在钢铁、化工、有色冶金、水泥等众多工业领域的生产过程中会产生大量的余热资源,包括热水、热气、辐射显热等。目前高压或高温的余热已经获得较为充分的利用。而大量的低温余热资源(250℃以下,低压或常压),由于缺乏有效的技术手段而没有得到充分利用,或只能产生低品位的回收(如热水等)。传统余热发电技术的工作参数大多为高参数、大容量,无法利用这部分较为分散但总量巨大的低温余热能源。ORC(有机工质朗肯循环)低温余热发电系统能够实现余热回收和发电的较低余热资源温度可低到80℃,这是常规发电技术不能做到的(常规发电通常要求热源温度在300~350℃以上),从而较大地拓宽了可以回收发电的余热资源的利用范围,为钢铁、化工、有色冶金、水泥等行业的低温余热资源回收提供了有效的技术手段和设备。余热发电不只节能,还有利于环境?;ぁI轿髡羝嗳确⒌?/p>
ORC低温发电机组典型应用:一、烟气余热(钢铁行业)。烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10~12%,而其排放的余热约占总能耗热能的49%。在烧结矿生产过程中,特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250~380廉的低温烟气,其热能量大约为烧结矿热耗量的30%左右??梢猿浞掷没防浠魏腿蔚挠嗳?,实现节能增效。二、内燃机余热。利用现有内燃机的缸套水及高温烟气余热,制取热水或蒸汽,供给余热发电机组使用,1台1.5MW内燃机余热可以装机1台125kW机组。长沙高温余热发电ORC低温发电机组安全可靠,拥有泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统。
ORC发电机组是整个发电系统的关键,ORC发电机组主要有以下特点:(1)变工况适应能力强,能适应热源温度、压力和流量的变化(能在30%-110%设计工况下稳定运行),即使热源波动变化时设备可以自行调节到稳定运行状态;(2)采用PLC自动控制,发电机可以自动追踪电网参数,并自动并网;发电装置智能监测电网状态,稳定变载发电,对电网无冲击;发出的电既可以并入电网也可以直接带负载;(3)设备实现全自动化,无人值守;设备操作方便,一键式启动和停止;系统启停迅速,无需预热,盘车等操作,启停时间均小于10分钟;(4)发电机组能确保长期稳定运行,安全可靠。拥有泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统;设备自带压力温度报警及故障分析功能。
有机朗肯循环(ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环,ORC低温余热发电技术是利用工业余热、太阳能、地热、海洋温差等低温能源进行发电的技术,具有热源利用率高、适应性强、成本较低、节能环保等优点,可以普遍应用于石油化工、钢铁、电力、水泥、陶瓷、玻璃、太阳能、地热等工业余热以及可再生能源领域。在全球市场中,ORC低温余热发电技术研究起步较早、技术较为先进的国家主要有美国、俄罗斯、以色列以及德国、意大利、法国等部分西欧国家,其中,美国与以色列ORC低温余热发电技术商业化应用较为普遍。ORC低温发电机组拥有先进的设备自冷系统,无需外置油分及冷却系统。
ORC低温余热发电系统组成:(1)蒸发器。蒸发器在循环系统中的作用是能量传递,是整个有机朗肯循环系统热量传递的较关键设备,它的传热效率直接影响到整个系统的发电效率。因此在有机朗肯循环运行过程中,蒸发器造成的不可逆性损失是所有部件中占比较大的部件。(2)膨胀机。膨胀机的作用是压缩经过蒸发器蒸发的高温高压气体,使热能转变为机械能从而膨胀带动发电机做功。因此,膨胀机同样是ORC系统中关键部件之一,较为直接的影响着整个系统的效率。膨胀机分为速度型和容积型两种。(3)冷凝器。与蒸发器的工作原理刚好相反,主要是将从膨胀机排出的气体冷凝为过冷液体,内部结构包括过热区、两相区和过冷区。冷凝器和蒸发器同样是有机朗肯循环系统中的关键换热部件。(4)工质泵。工质泵的作用是使有机工质在细长的管道内流动的同时达到一个设置的流速从而来提高自身的压力。工质泵很容易被气体或是液体腐蚀从而导致了系统效率降低。ORC余热发电凝结器里一般处于略高于环境大气压力的正压,不需设置真空维持系统。山西蒸汽余热发电
余热发电是利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。山西蒸汽余热发电
ORC低温发电机组典型应用:一、热水余热(化肥行业)?;食蛩匾晃蝗群笪露任?02~105℃,作为ORC机组来说是质优余热资源,应用于低温有机朗肯循环发电利用经济效应非常明显,一般投资回报周期3年左右。二、LNG压缩排气余热(尾气排放)。某液化天然气厂生产工艺中,天然气经过大型压缩机加压后,温度升高,再通过冷却系统进行降温。该部分废热排放至环境浪费大,且冷却塔每年还因此产生大量的漂水损失。通过分析计算可采用ORC发电技术将余热回收利用。LNG大型压缩机余热发电在节能的同时,也更大限度地减小了对原系统工艺的影响。山西蒸汽余热发电
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