我国ORC低温余热发电技术研究起步较晚,早期主要引进以色列技术。2014年以来,我国ORC低温余热发电技术自主研发速度加快,研究成果不断涌现,拥有自主知识产权的大功率发电装置问世,并逐步实现量产。在研究机构与装置生产企业的推动下,我国ORC低温余热发电技术得到推广应用,成功进入商业化运营阶段,ORC低温余热发电市场规模持续扩大。现阶段,我国ORC低温余热发电行业已经取得了长足进步,但整体研发实力与技术工艺依然较弱,在部分关键零部件领域仍存在技术短板,未来发展仍需不断突破。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。哈尔滨余热发电汽轮机
ORC低温余热发电系统特点:(1)在缺水地区,优先使用空气冷却的冷凝器。ORC电厂使用的空冷冷凝器要比水蒸气电厂使用的空冷冷凝器的体积小得多,价格也低得多。(2)与水蒸气相比,由于有机工质的声速低,在低叶片速度时,能获得有利的空气动力配合,在50Hz时能产生较高的汽轮机效率,不需要装齿轮箱。(3)有机工质冷凝压力高,整个系统在接近和稍高于大气压力的情况下工作,使得有机工质的漏失现象大为降低。(4)有机工质凝固点很低(低于-73℃),这就允许它在较低温度下仍能释放出能量。这样做,在寒冷天气可增加出力,冷凝器也不需要增加防冻设施。河北低温余热发电技术ORC是以低沸点有机物为工质的朗肯循环,主要由蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵四部分组成。
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较高,R245fa与R600次之,采用R123的系统投资成本相对较低,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。ORC余热发电技术其所具有的独特优势以及广阔的市场应用前景。
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。余热发电不只节能,还有利于环境保护。余热发电的重要设备是余热锅炉。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源,生产蒸汽用于发电。由于工质温度不高,故锅炉体积大,耗用金属多。用于发电的余热主要有:高温烟气余热,化学反应余热,废气、废液余热,低温余热(低于200℃)等。此外,还有用多余压差发电的;例如,高炉煤气在炉顶压力较高,可先经膨胀汽轮发电机继发电后再送煤气用户使用。ORC低温发电机组全自动化运行,一键起停,无人值守。河南水泥厂低温余热发电
ORC余热发电可实现远程控制,无人值守,需要极少的运行、维修人员,运行成本很低。哈尔滨余热发电汽轮机
ORC低温余热发电系统优势:1、结构简单,体积小。可采用螺杆膨胀机替代汽轮机,其结构相对传统汽轮机简单得多,额定功率小,其适用作为低焓能源动力利用的动力机,因此对有机工质蒸汽做功更适用。鉴于目前螺杆膨胀机还未普及,那么即使使用汽轮机,因有机工质蒸汽比容、焓降小,故所需汽轮机的尺寸(特别是汽轮机末级叶片的高度减小)、排气管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直径均较小。2、空冷冷却的信价比优势。在缺水地区,优先使用空气冷却的冷凝器。ORC电厂使用的空冷冷凝器要比汽轮机电厂使用的空冷冷凝器的体积小得多,价格也低得多。哈尔滨余热发电汽轮机
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