CN111089454A - 一种orc低温余热发电设备中的工质泵干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，包括以下步骤：通高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通110℃的热风1h；通中高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通75℃的热风6h；通常温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通6bar常温压缩空气12h。先通110℃的热风，使工质泵内的水快速流出并加热工质泵，这样可加快液态水的蒸发速率。待大部分水珠随热风吹离ORC低温余热发电设备中的工质泵后改成75℃的热风继续干燥以吹出泵内潮气。然后通6bar常温压缩空气12h，将泵内含水蒸汽的气体吹离ORC低温余热发电设备工质泵，达到干燥的目的。

Description

一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法
技术领域
本发明属于ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥技术领域，具体是一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法。
背景技术
有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle简称ORC)利用R245fa(五氟丙烷)低沸点的特性，在低温条件下R245fa(五氟丙烷)被加热即发生蒸发，氟利昂汽化后获得较高的蒸汽压力，推动膨胀机做功，从而将低品位热能转换为高品位的机械能和电能。因此，有机朗肯循环发电技术，是一项将工业生产过程中产生的中低品位余热加以回收利用，转化为高品位电能的节能减排技术。
在有机朗肯循环中，低温余热发电设备除了利用热能原理外，还具有制冷设备的特性。在纯低温余热发电设备中使用(五氟丙烷)作为工质在ORC低温余热发电设备系统内循环，因此纯低温余热发电设备必须按照制冷设备的技术标准和使用规范来制造，即整个发电系统中应无水分和潮气。液态的R245fa(五氟丙烷)温度低达-50℃，若有水分残留在ORC低温余热发电系统内，水分会迅速凝固形成冰球形成冰堵，对ORC低温余热发电设备内各个部件造成损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可彻底去除装置内水分的ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法。
具体的，本发明提供了一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，包括以下步骤：
通高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通95～115℃的热风0.7～1.5h；
通中高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通60～85℃的热风5～7h；
通常温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通5～7公斤5～7bar常温压缩空气11～13h。先通95～115℃的热风，使工质泵中的水分快速流出，高温可快速加热工质泵内部，并加快液态水的蒸发速率。但因ORC低温余热发电设备中的工质泵内部件不能长时间承受热风的吹动，待大部分水珠随热风吹离ORC低温余热发电设备中的工质泵后改成60～85℃的热风继续干燥。60～85℃的热风将残留在ORC低温余热发电设备工质泵内部件表面的残留水分继续吹离ORC低温余热发电设备工质泵后，通过5～7公斤6～7bar常温压缩空气11～13h，将含水蒸汽的气体吹离ORC低温余热发电设备中的工质泵，达到干燥的目的。
优选地，所述通高温风干燥步骤，往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通110℃的热风1h。
优选地，所述通中高温风干燥步骤，往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通75℃的热风6h。
优选地，所述通常温风干燥步骤，往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通6公斤常温压缩空气12h。按照上述设定的温度以及通风的时间进行干燥，达到的干燥效果最佳。
优选地，所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中先进行15～30公斤10bar混合气检漏，所述混合气为95％N2和5％H2，将将压力增大到20bar再进行检漏，泄漏量为0ppm，合格后进行抽真空和保压，真空抽到1mbar以下，保压1h内ORC升压小于1mbar以下方为合格。将ORC低温余热发电设备中的工质泵内的水分排出后，未确保周围含水蒸汽的空气不再进入装置内部，需要确保装置的密封性。
优选地，所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通高温风干燥步骤之前设置有超临界流体干燥步骤，所述超临界流体干燥步骤，通超临界CO2流体进行干燥，所述超临界CO2流体的温度为38～55℃，压强为15～23MPa，夹带剂包括水，所述水的含量为0.2～0.4ml/g，通1～3h。超临界CO2流体与水发生反应产生碳酸，碳酸电离产生的氢离子对二氧化碳分子产生静电作用，打破二氧化碳分子内的电荷分布平衡，使得二氧化碳分子中正负电荷中心相互偏离，二氧化碳分子具有极性。根据液体相似相容的特性，超临界CO2流体对水分子的溶解性大幅增加，最终明显提高超临界CO2流体对ORC低温余热发电设备中的工质泵内部水分去除的效果。
由于超临界CO2流体的表面张力和黏度非常低，超临界CO2流体可通过铁锈中的缝隙渗透到金属表面，超临界CO2流体与水发生反应产生的碳酸与铁锈发生反应，对锈层和杂质层进行溶解、剥离，从而使锈层和杂质层从金属表面脱落，并随超临界CO2流体流出ORC低温余热发电设备中的工质泵。
