低温余热发电利用的技术路线:1.低温余热利用简介。低温余热是指热源温低于250度,而常规汽轮机发电需要的蒸汽参数较低为1.27Mpa,温度为340度,即使补汽凝汽式机组的补汽,参数也在0.25MPa,温度200度。余热用于发电的应用需要将热源换热成热水或者蒸汽,考虑换热器的换热效率、换热面积等因素,换热器较低要保证20度左右的端差,而温度140度蒸汽对应的饱和压力0.36Mpa(a),已不适用于常规汽轮发电机组,上海余热发电机。因此,当余热热源温度在低于160度的热源就很难利用。2.低温余热发电利用方式。烧结厂全厂的热平衡,已没有能与之匹配简洁有效的直接利用方式,只能用来发电,上海余热发电机。,上海余热发电机。ORC低温余热发电机组冷凝器采用在线自动除垢与强化传热装置,终生免清洗。上海余热发电机
ORC低温余热发电系统正常工作时,余热介质首先通过蒸发器将有机工质加热成高温高压的饱和蒸汽或过热蒸汽,然后高压的蒸汽进入膨胀机膨胀并且驱动膨胀机做功带动发电机发电,膨胀后的蒸汽进入冷凝器冷却降温至液态,之后工质泵将液态有机工质送回蒸发器进行再次加热。ORC余热发电采用各工质系统的热耗率均随排烟温度的升高而减小,这是因为随着排烟温度的升高,系统蒸发温度逐渐增大,当冷凝温度不变时系统平均吸热温度增加,热效率提高,热耗率下降。由于热耗率可看作是热效率倒数的函数,可发现采用各工质系统的热耗率排序与净功率的排序相反。上海纯低温余热发电ORC低温发电机组整体采用撬装集装厢式,长×宽×高=7.5m×2.5m×2.8m。
ORC低温余热发电系统优势:1、适用低温的范围广。对于如何更好地利用低于300℃、甚至更低温度的余热,据各类研究表明:在低温情况下,有机朗肯循环的效率明显比水作为工质的朗肯循环效率高得多,其主要原因是ORC在显热回收方面有较高的效率,由于循环中显热/潜热不相等,而ORC技术中此比例大,因此采用ORC技术可回收较多的热量。2、噪声小。与水蒸气相比,由于有机工质的声速低,在低叶片速度时,能获得有利的空气动力配合,在50Hz时能产生较高的汽轮机效率,不需要装齿轮箱。由于转速低,因此噪声也小。
ORC低温余热发电系统特点:(1)对较低温度热源的利用有更高的效率。(2)戊烷比水蒸气密度大,比容小,因此所需汽轮机的尺寸(特别是减小汽轮机末级叶片的高度)、排气管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直径均较小。(3)与水蒸气不同,戊烷在膨胀作功过程中,从高压到低压始终保持干燥状态,这就解决了形成湿气以及当高速小水滴冲击汽轮机时,产生腐蚀损坏的可能性。所以,ORC能比水蒸气汽轮机更有效地适应部分负荷运行及大的功率变动,不需要装过热器。ORC低温余热发电系统很大程度的拓宽了可以回收发电的余热资源的利用范围。
ORC发电机组是整个发电系统的关键,ORC发电机组主要有以下特点:(1)装置撬块式一体设备,移动和运输、安装简便;模块化整体平台设计,体积小,安装简单,现场只需接上热水和冷却水即可;(2)采用高效径向透平膨胀机,可靠的材质和结构合理的高效传质设备,机组能量转换效率高;透平-发电一体化,拥有先进的设备自冷系统,无需外置油分及冷却系统;环保工质R245fa、R134a,透平-发电机一体机内工质全封闭循环无泄漏,真正实现零排放;且全封闭系统与外界不接触,机组内部及叶片无腐蚀。ORC余热发电系统部件、设备可实现标准模块化生产,能缩短安装周期,降低其制造成本。上海余热发电设计
越来越多的可利用余热的企业都意识到了余热发电所带来的效益。上海余热发电机
ORC低温发电机组典型应用:一、热水余热(化肥行业)。化肥厂尿素一吸塔换热后温度为102~105℃,作为ORC机组来说是质优余热资源,应用于低温有机朗肯循环发电利用经济效应非常明显,一般投资回报周期3年左右。二、LNG压缩排气余热(尾气排放)。某液化天然气厂生产工艺中,天然气经过大型压缩机加压后,温度升高,再通过冷却系统进行降温。该部分废热排放至环境浪费大,且冷却塔每年还因此产生大量的漂水损失。通过分析计算可采用ORC发电技术将余热回收利用。大型压缩机余热发电在节能的同时,也更大限度地减小了对原系统工艺的影响。上海余热发电机
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