隨著余熱發(fā)電的技術(shù)日益成熟,國家對能源的重視,對節(jié)能減排的扶持,越來越多的可利用余熱的企業(yè)都意識到了余熱發(fā)電所帶來的效益。對發(fā)展余熱發(fā)電項(xiàng)目持積極態(tài)度。但限于項(xiàng)目投資資金大,技術(shù)復(fù)雜,致使很多企業(yè)想上項(xiàng)目可之后因?yàn)橘Y金技術(shù)的原因沒有上成?,F(xiàn)如今國內(nèi)涌現(xiàn)出不少專業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司采用ORC來投資余熱發(fā)電,即由節(jié)能公司投資資金和采購所需設(shè)備,技術(shù)來為企業(yè)建設(shè)余熱發(fā)電項(xiàng)目,項(xiàng)目產(chǎn)生效益后在效益里回收投資的模式。這種模式既解決了企業(yè)資金不足技術(shù)不足的缺點(diǎn),也使的平時廢棄的煙氣,尾氣,余熱得到合理的利用。同時也使得節(jié)能公司的資金得到合理的運(yùn)轉(zhuǎn),這種雙贏模式的合作在余熱發(fā)電項(xiàng)目上越來越受到歡迎。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)。西藏玻璃廠余熱發(fā)電
ORC有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電:ORC有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán),即在傳統(tǒng)朗肯循環(huán)中采用有機(jī)工質(zhì)代替水產(chǎn)生蒸汽,推動膨脹機(jī)做功。低壓液態(tài)有機(jī)工質(zhì)具有更低的冷凝溫度,如正丁烷、異丁烷、R245fa、R142b等,在較低溫度下即可產(chǎn)生較高壓力的蒸汽。余熱溫度在80~250℃,余熱形態(tài)包括煙氣、蒸汽和熱水等。液態(tài)有機(jī)工質(zhì)經(jīng)有機(jī)工質(zhì)泵增壓后進(jìn)入蒸發(fā)器吸收熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏赫魵猓桓邷馗邏旱挠袡C(jī)工質(zhì)蒸氣再推動渦輪機(jī)做功,產(chǎn)生電能輸出,有機(jī)工質(zhì)蒸汽同時減壓;渦輪機(jī)出口的低壓蒸氣進(jìn)入冷凝器,向低溫?zé)嵩捶艧岵⒗淠秊橐簯B(tài),完成一次循環(huán)。蒸發(fā)器可采用低溫余熱直接蒸發(fā),或采用由其生成的中間熱水(約150℃)進(jìn)行有機(jī)工質(zhì)的蒸發(fā)。天津余熱發(fā)電ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)為鋼鐵、化工、水泥等行業(yè)的低溫余熱資源回收提供了有效的技術(shù)手段和設(shè)備。
ORC低溫發(fā)電機(jī)組典型應(yīng)用:熱水余熱(化工行業(yè))?;ゎ愑脩繇?xiàng)目某區(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(jìn)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(jìn)行處理。將110℃蒸汽冷凝液中低品位余熱,通過ORC發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)換成高品位的電能。化工類如氯堿、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(diǎn)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(fèi)。ORC應(yīng)用:按95℃的熱水考慮,單臺發(fā)電機(jī)組所需水流量≈160T/h。單臺機(jī)組裝機(jī)發(fā)電量280kW。
2015年左右,國內(nèi)又出現(xiàn)了另兩種ORC系統(tǒng),均來自國外企業(yè)。一種是采用渦輪膨脹機(jī)配普通大容量低速發(fā)電機(jī)的ORC發(fā)電系統(tǒng),另一種是采用渦輪膨脹機(jī)配高速磁浮發(fā)電機(jī)的小容量ORC發(fā)電系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)當(dāng)時被認(rèn)為各有千秋,但現(xiàn)實(shí)情況是,前一種系統(tǒng)看似成本低,但由于采用的是項(xiàng)目定制的生產(chǎn)模式,設(shè)計成本高且產(chǎn)品性能不穩(wěn)定,無法真正運(yùn)行。而后者因價格高,投資回收期長,且也存在設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定的問題,也沒能真正打開市場。近幾年,國內(nèi)迎來了研發(fā)ORC發(fā)電系統(tǒng)的高潮期。ORC低溫余熱發(fā)電大部分利用的是溫度小于150℃的熱源。
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的根本區(qū)別在于采用有機(jī)工質(zhì),所以工質(zhì)特性將主導(dǎo)整個發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及效率。國內(nèi)外都對有機(jī)工質(zhì)對于ORC系統(tǒng)的影響有研究,相比而言國內(nèi)只是起步階段。對于如何更好地利用低于300、甚至更低溫度的余熱,據(jù)各類研究表明:在低溫情況下,有機(jī)朗肯循環(huán)的效率明顯比水作為工質(zhì)的朗肯循環(huán)效率高得多,其主要原因是ORC在顯熱回收方面有較高的效率,由于循環(huán)中顯熱/潛熱不相等,而ORC技術(shù)中此比例大,因此采用ORC技術(shù)可回收較多的熱量。ORC低溫余熱發(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。西安余熱發(fā)電設(shè)備
ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量一直是電力企業(yè)設(shè)備管理人員關(guān)注的重點(diǎn)。西藏玻璃廠余熱發(fā)電
低溫余熱ORC發(fā)電機(jī)組,主要特點(diǎn)詳細(xì)描述如下:1.機(jī)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(yùn)行),熱源波動變化時設(shè)備可以自行調(diào)節(jié)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài);2.機(jī)組電力自動并網(wǎng),得益于PLC自動控制,發(fā)電機(jī)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(fù)載;3.設(shè)備實(shí)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(jī)組能確保長期穩(wěn)定運(yùn)行,安全可靠。擁有泄壓系統(tǒng)、超溫報警系統(tǒng)及先進(jìn)的自控系統(tǒng);設(shè)備自帶壓力溫度報警及故障分析功能。西藏玻璃廠余熱發(fā)電