2024直驅透平有機朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電機組技術規(guī)范

直驅透平有機朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電機組技術規(guī)范目 次前言 III范圍 4規(guī)范引文件 4術語定義 4技術求 7試驗法 10試驗查目驗規(guī)則 14標志包、輸保管 15IIPAGEPAGE10直驅透平有機朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電機組技術規(guī)范范圍本文件規(guī)定了直驅透平ORC發(fā)電機組（以下簡稱“發(fā)電機組”）的相關術語及定義、技術要求、試驗方法等。本文件適用于直驅透平ORC發(fā)電機組（以下簡稱“發(fā)電機組”）。對特殊要求，可由用戶與制造廠協(xié)商。規(guī)范性引用文件（GB/T150.1-2011 1GB/T191-2008 包儲圖示志GB/T755-2019 旋電機定和能GB/T1028-2018 業(yè)能資評方GB/T4208—2017 （IP）GB/T4942-2021 （IP）GB/T10870-2014 熱泵GB/T13234-2018 GB/T13306-2011 標牌GB/T13384-2008 GB/T18216.4-2021 1000V1500V4GB/T18430.1-2007 ）（熱泵）GB/T20626.2-2018 2GB25131-2010 ）GB/T31346-2014 GB/T37819-2019 GB/T39091-2020 GB/T40284-2021 JB/T4330-1999 JB/T7249-2022 JB/T13305-2017 NB/T31012-2019 NB/T47012-2020 術語和定義GB/T1028-2018，GB/T39091-2020，JB/T7249-20223.1有機朗肯循環(huán)OrganicRankineCycle；ORC3.2directdrivingmotor3.3透平膨脹機turbo-expander將高壓制冷劑通過葉輪旋轉而膨脹成低溫、低壓狀態(tài)而輸出機械功的膨脹機。3.4低品位余熱lowtemperaturesurplusheat工業(yè)生產工藝系統(tǒng)消耗輸入能源后輸出可利用的低溫熱能，氣態(tài)載體余熱溫度小于200℃，液態(tài)載體余熱小于95℃，固態(tài)載體余熱小于400℃。3.5比焓enthalpy單位質量物質的焓，單位為kJ/kg。3.6比熵specificentropy單位質量物質的熵，單位為kJ/（kg*k）。3.7余熱質量流量rateofflowofsurplusheat單位時間內通過某一作用單元的余熱熱源質量，單位為kg/s。3.8等熵功率isentropicpower膨脹機按理論等熵熱力過程膨脹時所輸出的功率，單位為千瓦（kW）。3.9消耗功率auxiliarypower在規(guī)定的發(fā)電試驗條件下，裝置運行時所消耗的電功率，單位為千瓦（kW）。3.10毛輸出功率grossoutputpower在規(guī)定的發(fā)電試驗條件下，裝置膨脹機做功驅動發(fā)電機所發(fā)出的電功率，單位為千瓦（kW）。3.11凈輸出功率netoutputpower在規(guī)定的發(fā)電試驗條件下，裝置膨脹機做功驅動發(fā)電機所發(fā)出的電功率減去裝置消耗功率的差值，單位為千瓦（kW）。3.12吸熱量heatabsorption在規(guī)定的發(fā)電試驗條件下，有機工質在裝置的蒸發(fā)器側從熱源吸收的熱量，單位為千瓦（kW）。3.13放熱量heatrelease在規(guī)定的發(fā)電試驗條件下，有機工質在裝置的冷凝器側向冷卻介質放出的熱量，單位為千瓦（kW）。3.14毛熱電轉化效率grossefficiencyofthermoelectricconversion輸出功率與吸熱量的比值。3.15凈熱電轉化效率netefficiencyofthermoelectricconversion凈輸出功率與吸熱量的比值。3.16蒸發(fā)器evaporator液態(tài)工作介質通過吸收熱源介質的熱量并自身氣化蒸發(fā)的換熱器。3.17冷凝器condenser氣態(tài)工作介質通過把熱量傳遞給冷卻介質并自身液化的換熱器。3.18冷卻塔coolingtower利用水和空氣直接接觸換熱并伴有部分水蒸發(fā)使水冷卻的設備。3.19檢漏leakdetection檢查發(fā)電機組是否有工作介質泄露的操作。3.20檢漏儀leakdetector檢查發(fā)電機組中工作介質泄露用的工具。如鹵素檢漏燈、電子式鹵素檢漏儀。技術要求型號產品型號中應包含產品名稱代號、產品分類編號和設計序列號信息等，型號中應體現(xiàn)規(guī)定工況下裝置的輸出功率。型式按膨脹形式可分為：透平式、容積式。