余熱的回收利用途徑很多。一般說來,綜合利用余熱更好。其次是直接利用;第三是間接利用(產(chǎn)生蒸汽用來發(fā)電)。如鋼鐵工業(yè):鋼鐵廠中的焦?fàn)t。目前我國大中型鋼鐵企業(yè)具有各種不同規(guī)格的大小焦?fàn)t50多座。根據(jù)調(diào)查,各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%,可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。煉鋼廠中的轉(zhuǎn)爐煙氣發(fā)電,發(fā)電系統(tǒng),可配置發(fā)電量為3000Kw的電站80座。煉鋼廠中的電熔爐,現(xiàn)如今全國有20多座,其中65噸級可發(fā)電量在5000Kw/座以上。ORC余熱發(fā)電適用于溫度高于70℃以上的低溫余熱源。昆明水泥廠余熱發(fā)電
ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟性分析:由于工質(zhì)物性不同,各工質(zhì)對應(yīng)系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力具有明顯差異,濕工質(zhì)的蒸發(fā)壓力相對較高,其中R161的蒸發(fā)壓力明顯高于其他工質(zhì),R123對應(yīng)系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力較低。結(jié)合投資成本隨排煙溫度的相關(guān)信息可知,隨著排煙溫度的升高,系統(tǒng)設(shè)備成本先增加后減小。在該熱源條件下,采用R600a與R236ea的系統(tǒng)投資成本始終較高,R245fa與R600次之,采用R123的系統(tǒng)投資成本相對較低,濕工質(zhì)R161、R152a對應(yīng)系統(tǒng)的投資成本始終較為接近且明顯低于干工質(zhì)對應(yīng)系統(tǒng)。結(jié)合LEC隨排煙溫度的相關(guān)信息可知,隨著排煙溫度的升高,各系統(tǒng)的LEC逐漸下降,降幅趨于平緩,且各工質(zhì)對應(yīng)系統(tǒng)均存在對應(yīng)的排煙溫度工況使得LEC達到較小值。鋼鐵廠余熱發(fā)電批發(fā)ORC低溫余熱發(fā)電機組安全可靠,擁有泄壓系統(tǒng)、超溫報警系統(tǒng)及先進的自控系統(tǒng)。
ORC低溫發(fā)電機組典型應(yīng)用:熱水余熱(化工行業(yè))?;ゎ愑脩繇椖磕硡^(qū)1.0MPa及以上蒸汽冷凝液經(jīng)閃蒸后,與0.5MPa蒸汽冷凝液混合;進入緩沖罐與回流冷液混合為132℃、0.2MPaG,正常流量為436t/h,經(jīng)泵加壓至0.7MPaG壓力后送。132℃冷凝液部分送往余熱制冷裝置制備-20℃的冷凍液,降溫后的約110℃蒸汽冷凝液以及剩余的132℃蒸汽冷凝液,均送往余熱發(fā)電裝置回收余熱發(fā)電,降至約80℃送至空冷器,降至45℃送至脫鹽水站進行處理。將110℃蒸汽冷凝液中低品位余熱,通過ORC發(fā)電機組轉(zhuǎn)換成高品位的電能?;ゎ惾缏葔A、化肥等企業(yè)余熱資源非常普遍。如在氯堿企業(yè)生產(chǎn)過程中,較大的熱源點是氯化氫的合成及氯乙烯合成,反應(yīng)熱全部采用循環(huán)水降溫吸收,產(chǎn)生溫度為95℃以上的熱水。傳統(tǒng)上吸收完熱量后的熱水采用涼水塔降溫或空氣降溫保持熱量平衡,因此造成了熱能的浪費。
上海能環(huán)實業(yè)有限公司小白接受,ORC余熱發(fā)電技術(shù)始于20世紀(jì)50年代,適用于80度~300度熱源的低品位余熱發(fā)電領(lǐng)域。ORC是以低沸點有機物為工質(zhì)的朗肯循環(huán),主要由蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質(zhì)泵四部分組成。有機工質(zhì)在換熱器中從余熱流中吸收熱量后汽化,生成具一定壓力和溫度的蒸汽,蒸汽進入膨脹機膨脹做功,帶動發(fā)電機發(fā)電或拖動其它動力機械做功。從膨脹機排出的低蒸汽在冷凝器中向冷卻水放熱,凝結(jié)成液態(tài),之后借助工質(zhì)泵重新回到蒸發(fā)器,構(gòu)成整個系統(tǒng)循環(huán)。ORC低溫余熱發(fā)電凝結(jié)器里一般處于略高于環(huán)境大氣壓力的正壓,不需設(shè)置真空維持系統(tǒng)。
低溫余熱ORC發(fā)電機組,主要特點詳細描述如下:1.機組變工況自動調(diào)節(jié),能適應(yīng)熱源溫度、壓力和流量的變化(能在30%-110%設(shè)計工況下穩(wěn)定運行),熱源波動變化時設(shè)備可以自行調(diào)節(jié)到穩(wěn)定運行狀態(tài);2.機組電力自動并網(wǎng),得益于PLC自動控制,發(fā)電機可以自動追蹤電網(wǎng)參數(shù)并同步;發(fā)電裝置智能監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài),穩(wěn)定變載發(fā)電,對網(wǎng)無沖擊;發(fā)出的電既可以并入電網(wǎng)也可以直接帶負載;3.設(shè)備實現(xiàn)全自動化,無人值守;設(shè)備操作方便,一鍵式啟動和停止;系統(tǒng)啟停迅速,無需預(yù)熱,盤車等操作,啟停時間均小于10分鐘。4.發(fā)電機組能確保長期穩(wěn)定運行,安全可靠。擁有泄壓系統(tǒng)、超溫報警系統(tǒng)及先進的自控系統(tǒng);設(shè)備自帶壓力溫度報警及故障分析功能。ORC低溫余熱發(fā)電可實現(xiàn)遠程控制,無人值守,需要極少的運行、維修人員,運行成本很低。青海水泥余熱發(fā)電設(shè)備
ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的單機容量可從幾千瓦到數(shù)千千瓦。昆明水泥廠余熱發(fā)電
ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)正常工作時,余熱介質(zhì)首先通過蒸發(fā)器將有機工質(zhì)加熱成高溫高壓的飽和蒸汽或過熱蒸汽,然后高壓的蒸汽進入膨脹機膨脹并且驅(qū)動膨脹機做功帶動發(fā)電機發(fā)電,膨脹后的蒸汽進入冷凝器冷卻降溫至液態(tài),之后工質(zhì)泵將液態(tài)有機工質(zhì)送回蒸發(fā)器進行再次加熱。ORC采用各工質(zhì)系統(tǒng)的熱耗率均隨排煙溫度的升高而減小,這是因為隨著排煙溫度的升高,系統(tǒng)蒸發(fā)溫度逐漸增大,當(dāng)冷凝溫度不變時系統(tǒng)平均吸熱溫度增加,熱效率提高,熱耗率下降。由于熱耗率可看作是熱效率倒數(shù)的函數(shù),可發(fā)現(xiàn)采用各工質(zhì)系統(tǒng)的熱耗率排序與凈功率的排序相反。昆明水泥廠余熱發(fā)電