ORC余热发电系统主要由蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵四个主要设备构成,ORC余热发电技术普遍适用于工厂余热、太阳能、生物质能、地热能等能源的回收利用,其所具有的独特优势以及广阔的市场应用前景,ORC余热发电技术己经成为节能研究领域的热点课题之一。同时,ORC发电技术由于其工艺流程简单,除了简单的孤网系统研究,研究者将其与其余工艺过程进行藕合,通过与ORC进行联合发电,不但能够回收和利用低品位余热,还能充分利用原工艺流程中的中间高温流体,减少工艺流程中的冷换设备,实现不错的能源回收效率,从而降低处理成本,达到节能的目的。对发展余热发电项目要持积极态度。高温烟气余热发电
ORC低温发电机组典型应用:热水/蒸汽余热(化工行业)。橡胶制品企业余热类型:如轮胎硫化过程中需蒸汽温度则高达160°C左右,无腐蚀性,其它橡胶制品的硫化温度根据制品性能要求有所差异,一般都在130°C左右。硫化机在工作过程中有大量蒸汽泄漏损失现象,且泄露量可观,回收后的蒸汽仍具有0.1MPa的压力,因此本工艺环节的废热回收利用价值更高些。传统做法这些废蒸汽都未经回收,且硫化车间温度很高。按130°C的蒸汽考虑,单台发电机组所需蒸汽流量约1.5T/h,单台机组发电125kW。江苏低温余热发电机ORC低温余热发电效率高,系统构成简单,不需要设置除氧、除盐、排污及疏放水设施。
ORC有机朗肯循环余热发电:ORC有机工质朗肯循环,即在传统朗肯循环中采用有机工质代替水产生蒸汽,推动膨胀机做功。低压液态有机工质具有更低的冷凝温度,如正丁烷、异丁烷、R245fa、R142b等,在较低温度下即可产生较高压力的蒸汽。余热温度在80~250℃,余热形态包括烟气、蒸汽和热水等。液态有机工质经有机工质泵增压后进入蒸发器吸收热量转变为高温高压蒸气;高温高压的有机工质蒸气再推动涡轮机做功,产生电能输出,有机工质蒸汽同时减压;涡轮机出口的低压蒸气进入冷凝器,向低温热源放热并冷凝为液态,完成一次循环。蒸发器可采用低温余热直接蒸发,或采用由其生成的中间热水进行有机工质的蒸发。
余热是在一定经济技术条件下,在能源利用设备中没有被利用的能源,也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。在工业上,余热一般优先供生产自用,当有剩余时,虽然直接利用对能源的利用率要更高一些,但限于暖通空调用量较小且季节变化较大的特点,以及作为动力用要求负荷相对稳定的特点,该种利用方式具有一定的局限性。更多地,则是选择采用余热发电的技术对能源进行回收利用。ORC低温余热发电机组采用环保工质R245fa,透平和发电机一体化设计,无泄漏。
ORC低温发电机组典型应用:热水余热(化工行业)。化工类用户项目某区1.0MPa及以上蒸汽冷凝液经闪蒸后,与0.5MPa蒸汽冷凝液混合;进入缓冲罐与回流冷液混合为132℃、0.2MPaG,正常流量为436t/h,经泵加压至0.7MPaG压力后送。132℃冷凝液部分送往余热制冷装置制备-20℃的冷冻液,降温后的约110℃蒸汽冷凝液以及剩余的132℃蒸汽冷凝液,均送往余热发电装置回收余热发电,降至约80℃送至空冷器,降至45℃送至脱盐水站进行处理。将110℃蒸汽冷凝液中低品位余热,通过ORC发电机组转换成高品位的电能。化工类如氯碱、化肥等企业余热资源非常普遍。如在氯碱企业生产过程中,较大的热源点是氯化氢的合成及氯乙烯合成,反应热全部采用循环水降温吸收,产生温度为95℃以上的热水。传统上吸收完热量后的热水采用凉水塔降温或空气降温保持热量平衡,因此造成了热能的浪费。ORC应用:按95℃的热水考虑,单台发电机组所需水流量≈160T/h。单台机组装机发电量280kW。ORC低温余热发电机组可采用PLC对装置进行自动控制,关键参数由PLC自动调控。河南陶瓷厂余热发电
工业余热发电通常工况不稳定,要根据各个热源进行个性化的设计,不容易实现标准化、批量化生产。高温烟气余热发电
ORC低温余热发电设备特点:(1)设备装置撬块式设计,运输、安装简便。(2)操作简单,负荷波动能力强,可在40%~110%范围内稳定运行。(3)采用高效、结构合理的传质设备和可靠的材质。(4)可采用PLC对装置进行自动控制,关键参数由PLC自动调控。发电机可以自动追踪电网参数,并自动并网。(5)发电装置智能监测电网状态,可提供稳定的电能,对电网无冲击。(6)安全可靠,拥有泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统。(7)采用环保工质R245fa,透平和发电机一体化设计,无泄漏。(8)机组拥有先进的设备自冷系统,无需外置油分及冷却系统。高温烟气余热发电
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