按軸承形式可分為：滾動軸承式、滑動軸承式、空氣懸浮軸承式、純電磁懸浮軸承式、永磁偏置磁懸浮軸承式等。按熱源形式可分為：蒸汽式、熱水式、熱油式等按冷卻形式可分為：水冷式、風冷式、蒸發(fā)冷卻式等發(fā)電機組的余熱名義工況描述應與JB/T13305-2017中4.3.1的規(guī)定一致。發(fā)電機組應在規(guī)定的冷卻環(huán)境條件下工作：a）工作環(huán)境溫度：－20℃～＋45℃。b）空氣相對濕度：≤95％（20℃以下時）；c）海拔高度：≤2000m；d）對氣候條件和使用場所參見GB/T20626。主要包括使用氣候條件，發(fā)電機組應在如下大氣環(huán)境下進行試驗：a）環(huán)境溫度：-5℃～40℃；b）≤95%（20c）86kPa～106kPa。由用戶與制造商協(xié)商確定。GB/T18430.1-20075.2機組在進行耐壓試驗時，系統(tǒng)各部位無異常變形和泄露。氣密性14g/a機組在進行真空試驗時，系統(tǒng)各部位應無異常變形，且壓力回升不得超過0.15kPa。運轉發(fā)電機組出廠前應進行運轉試驗，機組應無異常。若試驗條件不完備或對于額定電壓3000V及以上的機組，可以使用現(xiàn)場進行運轉試驗。發(fā)電機組在額定試驗條件下，等熵效率不應低于82%。實測毛輸出功率不小于名義毛輸出功率的95%。實測凈輸出功率不小于名義凈輸出功率的95%。發(fā)電機組按照表1工況運行時，熱電轉化效率應符合表中規(guī)定的范圍。表1不同熱源溫度時熱電轉化效率工作介質溫度（℃）冷源條件毛熱電轉化效率（%）凈熱電轉化效率（%）≥145循環(huán)冷卻水，進水溫度30℃，出水溫度35℃≥13≥11.5<145，≥135≥12≥10<135，≥125≥11≥8.5<125，≥115≥10≥7≤125，≥115≥9≥5.5發(fā)電機組按照表2工況運行時，熱電轉化效率應符合表中規(guī)定的范圍。表2不同冷源溫度時熱電轉化效率冷卻水進/出口溫度（℃）熱源條件毛熱電轉化效率（%）凈熱電轉化效率（%）25/30℃循環(huán)熱水，進水溫度145℃≥13≥1130/35℃≥12≥1035/40℃≥11≥9.440/45℃≥10≥845/50℃≥9≥6.5發(fā)電機組應能承受熱源超限，可在10s內完成檢測、故障上報、保護措施執(zhí)行到位和膨脹機保護停機。發(fā)電機組應能承受并網線路斷路，可在10s內完成檢測、故障上報、保護措施執(zhí)行到位和膨脹機保護停機。8000h16000h壽命透平膨脹機設計使用壽命不應少于20年，配套系統(tǒng)設計使用壽命不應少于10年。溫升3GB/T755GB/T755表3定繞和芯限值 位：K部件測量方法155（F）級絕緣允許溫升180（H）級絕緣允許溫升定子繞組（5000kW及以上）埋置檢溫計法（ETD）/電阻法110/105130/125定子繞組（5000kW以下）埋置檢溫計法（ETD）/電阻法115/105135/125定子鐵芯溫度計（Th）或埋置檢溫計法（ETD）10512585℃。噪聲機組應按JB/T4330的規(guī)定測量機組的噪聲聲壓級，實測值應不大于機組的明示值。在額定運行時，距離機組1.5m處噪聲應小于85dB。振動機組應進行振動測量，實測值應不大于機組的明示值。外觀發(fā)電機組外表面應清潔，涂漆表面應光滑。管路附件安裝一般應橫平豎直、美觀大方。充注工作介質前，機組內應保持潔凈、干燥。保質期18個12試驗方法試驗環(huán)境條件符合4.2.2的要求。0.50.50.1級，溫度計的誤差不大于土l℃。電網電網55流量、溫度、壓力測量3冷源系統(tǒng)2發(fā)電機組6電壓、電流、電能、諧波測量圖1發(fā)電機組實驗臺示意圖4流量、溫度、壓力測量4流量、溫度、壓力測量1熱源系統(tǒng)1—熱源系統(tǒng)，模擬現(xiàn)場余熱工況2—被試發(fā)電機組3—冷源系統(tǒng)，模擬現(xiàn)場冷卻工況4—用于測量熱源輸入熱量的模塊5—用于測量冷源帶走熱量的模塊6—用于測量被試發(fā)電機組并網電量的模塊）發(fā)電機和變流器外殼防護等級分別按GB/T4942—2021和GB/T4208—2017規(guī)定執(zhí)行或采用圖紙審查方式檢驗。殼體、外觀、表面應無劃傷、無變形，應符合4.3.10的要求。機組耐壓試驗按NB/T47012-2020中耐壓試驗中4.6.2的規(guī)定。1.251.151.15倍。機組有機工質側經過耐壓試驗后，按NB/T47012-2020中7.8.2氣密性試驗方法進行檢驗。機組有機工質側真空試驗按照GB/T18430.1-2007中6.3.1的規(guī)定。氣密性試驗合格后，抽真空至0.3kPa，至少保壓30min，符合4.3.1.3的要求。機組按照說明文件進行運轉試驗，檢查機組運行是否正常。換熱器換熱量測量、輔助設備消耗功率測量按照JB/T13305-2017中6.3.3.1規(guī)定。機組等熵膨脹效率按公式（1）計算：????

