ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質(zhì)泵四個主要設備構(gòu)成,ORC余熱發(fā)電技術(shù)普遍適用于工廠余熱、太陽能、生物質(zhì)能、地熱能等能源的回收利用,其所具有的獨特優(yōu)勢以及廣闊的市場應用前景,ORC余熱發(fā)電技術(shù)己經(jīng)成為節(jié)能研究領域的熱點課題之一。同時,ORC發(fā)電技術(shù)由于其工藝流程簡單,除了簡單的孤網(wǎng)系統(tǒng)研究,研究者將其與其余工藝過程進行藕合,通過與ORC進行聯(lián)合發(fā)電,不但能夠回收和利用低品位余熱,還能充分利用原工藝流程中的中間高溫流體,減少工藝流程中的冷換設備,實現(xiàn)不錯的能源回收效率,從而降低處理成本,達到節(jié)能的目的。ORC低溫余熱發(fā)電大部分利用的是溫度小于150℃的熱源。水泥廠余熱發(fā)電機組哪家正規(guī)
ORC低溫余熱發(fā)電技術(shù)應用形式包括:工藝熱媒水余熱回收發(fā)電、工藝物料余熱回收發(fā)電、工藝乏汽或放散廢蒸余熱回收發(fā)電、工業(yè)窯爐煙氣余熱回收發(fā)電等。采用低溫余熱發(fā)電機組,積極推動采用清潔能源,加快減排進程,減少全球碳排放量,盡快實現(xiàn)碳達峰和碳中和的目標,實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。1.鋼鐵冶金:放散蒸汽、煙氣余熱耗能、設備余熱(空壓機等)。2.石化:鍋爐排煙氣、乏汽等。3.造紙:烘缸、蒸鍋廢氣等。4.化工:加熱爐、蒸汽鍋爐排煙氣等、化工加熱廢熱(合成氨、干餾等)、煤化工的MTO裝置。化工余熱發(fā)電生產(chǎn)廠ORC低溫余熱發(fā)電可以普遍應用于石油化工、鋼鐵、電力、地熱等工業(yè)余熱以及可再生能源領域。
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢:可采用螺桿膨脹機替代汽輪機,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、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。與水蒸氣相比,由于有機工質(zhì)的聲速低,在低葉片速度時,能獲得有利的空氣動力配合,在50Hz時能產(chǎn)生較高的汽輪機效率,不需要裝齒輪箱。由于轉(zhuǎn)速低,因此噪聲也小。
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。
采用ORC余熱發(fā)電技術(shù)的具有適應性靈活的優(yōu)點,當余熱工質(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,選擇換熱設備尺寸較小的水冷卻雙循環(huán)ORC發(fā)電系統(tǒng),換熱設備材質(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。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?;び酂岚l(fā)電生產(chǎn)廠
ORC余熱發(fā)電使用干流體時,余熱鍋爐中不必設置過熱段,工質(zhì)蒸汽直接以飽和氣體進透平膨脹做功。水泥廠余熱發(fā)電機組哪家正規(guī)
ORC低溫余熱發(fā)電機組采用有機朗肯循環(huán)(ORC)原理,以低沸點有機物為工質(zhì)的朗肯循環(huán),主要由余熱鍋爐、透平、冷凝器和工質(zhì)泵四大部套組成,工質(zhì)在換熱器中從余熱流中吸收熱量,生成具-定壓力和溫度的蒸汽,蒸汽進入透平機械膨脹做功,從而帶動發(fā)電機或拖動其它動力機械。從透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷卻水放熱,凝結(jié)成液態(tài),之后借助工質(zhì)泵重新回到換熱器,如此不斷地循環(huán)下去。ORC低溫余熱發(fā)電機組工作原理如下所示:1.進入到低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的熱源,可以為蒸汽,高壓熱水和工業(yè)及發(fā)電機廢氣等;2.冷媒經(jīng)泵加壓后,流經(jīng)蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱由低溫高壓液體變?yōu)楦邷馗邏簹怏w;3.高溫高壓氣體經(jīng)透平機膨脹做功,驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電后,變?yōu)橹袦氐蛪旱臍怏w;4.冷凝器將中溫低壓氣體冷卻為低溫低壓的冷凝液體,經(jīng)冷媒泵加壓后,流向蒸發(fā)器。水泥廠余熱發(fā)電機組哪家正規(guī)