ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)勢:1、結(jié)構(gòu)簡單,體積小??刹捎寐輻U膨脹機替代汽輪機,其結(jié)構(gòu)相對傳統(tǒng)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(zhì)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(zhì)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?。?、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(yōu)勢。在缺水地區(qū),優(yōu)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。ORC有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電在傳統(tǒng)朗肯循環(huán)中采用有機工質(zhì)代替水產(chǎn)生蒸汽,推動膨脹機做功。江西水泥廠余熱發(fā)電機組
ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)熱力性能分析:由于受到蒸發(fā)器窄點溫差的約束,各工質(zhì)對應(yīng)系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度隨著排煙溫度的升高而增大。在相同排煙溫度條件下,采用R600a、R236ea的系統(tǒng)蒸發(fā)溫度高于其他工質(zhì),R245fa、R600對應(yīng)系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度相對較高,R123與濕工質(zhì)R161、R152a對應(yīng)系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度相對較低且較為接近。工質(zhì)流量隨排煙溫度的升高而減小,這是因為當(dāng)蒸發(fā)器入口熱源溫度不變時,根據(jù)熱平衡方程,系統(tǒng)總吸熱量隨著排煙溫度的升高而減小,滿足此時熱負荷所需的工質(zhì)流量下降。在相同排煙溫度下,工質(zhì)間的物性差異導(dǎo)致各工質(zhì)對應(yīng)系統(tǒng)的工質(zhì)流量存在差異,所有系統(tǒng)中烷烴類干工質(zhì)R600a、R600與濕工質(zhì)的流量明顯小于其他干工質(zhì),變化幅度也相對較小,R236ea對應(yīng)系統(tǒng)的流量較大且隨排煙溫度的變化幅度較大。浙江高溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電低溫余熱發(fā)電中多采用有機工質(zhì)作為循環(huán)工質(zhì)。
低溫余熱ORC發(fā)電機組特點:1.模塊化設(shè)計,裝置撬塊式一體設(shè)備,移動和運輸、安裝簡便;模塊化整體平臺設(shè)計,體積小,安裝簡單,現(xiàn)場只需接上熱水和冷卻即可。2.采用全封閉高效透平膨脹機,可靠的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)合理的高效傳質(zhì)設(shè)備,機組能量轉(zhuǎn)換效率高;環(huán)保工質(zhì)R245fa.透平發(fā)電機一體機內(nèi)工質(zhì)全封閉循環(huán)無泄漏,真正實現(xiàn)零排放;且全封閉系統(tǒng)與外界不接觸,機組內(nèi)部及葉片無腐蝕;3.采用磁懸浮軸承控制技術(shù),系統(tǒng)無潤滑油,不需要外置油分及冷卻系統(tǒng);運動部件不與其他部件接觸,無磨損,增加了可靠性同時力很大程度減少了維護工作,機組使用壽命長。
采用ORC余熱發(fā)電技術(shù)的具有適應(yīng)性靈活的優(yōu)點,當(dāng)余熱工質(zhì)的條件惡劣,不適合做有機工質(zhì)的直接換熱時,可采用水循環(huán)做中間換熱循環(huán)。由于某項目的煙氣含塵量高達500~1000mg/Nm3,工藝環(huán)節(jié)位于脫硫前,SO2含量高達1000~3000mg/Nm3,因此煙氣換熱器腐蝕和磨損較為嚴重,且換熱器允許布置空間較小。為了運行安全可靠,選擇換熱設(shè)備尺寸較小的水冷卻雙循環(huán)ORC發(fā)電系統(tǒng),換熱設(shè)備材質(zhì)采用雙相鋼2205,循環(huán)水溫度選擇80度~110度區(qū)間,保證雙相鋼在酸露下的耐腐蝕壽命。采用煙氣-水換熱器,以熱水為介質(zhì),提取煙氣中余熱,再供ORC系統(tǒng)發(fā)電。工業(yè)余熱發(fā)電通常工況不穩(wěn)定,要根據(jù)各個熱源進行個性化的設(shè)計,不容易實現(xiàn)標準化、批量化生產(chǎn)。
余熱發(fā)電是利用生產(chǎn)過程中多余的熱能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。余熱發(fā)電不只節(jié)能,還有利于環(huán)境保護。余熱發(fā)電的重要設(shè)備是余熱鍋爐。它利用廢氣、廢液等工質(zhì)中的熱或可燃質(zhì)作熱源,生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電。由于工質(zhì)溫度不高,故鍋爐體積大,耗用金屬多。用于發(fā)電的余熱主要有:高溫?zé)煔庥酂?,化學(xué)反應(yīng)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(fā)電的;例如,高爐煤氣在爐頂壓力較高,可先經(jīng)膨脹汽輪發(fā)電機繼發(fā)電后再送煤氣用戶使用。ORC低溫余熱發(fā)電機組采用環(huán)保工質(zhì)R245fa,透平和發(fā)電機一體化設(shè)計,無泄漏。內(nèi)蒙古余熱發(fā)電機
ORC低溫發(fā)電機組擁有先進的設(shè)備自冷系統(tǒng),無需外置油分及冷卻系統(tǒng)。江西水泥廠余熱發(fā)電機組
余熱資源的主要來源為:①煙氣的余熱;②高溫產(chǎn)品和爐渣的余熱;③冷卻介質(zhì)的余熱;④可燃廢氣、廢液和廢料的余熱;⑤廢汽、廢水余熱;⑥化學(xué)反應(yīng)余熱。比較典型的低品位余熱資源有:①鍋爐(加熱爐)等排放的煙氣,一般在140~180℃;②高爐渣、煉鋼渣的沖渣水,溫度在60~90℃;③循環(huán)冷卻水,大部分在30~50℃;油田采出水,在30~60℃。低品位余熱資源的利用難點在于:①大部分低品位余熱資源含有腐蝕性的物質(zhì),對設(shè)備長期安全運行構(gòu)成不小的影響;②有的低品位余熱資源具有間歇性的特點,難于連續(xù)運行;③由于品味較低,難以在現(xiàn)場附近尋找到合適的供熱(冷)負荷;④用于發(fā)電,效率較低,技術(shù)還有待成熟,經(jīng)濟效益偏低江西水泥廠余熱發(fā)電機組