=?2??1×100% （1）′???′21ηi：膨脹機等熵膨脹效率，%；h1kJ/kg；h2kJ/kg；2h’：膨脹機出口工質等熵膨脹比焓，單位為kJ/kg。2——輸入余熱功率按公式（2）計算：—CpΔT（2）Ph：余熱熱源輸入功率，單位為kW；—Cp：蒸發(fā)器進出口余熱熱源平均比熱容，單位為kJ/（kg*℃）；T：蒸發(fā)器進出口余熱熱源溫差，單位為℃；m1：余熱熱源的質量流量，單位為kg/s?！獌糨敵龉β拾垂剑?）計算：Pn=Pg-Pa （3）式中：Pn（kW）；Pg（kW）；Pa（kW）——毛熱電轉化效率按公式（4）計算：式中：

????

=????×100%……（4）???ηg：發(fā)電機組在規(guī)定發(fā)電試驗條件下的毛熱電轉化效率，單位為%?！獌魺犭娹D化效率按公式（5）計算：式中：

????

=????×100%……（5）???ηn：發(fā)電機組在規(guī)定發(fā)電試驗條件下的凈熱電轉化效率，單位為%。NB/T31012—20196.2.15.4注：當發(fā)電機不能通過直接加負荷時，溫升試驗可通過穩(wěn)態(tài)短路試驗完成。噪聲按照JB/T4330-1999矩形六面體測量表面的方法，并按照JB/T4330-1999表面平均聲壓級的方法計算聲壓級。參考GB/T18430.1-2007中6.3.6.2，機組按如下方法測量振動：10Hz-1000Hz80Hz的相對靈敏度為基準，其他頻率的相對靈敏度應在基準靈敏度的+10%～-2010調節(jié)熱源工況（大于熱源設計溫度10±1℃），測試發(fā)電機組故障報警是否及時上報，測試透平膨脹機、閥門、泵是否按指令執(zhí)行到位，反應時間應符合4.3.4.1要求。4.3.4.2目測機組外觀，應符合4.3.8的規(guī)定。試驗檢查項目和驗收規(guī)則每套發(fā)電機組需經檢驗合格后才能出廠，并應附有檢驗合格證。每臺機組均應做出廠檢驗，檢驗項目、要求及試驗方法按照表4的規(guī)定。凡遇下列情況之一者，應進行型式試驗：a）第一次試制或小批量試生產時；312表4檢驗項目項目出廠檢驗型式檢驗技術要求試驗方法1一般要求√√4.3.8視檢2標志7.13包裝7.34接地電阻GB25131-2010GB25131-20105有機工質側耐壓、氣密性、真空性能實驗4.3.15.4.16蒸汽、熱水、冷水側水壓試驗4.3.15.4.1.17運轉4.3.25.4.2等熵效率—4.3.3.15.4.3.2.18毛輸出功率4.3.3.25.4.3.2.29凈輸出功率4.3.3.35.4.3.2.210毛熱電轉化效率4.3.3.45.4.3.2.211凈熱電轉化效率4.3.3.45.4.3.2.212噪聲和振動4.3.75.4.413故障保護測試4.3.45.4.514溫升4.3.65.4.415耐潮GB25131-2010GB25131-201016防觸電保護GB25131-2010GB25131-2010注：“√”表示需檢驗項目：“—”表示不需要檢驗項目。c）d）標志、包裝、運輸和保管標志要求GB/T13306內容55標記內容機組功能型號√名稱√吸熱量，單位為千瓦（kW）√輸出電壓，單位為伏（V）；相數(shù)；頻率，單位為赫茲（Hz）√最大運行電流，單位為安培（A）√毛輸出功率，單位為千瓦（kW）√凈輸出功率，單位為千瓦（kW）√熱電轉化效率，%△膨脹機轉速，單位為RPM√噪聲