优选地，所述超临界流体干燥步骤，所述夹带剂还包括乙醇，所述乙醇的含量为0.1～0.2ml/g。乙醇和水接触存在氢键，极性较大，夹带剂中同时存在乙醇和水可进一步提升超临界CO2流体对水的溶解性，提高超临界CO2流体对ORC低温余热发电设备中的工质泵内部水分去除的效果。另一方面，乙醇的存在可提高超临界CO2流体对润滑油的溶解性，可将ORC低温余热发电设备中的工质泵内部的润滑油也一并去除。
优选地，所述超临界CO2流体的温度为40～52℃，压强为18～22MPa。
优选地，所述超临界CO2流体的温度为50℃，压强为20MPa。
优选地，所述超临界流体干燥步骤中还包括以下子步骤：当温度为38～55℃、压强为15～23MPa的所述超临界CO2流体通1～3h后，封闭ORC低温余热发电设备中的工质泵的通气管路，然后升温0.2～0.5℃，保持5～15min，排出气体。在温度升高后，渗透进铁锈内部的超临界CO2流体的体积增大，将大块的铁锈从内部分离成小块，使得脱离下来的铁锈更易随流体流出ORC低温余热发电设备中的工质泵。若温度变化太小时，铁锈分离的效果不理想，若温度变化太大，分离的铁锈会高速撞击ORC低温余热发电设备中的工质泵内部件，造成部件的损坏。
综上所述，本发明具有以下有益效果：先通95～115℃的热风，带动水上方的空气快速流动，加快液态水的蒸发速率。但因ORC低温余热发电设备中的工质泵内部件不能长时间承受热风的吹动，待大部分水珠随热风吹离ORC低温余热发电设备中的工质泵后改成60～85℃的热风继续干燥。60～85℃的热风将残留在ORC低温余热发电设备中的工质泵内部件表面的小水珠吹离ORC低温余热发电设备中的工质泵后，通过5～7公斤常温压缩空气11～13h，将含水蒸汽的气体吹离ORC低温余热发电设备中的工质泵，达到干燥的目的。
具体实施方式
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：
一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，包括以下步骤：
通高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通95℃的热风1.5h；
通中高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通60℃的热风7h；
通常温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通5公斤常温压缩空气13h。
所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中先进行20公斤10bar混合气检漏，所述混合气为95％N2和5％H2，将将压力增大到20bar再进行检漏，泄漏量为0ppm，合格后进行抽真空和保压，真空抽到1mbar以下，保压1h内ORC升压小于1mbar以下方为合格。
所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通高温风干燥步骤之前设置有超临界流体干燥步骤，所述超临界流体干燥步骤，通超临界CO2流体进行干燥，所述超临界CO2流体的温度为38℃，压强为15MPa，夹带剂包括水，所述水的含量为0.2ml/g，通3h。
所述超临界流体干燥步骤，所述夹带剂还包括乙醇，所述乙醇的含量为0.1ml/g。
所述超临界流体干燥步骤中还包括以下子步骤：当温度为38℃、压强为15MPa的所述超临界CO2流体通3h后，封闭ORC低温余热发电设备中的工质泵的通气管路，然后升温0.2℃，保持15min，排出气体。
实施例2：
一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，包括以下步骤：
通高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通115℃的热风0.7h；
通中高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通85℃的热风5h；
通常温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通7公斤常温压缩空气11h。
所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中先进行20公斤10bar混合气检漏，所述混合气为95％N2和5％H2，将将压力增大到20bar再进行检漏，泄漏量为0ppm，合格后进行抽真空和保压，真空抽到1mbar以下，保压1h内ORC升压小于1mbar以下方为合格。
所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通高温风干燥步骤之前设置有超临界流体干燥步骤，所述超临界流体干燥步骤，通超临界CO2流体进行干燥，所述超临界CO2流体的温度为55℃，压强为23MPa，夹带剂包括水，所述水的含量为0.4ml/g，通1h。
所述超临界流体干燥步骤，所述夹带剂还包括乙醇，所述乙醇的含量为0.2ml/g。
所述超临界流体干燥步骤中还包括以下子步骤：当温度为55℃、压强为15MPa的所述超临界CO2流体通3h后，封闭ORC低温余热发电设备中的工质泵的通气管路，然后升温0.5℃，保持5min，排出气体。
实施例3：
一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，包括以下步骤：
通高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通110℃的热风1h；
通中高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通75℃的热风6h；
通常温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通6公斤常温压缩空气12h。
所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中先进行15～30公斤10bar混合气检漏，所述混合气为95％N2和5％H2，将将压力增大到20bar再进行检漏，泄漏量为0ppm，合格后进行抽真空和保压，真空抽到1mbar以下，保压1h内ORC升压小于1mbar以下方为合格。
