低温余热发电利用的技术路线:1.低温余热利用简介。低温余热是指热源温低于250度,而常规汽轮机发电需要的蒸汽参数较低为1.27Mpa,温度为340度,即使补汽凝汽式机组的补汽,参数也在0.25MPa,温度200度。余热用于发电的应用需要将热源换热成热水或者蒸汽,考虑换热器的换热效率、换热面积等因素,换热器较低要保证20度左右的端差,而温度140度蒸汽对应的饱和压力0.36Mpa(a),已不适用于常规汽轮发电机组。因此,当余热热源温度在低于160度的热源就很难利用。2.低温余热发电利用方式。烧结厂全厂的热平衡,已没有能与之匹配简洁有效的直接利用方式,只能用来发电。如果用来发电,可采用两种方式:1)将烟气换热成压力0.36MPa(a)、温度140度或者更低参数的饱和蒸汽,选用低品位热能汽轮机或者螺杆膨胀机进行发电;2)将烟气换热成热水,通过热水-制冷剂换热连接ORC发电系统直接发电。ORC是以低沸点有机物为工质的朗肯循环。甘肃工厂余热发电
余热资源的主要来源为:①烟气的余热;②高温产品和炉渣的余热;③冷却介质的余热;④可燃废气、废液和废料的余热;⑤废汽、废水余热;⑥化学反应余热。比较典型的低品位余热资源有:①锅炉(加热炉)等排放的烟气,一般在140~180℃;②高炉渣、炼钢渣的冲渣水,温度在60~90℃;③循环冷却水,大部分在30~50℃;油田采出水,在30~60℃。低品位余热资源的利用难点在于:①大部分低品位余热资源含有腐蚀性的物质,对设备长期安全运行构成不小的影响;②有的低品位余热资源具有间歇性的特点,难于连续运行;③由于品味较低,难以在现场附近寻找到合适的供热(冷)负荷;④用于发电,效率较低,技术还有待成熟,经济效益偏低乌鲁木齐低温余热发电技术ORC低温余热发电不但节能,还有利于环境保护。
ORC低温余热发电系统经济性分析:由于工质物性不同,各工质对应系统的蒸发压力具有明显差异,湿工质的蒸发压力相对较高,其中R161的蒸发压力明显高于其他工质,R123对应系统的蒸发压力较低。结合投资成本随排烟温度的相关信息可知,随着排烟温度的升高,系统设备成本先增加后减小。在该热源条件下,采用R600a与R236ea的系统投资成本始终要高,R245fa与R600次之,采用R123的系统投资成本相对较低一些,湿工质R161、R152a对应系统的投资成本始终较为接近且明显低于干工质对应系统。结合LEC随排烟温度的相关信息可知,随着排烟温度的升高,各系统的LEC逐渐下降,降幅趋于平缓,且各工质对应系统均存在对应的排烟温度工况使得LEC达到较小值。
国家在大型环保及资源综合利用设备、余能回收利用领域突破重大关键节能技术、重点节能低碳技术推广、节能与能效提升技术创新、工业余能深度回收利用及提高工业余能回收利用效率、提升节能技术装备供给水平、有序推进地热发电等方面逐步重视,不断出台政策予以支持。ORC低温余热发电技术国际上已成熟应用于可再生能源如地热发电、太阳能光热发电和生物质发电等,以及各种工业余热回收发电应用中。目前除可再生能源领域,ORC低温余热发电技术还普遍用于石化、钢铁、水泥、建材、玻璃、化肥、化工等高能耗行业的余热回收发电。ORC余热发电系统部件、设备可实现标准模块化生产,能缩短安装周期,降低其制造成本。
ORC低温余热发电系统特点:(1)对较低温度热源的利用有更高的效率。(2)戊烷比水蒸气密度大,比容小,因此所需汽轮机的尺寸(特别是减小汽轮机末级叶片的高度)、排气管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直径均较小。(3)与水蒸气不同,戊烷在膨胀作功过程中,从高压到低压始终保持干燥状态,这就消除了形成湿气以及当高速小水滴冲击汽轮机时,产生腐蚀损坏的可能性。所以,ORC能比水蒸气汽轮机更有效地适应部分负荷运行及大的功率变动,不需要装过热器。余热的回收利用途径很多。青海螺杆余热发电
对发展余热发电项目要持积极态度。甘肃工厂余热发电
ORC余热发电系统结构本身的优势:系统本身使用导热油作为中间换热工质,因为导热油在300的条件下仍不汽化而保持常压,此时的水蒸气饱和压力已高达8.5MPa。300以下,用导热油代替传统的热载体水蒸气,就能以低压管道系统代替高压管道系统,降低投资。此外导热油还具有传热均匀,热稳定性好以及优良的导热特性。导热油对普通的碳钢设备和管道基本上无腐蚀作用,不需要采用类似蒸汽系统的给水脱盐、除氧等复杂的处理过程,因此具有系统简单输送方便等优点。因此用导热油作为工质的机组传热效率高。甘肃工厂余热发电