在鋼鐵、化工、有色冶金、水泥等眾多工業領域的生產過程中會產生大量的余熱資源,包括熱水、熱氣、輻射顯熱等。目前高壓或高溫的余熱已經獲得較為充分的利用。而大量的低溫余熱資源(250℃以下,低壓或常壓),由于缺乏有效的技術手段而沒有得到充分利用,或只能產生低品位的回收(如熱水等)。傳統余熱發電技術的工作參數大多為高參數、大容量,無法利用這部分較為分散但總量巨大的低溫余熱能源。ORC(有機工質朗肯循環)低溫余熱發電系統能夠實現余熱回收和發電的較低余熱資源溫度可低到80℃,這是常規發電技術不能做到的(常規發電通常要求熱源溫度在300~350℃以上),從而較大地拓寬了可以回收發電的余熱資源的利用范圍,為鋼鐵、化工、有色冶金、水泥等行業的低溫余熱資源回收提供了有效的技術手段和設備。ORC余熱發電可實現遠程控制,無人值守,需要極少的運行、維修人員,運行成本很低。石家莊磁懸浮余熱發電
國家在大型環保及資源綜合利用設備、余能回收利用領域突破重大關鍵節能技術、重點節能低碳技術推廣、節能與能效提升技術創新、工業余能深度回收利用及提高工業余能回收利用效率、提升節能技術裝備供給水平、有序推進地熱發電等方面逐步重視,不斷出臺政策予以支持。ORC低溫余熱發電技術國際上已成熟應用于可再生能源如地熱發電、太陽能光熱發電和生物質發電等,以及各種工業余熱回收發電應用中。目前除可再生能源領域,ORC低溫余熱發電技術還普遍用于石化、鋼鐵、水泥、建材、玻璃、陶瓷、化肥、化工等高能耗行業的余熱回收發電。浙江余熱發電廠家ORC低溫余熱發電系統較大地拓寬了可以回收發電的余熱資源的利用范圍。
ORC低溫發電機組典型應用:一、熱水余熱(化肥行業)。化肥廠尿素一吸塔換熱后溫度為102~105℃,作為ORC機組來說是質優余熱資源,應用于低溫有機朗肯循環發電利用經濟效應非常明顯,一般投資回報周期3年左右。二、LNG壓縮排氣余熱(尾氣排放)。某液化天然氣廠生產工藝中,天然氣經過大型壓縮機加壓后,溫度升高,再通過冷卻系統進行降溫。該部分廢熱排放至環境浪費大,且冷卻塔每年還因此產生大量的漂水損失。通過分析計算可采用ORC發電技術將余熱回收利用。LNG大型壓縮機余熱發電在節能的同時,也更大限度地減小了對原系統工藝的影響。
高效磁浮渦輪ORC低溫發電機組產品特點:1.整體采用撬裝集裝廂式,長×寬×高=7.5m×2.5m×2.8m;2.裝機功率230kW,額定功率210kW,凈發電功率170~180kW;3.因為采用磁浮軸承技術,電機內部沒有任何的油脂,故工質做功效率會保持在較佳狀態,確保發電機組的發電效率20年內衰減不超過1%;4.機組遵循聯網不上網”原則,所發出來的電就近輸送到低壓開關柜供別的機組用所,對電網不造成任何的沖擊;5.全自動化運行,一鍵起停,無人值守;冷凝器采用在線自動除垢與強化傳熱裝置,終生免清洗;每年只需更換工質泵的軸封,進行常規檢修即可;6.整體機組質保2年,磁浮發電機本體壽命20年。余熱發電的重要設備是余熱鍋爐。
ORC低溫余熱發電系統熱力性能分析:由于受到蒸發器窄點溫差的約束,各工質對應系統的蒸發溫度隨著排煙溫度的升高而增大。在相同排煙溫度條件下,采用R600a、R236ea的系統蒸發溫度高于其他工質,R245fa、R600對應系統的蒸發溫度相對較高,R123與濕工質R161、R152a對應系統的蒸發溫度相對較低且較為接近。工質流量隨排煙溫度的升高而減小,這是因為當蒸發器入口熱源溫度不變時,根據熱平衡方程,系統總吸熱量隨著排煙溫度的升高而減小,滿足此時熱負荷所需的工質流量下降。在相同排煙溫度下,工質間的物性差異導致各工質對應系統的工質流量存在差異,所有系統中烷烴類干工質R600a、R600與濕工質的流量明顯小于其他干工質,變化幅度也相對較小,R236ea對應系統的流量較大且隨排煙溫度的變化幅度較大。工業余熱發電通常工況不穩定,要根據各個熱源進行個性化的設計,不容易實現標準化、批量化生產。石家莊磁懸浮余熱發電
ORC低溫余熱發電技術可以普遍應用于石油化工、鋼鐵、電力、水泥、地熱等工業余熱以及可再生能源領域。石家莊磁懸浮余熱發電
國內外ORC低溫余熱發電系統的發展趨勢:1、工質選擇更加合理、環保。工質選擇是ORC低溫余熱發電系統的關鍵環節之一,針對不同的應用場合和應用類型,需要選擇合適的工質,今后,隨著技術不斷發展和完善,ORC低溫余熱發電系統的工質選擇將更加合理、環保。2、更高的經濟性和穩定性。ORC低溫余熱發電系統在回收低溫余熱方面具有比較明顯的比較優勢,但是,一直沒有得到大規模的推廣和應用,主要原因在于其經濟性和投資回收期比較長,一次投資比較大,加上運營維護費用,用戶對于該投資存在很多顧慮,因此,廠商需要進一步提高經濟性和穩定性,對用戶進行相關宣傳和教育,使行業發展真正進入爆發期。石家莊磁懸浮余熱發電
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