我國ORC低溫余熱發電技術研究起步較晚,早期主要引進以色列技術。2014年以來,我國ORC低溫余熱發電技術自主研發速度加快,研究成果不斷涌現,擁有自主知識產權的大功率發電裝置問世,并逐步實現量產。在研究機構與裝置生產企業的推動下,我國ORC低溫余熱發電技術得到推廣應用,成功進入商業化運營階段,ORC低溫余熱發電市場規模持續擴大。現階段,我國ORC低溫余熱發電行業已經取得了長足進步,但整體研發實力與技術工藝依然較弱,在部分關鍵零部件領域仍存在技術短板,未來發展仍需不斷突破。ORC余熱發電凝結器里一般處于略高于環境大氣壓力的正壓,不需設置真空維持系統。哈爾濱余熱發電汽輪機
ORC低溫余熱發電系統特點:(1)在缺水地區,優先使用空氣冷卻的冷凝器。ORC電廠使用的空冷冷凝器要比水蒸氣電廠使用的空冷冷凝器的體積小得多,價格也低得多。(2)與水蒸氣相比,由于有機工質的聲速低,在低葉片速度時,能獲得有利的空氣動力配合,在50Hz時能產生較高的汽輪機效率,不需要裝齒輪箱。(3)有機工質冷凝壓力高,整個系統在接近和稍高于大氣壓力的情況下工作,使得有機工質的漏失現象大為降低。(4)有機工質凝固點很低(低于-73℃),這就允許它在較低溫度下仍能釋放出能量。這樣做,在寒冷天氣可增加出力,冷凝器也不需要增加防凍設施。河北低溫余熱發電技術ORC是以低沸點有機物為工質的朗肯循環,主要由蒸發器、膨脹機、冷凝器和工質泵四部分組成。
有機朗肯循環(ORC)是以低沸點有機物為工質的朗肯循環,ORC低溫余熱發電技術是利用工業余熱、太陽能、地熱、海洋溫差等低溫能源進行發電的技術,具有熱源利用率高、適應性強、成本較低、節能環保等優點,可以普遍應用于石油化工、鋼鐵、電力、水泥、陶瓷、玻璃、太陽能、地熱等工業余熱以及可再生能源領域。在全球市場中,ORC低溫余熱發電技術研究起步較早、技術較為先進的國家主要有美國、俄羅斯、以色列以及德國、意大利、法國等部分西歐國家,其中,美國與以色列ORC低溫余熱發電技術商業化應用較為普遍。
ORC低溫余熱發電系統經濟性分析:由于工質物性不同,各工質對應系統的蒸發壓力具有明顯差異,濕工質的蒸發壓力相對較高,其中R161的蒸發壓力明顯高于其他工質,R123對應系統的蒸發壓力較低。結合投資成本隨排煙溫度的相關信息可知,隨著排煙溫度的升高,系統設備成本先增加后減小。在該熱源條件下,采用R600a與R236ea的系統投資成本始終較高,R245fa與R600次之,采用R123的系統投資成本相對較低,濕工質R161、R152a對應系統的投資成本始終較為接近且明顯低于干工質對應系統。結合LEC隨排煙溫度的相關信息可知,隨著排煙溫度的升高,各系統的LEC逐漸下降,降幅趨于平緩,且各工質對應系統均存在對應的排煙溫度工況使得LEC達到較小值。ORC余熱發電技術其所具有的獨特優勢以及廣闊的市場應用前景。
余熱發電是利用生產過程中多余的熱能轉換為電能的技術。余熱發電不只節能,還有利于環境保護。余熱發電的重要設備是余熱鍋爐。它利用廢氣、廢液等工質中的熱或可燃質作熱源,生產蒸汽用于發電。由于工質溫度不高,故鍋爐體積大,耗用金屬多。用于發電的余熱主要有:高溫煙氣余熱,化學反應余熱,廢氣、廢液余熱,低溫余熱(低于200℃)等。此外,還有用多余壓差發電的;例如,高爐煤氣在爐頂壓力較高,可先經膨脹汽輪發電機繼發電后再送煤氣用戶使用。ORC低溫發電機組全自動化運行,一鍵起停,無人值守。河南水泥廠低溫余熱發電
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。哈爾濱余熱發電汽輪機
ORC低溫余熱發電系統優勢:1、結構簡單,體積小。可采用螺桿膨脹機替代汽輪機,其結構相對傳統汽輪機簡單得多,額定功率小,其適用作為低焓能源動力利用的動力機,因此對有機工質蒸汽做功更適用。鑒于目前螺桿膨脹機還未普及,那么即使使用汽輪機,因有機工質蒸汽比容、焓降小,故所需汽輪機的尺寸(特別是汽輪機末級葉片的高度減小)、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。2、空冷冷卻的信價比優勢。在缺水地區,優先使用空氣冷卻的冷凝器。ORC電廠使用的空冷冷凝器要比汽輪機電廠使用的空冷冷凝器的體積小得多,價格也低得多。哈爾濱余熱發電汽輪機
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