所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通高温风干燥步骤之前设置有超临界流体干燥步骤，所述超临界流体干燥步骤，通超临界CO2流体进行干燥，所述超临界CO2流体的温度为40℃，压强为22MPa，夹带剂包括水，所述水的含量为0.3ml/g，通1.2h。
所述超临界流体干燥步骤，所述夹带剂还包括乙醇，所述乙醇的含量为0.15ml/g。
所述超临界流体干燥步骤中还包括以下子步骤：当温度为40℃、压强为22MPa的所述超临界CO2流体通3h后，封闭ORC低温余热发电设备中的工质泵的通气管路，然后升温0.3℃，保持8min，排出气体。
实施例4：
一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，包括以下步骤：
通高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通110℃的热风1h；
通中高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通75℃的热风6h；
通常温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通6公斤常温压缩空气12h。
所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中先进行15～30公斤10bar混合气检漏，所述混合气为95％N2和5％H2，将将压力增大到20bar再进行检漏，泄漏量为0ppm，合格后进行抽真空和保压，真空抽到1mbar以下，保压1h内ORC升压小于1mbar以下方为合格。
所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通高温风干燥步骤之前设置有超临界流体干燥步骤，所述超临界流体干燥步骤，通超临界CO2流体进行干燥，所述超临界CO2流体的温度为50℃，压强为20MPa，夹带剂包括水，所述水的含量为0.3ml/g，通1.2h。
所述超临界流体干燥步骤，所述夹带剂还包括乙醇，所述乙醇的含量为0.15ml/g。
所述超临界流体干燥步骤中还包括以下子步骤：当温度为40℃、压强为22MPa的所述超临界CO2流体通3h后，封闭ORC低温余热发电设备中的工质泵的通气管路，然后升温0.3℃，保持8min，排出气体。
应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于包括以下步骤：
通高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通95～115℃的热风0.7～1.5h；
通中高温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通60～85℃的热风5～7h；
通常温风干燥步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通5～7公斤压强为5～7bar的常温压缩空气11～13h。
2.根据权利要求1所述的一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于，所述通高温风干燥步骤，往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通110℃的热风1h。
3.根据权利要求1所述的一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于，所述通中高温风干燥步骤，往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通75℃的热风6h。
4.根据权利要求1所述的一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于，所述通常温风干燥步骤，往ORC低温余热发电设备中的工质泵中通6公斤压强为6bar的常温压缩空气12h。
5.根据权利要求1所述的一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于，所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通常温风干燥步骤后设有检漏步骤：往ORC低温余热发电设备中的工质泵中先进行15～30公斤10bar混合气检漏，所述混合气为95％N2和5％H2，将将压力增大到20bar再进行检漏，泄漏量为0ppm，合格后进行抽真空和保压，真空抽到1mbar以下，保压1h内ORC升压小于1mbar以下方为合格。
6.根据权利要求1所述的一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于，所述ORC低温余热发电设备中的工质泵的干燥方法还包括以下步骤：在所述通高温风干燥步骤之前设置有超临界流体干燥步骤，所述超临界流体干燥步骤，通超临界CO2流体进行干燥，所述超临界CO2流体的温度为38～55℃，压强为15～23MPa，夹带剂包括水，所述水的含量为0.2～0.4ml/g，通1～3h。
7.根据权利要求6所述的一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于，所述超临界流体干燥步骤，所述夹带剂还包括乙醇，所述乙醇的含量为0.1～0.2ml/g。
8.根据权利要求6所述的一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于，所述超临界CO2流体的温度为40～52℃，压强为18～22MPa。
9.根据权利要求6或8所述的一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于，所述超临界CO2流体的温度为50℃，压强为20MPa。
10.根据权利要求6所述的一种ORC低温余热发电设备中的工质泵干燥方法，其特征在于，所述超临界流体干燥步骤中还包括以下子步骤：当温度为38～55℃、压强为15～23MPa的所述超临界CO2流体通1～3h后，封闭ORC低温余热发电设备中的工质泵的通气管路，然后升温0.2～0.5℃，保持5～15min，排出气体。
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