温多效蒸发法 ．反渗透膜法 C D．溶剂萃取法 ）。热阱匹配时，要考虑工程匹配因素，下列说法错误的是（热源/ 6. A ．先生活后工业，先厂内后厂外 B．保证工艺装置操作安全、平稳，在热阱变化及生产方案切换时不受影响 C ．顺序利用，优先考虑长期利用、稳定利用 ．开停工同步性 D提高除7.）回收除氧器乏汽用于加热除盐水，对装置内有单独的锅炉水除 氧器时，采用（ 盐水进入除氧器温度，降低除氧蒸汽消耗量。 ．富气回收技术 A．乏汽回收技术B C ．尾气回收技术 D ．氧气回收技重整装置的基本控制点在于稳定（8.）。 更多精品文档． 好资料学习----- A．反应器压力 B ．反应器温度 C．反应器进料速度 D．反应器反应速度减压炉和焦化加热的炉管注汽、再生器的稀相注汽、9.注入催化裂化反应 器安全阀防焦蒸汽、催化裂化提升管预提升蒸汽的目的是（）。

低品位热源驱动朗肯循环和卡琳娜循环的性能对比

- 58 - 第5期 2018年10月No.5 October，2018 大量低品位和低等级的废热在大型的石化厂运营中被产生，不仅造成环境污染，而且造成了能量的浪费。热能回收和功率回收（将废热转化为电能或再利用电力）是目前回收低等级余热的主要手段。余热发电是中低温热源余热利用的有效手段，余热发电循环根据流程不同，工质不同，可以分为3种类型：水蒸汽朗肯循环（Steam Rankine Cycle ，SRC ），有机工质朗肯循环（Organic Rankine Cycle ，ORC ）， 卡琳娜循环（Kalina Cycle ）[1] 。对低品位热源高效热能利用的研究，对解决能源危机和环境保护具有重要的现实意义。本研究主要对炼油厂的低品位余热进行有机朗肯循环和卡林纳循环模拟及性能分析。1 计算模型 图1是有机朗肯循环和Kalina 循环的示意图。循环流体和操作参数的选择是影响朗肯循环系统性能的主要因素。作为对传统蒸汽朗肯循环的改进，Kalina 循环是具有氨和水的混合物的动力循环。通过使用氨水混合物在变温条件下实现沸腾特性，废热源的复合曲线可以更好地与工作介质的复合曲线相匹配。Karina 循环具有比水蒸气朗肯循环更高的热效率。Kalina 循环比普通蒸汽朗肯循环更有效（恢复673.15~873.15 K 的显热源，具有大的温差）。当比较有机朗肯循环和Kalina 循环的热力学性质时，许多研究已将热源分类为潜热源和显热源。许多研究表明，Karina 循环在残余热等级较高的情况下具有显著优势，但对于较低等级（低于473.15 K ），当余热特性不同时，不同的研究人员对这两个循环的热力学性能存在很大的争议。 炼油厂的余热资源很复杂：温度范围很宽，在某些情况下，潜热和显热仍然存在。因此，有必要对再生废热源进行分类，并分析两个动力循环的不同类型的余热特性的热效率和效率。 2 典型循环2.1 有机朗肯循环 典型的有机朗肯循环包括预热器、蒸发器、涡轮机、冷凝器和溶液泵。有机工作流体回收预热器和蒸发器中低等级热源提供的热量，预热器的出口温度应为有机工作流体的泡点温度。然后工作流体蒸汽在涡轮机中膨胀工作，涡轮机出口处于低温低压状态，涡轮机出口废气由冷凝器冷凝并送至 溶液泵[3] 。 图1 有机朗肯循环和卡琳娜循环原理 2.2 卡琳娜循环 卡琳娜循环包括预热器、蒸发器、涡轮机、冷凝器和溶液泵。有机工作流体回收预热器和蒸发器中低等级热源提供的热量，预热器的出口温度应为工作介质的泡点温度，然后工作流体蒸汽在涡轮机中膨胀工作，涡轮机出口处于低温和低压状态，涡轮机出口废气由冷凝器冷凝并送至溶液泵。 在这项工作中，AspenPlus 软件用于模拟朗肯循环的剩 作者简介：徐晓虹（1988— ），女，汉族，江苏南通人，助理工程师，硕士；研究方向：热能，暖通，化工设计。 低品位热源驱动朗肯循环和卡琳娜循环的性能对比 徐晓虹1, 2 （1.南京苏杨生物科技有限公司，江苏 南京 210038；2.上海道发能源科技有限公司，上海 202150） 摘 要：在炼油厂中，低品位的热能资源非常丰富，为不同的低品位热源选择合适的电力循环以实现有效的能源利用非常重 要。有机朗肯循环和Kalina 循环都是低温余热利用技术，这两种技术在废热利用方面各有优缺点。本文通过过程模拟，建立了中低温热源驱动的循环模型，并进行了参数影响分析。它表明，有机朗肯循环和Kalina 循环根据余热的差异具有各自的优势。关键词：动力循环；低品位热源；性能分析 现代盐化工 Modern Salt and Chemical Industry

卡琳娜动力循环技术简述

卡琳娜动力循环技术简述 卡琳娜(Kalina)动力循环技术简介卡琳娜循环: 一种利用氨和水混合物作为 工作介质的新颖、高效的动力循环系统。卡琳娜循环电厂可以向诸如温度为 300-400? F(149-204? C)的地热低能级热源提供效率比前者高出 50%的循环效率。对诸如直燃式锅炉和燃气-蒸汽联合循环电厂中的燃气轮机废气等高温热源，循环效率约可提高 20%。原则上，卡琳娜循环是在朗肯循环基础上的一种“改进”。这种重大的改进体现在对朗肯循环的循环过程的改变―― 将“纯”的循环介质(通常为水)变成了氨同水的“混合物”。这种从朗肯循环至卡琳娜循环的改进包含了专门的系统设计，该设计能最大程度的体现了氨水混合物的优点,在系统设计上也有诸如再热、再生式加热、超临界压力、双压设计等多种选择。在具体的电厂设计中，可将上述选择进行不同的组合使用。朗肯循环(目前最常见的蒸汽动力循环) 在朗肯循环中，水在锅炉(或余热锅炉)中被加热，产生高温和高压蒸汽。该蒸汽流过汽轮机时急剧膨胀后冷却至低温、低压的尾气，该汽轮机驱动一台发电机发出电力。从汽轮机排出的尾气被具有环境温度的空气，或被来自冷却水池或冷却塔中的冷却水冷却成水。我们把这种具有环境温度的空气，或冷却水池称之为热井。凝结水接着被泵入锅炉重复上述过程。这种简单的朗肯循环框图如图一所示。 朗肯循环电厂的效率较差，即使是容量最大、采用朗肯循环的最新型的燃煤 电厂，一般来说其循环效率都超不过 35%(译者注:目前国内亚临界参数燃煤电厂的循环效率已达 38%，超临界和超超临界参数的燃煤电厂的循环效率分别可达 40 和 43%左右)，也就是说燃料燃烧产生的总热量中仅有 35%被转换成了热能。这65%的能量损失是由于一系列的原因造成的。其中约 15%的能量损失是由于燃料中的水分、炉墙的热辐射、排烟损失和自耗电所造成的。对另外的 50% 进行分