我國ORC低溫余熱發(fā)電技術研究起步較晚,早期主要引進以色列技術。2014年以來,我國ORC低溫余熱發(fā)電技術自主研發(fā)速度加快,研究成果不斷涌現(xiàn),擁有自主知識產(chǎn)權的大功率發(fā)電裝置問世,并逐步實現(xiàn)量產(chǎn)。在研究機構(gòu)與裝置生產(chǎn)企業(yè)的推動下,我國ORC低溫余熱發(fā)電技術得到推廣應用,成功進入商業(yè)化運營階段,ORC低溫余熱發(fā)電市場規(guī)模持續(xù)擴大。現(xiàn)階段,我國ORC低溫余熱發(fā)電行業(yè)已經(jīng)取得了長足進步,但整體研發(fā)實力與技術工藝依然較弱,在部分關鍵零部件領域仍存在技術短板,未來發(fā)展仍需不斷突破。低溫余熱發(fā)電是通過回收鋼鐵、水泥、石化等生產(chǎn)過程中排放的中低溫廢煙氣、蒸汽等所含的低品位熱量來發(fā)電。太原水泥純低溫余熱發(fā)電
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),能適應熱源溫度、壓力和流量的變化(能在30%-110%設計工況下穩(wěn)定運行),熱源波動變化時設備可以自行調(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.設備實現(xiàn)全自動化,無人值守;設備操作方便,一鍵式啟動和停止;系統(tǒng)啟停迅速,無需預熱,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);設備自帶壓力溫度報警及故障分析功能。余熱發(fā)電汽輪機ORC低溫余熱發(fā)電機組機組遵循“聯(lián)網(wǎng)不上網(wǎng)”原則,所發(fā)出來的電就近輸送到低壓開關柜供別的機組用所。
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信息可知,隨著排煙溫度的升高,系統(tǒng)設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)投資成本始終要高,R245fa與R600次之,采用R123的系統(tǒng)投資成本相對較低一些,濕工質(zhì)R161、R152a對應系統(tǒng)的投資成本始終較為接近且明顯低于干工質(zhì)對應系統(tǒng)。結(jié)合LEC隨排煙溫度的相關信息可知,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)對應系統(tǒng)均存在對應的排煙溫度工況使得LEC達到較小值。
上海能環(huán)實業(yè)有限公司小白接受,ORC余熱發(fā)電技術始于20世紀50年代,適用于80度~300度熱源的低品位余熱發(fā)電領域。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)電機組智能監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài),可提供穩(wěn)定的電能,對電網(wǎng)無沖擊。
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對應系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度相對較高,R123與濕工質(zhì)R161、R152a對應系統(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)間的物性差異導致各工質(zhì)對應系統(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),變化幅度也相對要小些,R236ea對應系統(tǒng)的流量較大且隨排煙溫度的變化幅度較大。ORC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。浙江高爐余熱發(fā)電
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。太原水泥純低溫余熱發(fā)電
國家在大型環(huán)保及資源綜合利用設備、余能回收利用領域突破重大關鍵節(jié)能技術、重點節(jié)能低碳技術推廣、節(jié)能與能效提升技術創(chuàng)新、工業(yè)余能深度回收利用及提高工業(yè)余能回收利用效率、提升節(jié)能技術裝備供給水平、有序推進地熱發(fā)電等方面逐步重視,不斷出臺政策予以支持。ORC低溫余熱發(fā)電技術國際上已成熟應用于可再生能源如地熱發(fā)電、太陽能光熱發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電等,以及各種工業(yè)余熱回收發(fā)電應用中。目前除可再生能源領域,ORC低溫余熱發(fā)電技術還普遍用于石化、鋼鐵、水泥、建材、玻璃、陶瓷、化肥、化工等高能耗行業(yè)的余熱回收發(fā)電。太原水泥純低溫余熱發(fā)電