2015年左右,国内又出现了另两种ORC系统,均来自国外企业。一种是采用涡轮膨胀机配普通大容量低速发电机的ORC发电系统,另一种是采用涡轮膨胀机配高速磁浮发电机的小容量ORC发电系统。这两种系统当时被认为各有千秋,但现实情况是,前一种系统看似成本低,但由于采用的是项目定制的生产模式,设计成本高且产品性能不稳定,无法真正运行。而后者因价格高,投资回收期长,且也存在设备运行不稳定的问题,也没能真正打开市场。近几年,国内迎来了研发ORC发电系统的高潮期。ORC余热发电可实现远程控制,无人值守,需要极少的运行、维修人员,运行成本很低。上海水泥厂低温余热发电
ORC低温余热发电系统经济性分析:由于工质物性不同,各工质对应系统的蒸发压力具有明显差异,湿工质的蒸发压力相对较高,其中R161的蒸发压力明显高于其他工质,R123对应系统的蒸发压力较低。结合投资成本随排烟温度的相关信息可知,随着排烟温度的升高,系统设备成本先增加后减小。在该热源条件下,采用R600a与R236ea的系统投资成本始终较高,R245fa与R600次之,采用R123的系统投资成本相对较低,湿工质R161、R152a对应系统的投资成本始终较为接近且明显低于干工质对应系统。结合LEC随排烟温度的相关信息可知,随着排烟温度的升高,各系统的LEC逐渐下降,降幅趋于平缓,且各工质对应系统均存在对应的排烟温度工况使得LEC达到较小值。上海高温余热发电ORC低温余热发电机组安全可靠,拥有泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统。
ORC余热发电可利用的低品位能主要有以下几种形式:(1)工业余热。回收工业余热可减少工业能耗和温室气体的排放。可利用大多数工业过程或电厂排放的烟气,温度一般不高于400。(2)地热。地热发电利用地热蒸汽或者热水作为热源,我国目前已经勘测发现的地热田均属热水型热储。所利用的地热水大多在饱和状态附近,温度一般不超过200。(3)太阳能。太阳能能量密度低,热源温度不高,需采用基于集热技术的ORC余热热电系统,经过集热装置后,温度可以达到300℃。如用平板集热器收集低于100的太阳热水作驱动热源,用ORC透平等构成低温太阳能热力发电系统,可作为分布式能源。
ORC低温发电机组典型应用:蒸汽余热(化工行业)。橡胶制品企业余热类型:如轮胎硫化过程中所需蒸汽温度则高达160℃左右,无腐蚀性,其它橡胶制品的硫化温度根据制品性能要求有所差异,一般都在130℃左右。硫化机在工作过程中有大量蒸汽泄漏损失现象,且泄露量可观,回收后的蒸汽仍具有0.1MPa的压力,因此本工艺环节的废热回收利用价值更高些。传统做法这些废蒸汽都未经回收,起硫化车间温度很高。按130℃的蒸汽考虑,单台发电机组所需蒸汽流量≈4T/h。单台机组发电280kW。ORC低温余热发电不但节能,还有利于环境保护。
国家在大型环保及资源综合利用设备、余能回收利用领域突破重大关键节能技术、重点节能低碳技术推广、节能与能效提升技术创新、工业余能深度回收利用及提高工业余能回收利用效率、提升节能技术装备供给水平、有序推进地热发电等方面逐步重视,不断出台政策予以支持。ORC低温余热发电技术国际上已成熟应用于可再生能源如地热发电、太阳能光热发电和生物质发电等,以及各种工业余热回收发电应用中。目前除可再生能源领域,ORC低温余热发电技术还普遍用于石化、钢铁、水泥、建材、玻璃、化肥、化工等高能耗行业的余热回收发电。ORC余热发电技术始于20世纪50年代,适用于80度~300度热源的低品位余热发电领域。上海节能余热发电
ORC低温余热发电是利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。上海水泥厂低温余热发电
高温烟气余热发电:适用于工厂中产生的高温烟气,如水泥厂的回转窑和冶金厂的加热炉。化学反应余热发电:适用于硫酸厂等化工厂在生产过程中的反应热,如硫铁矿焙烧炉和硫酸生产过程中的炉气温度。废气、废液余热发电:适用于炭黑厂尾气和造纸厂纸浆生产过程中的废液处理设施,它们可以通过燃烧尾气或喷射炉的方式产生蒸汽用于发电。低温余热发电:适用于余热源温度低于200℃的情况,通常需要使用低沸点的动力工质,如正丁烷或氟里昂。多余压差发电:适用于某些生产过程使用的蒸汽压力高于外部供应蒸汽的压力的情况,此时可以先让蒸汽经过汽轮发电机组发电,然后用于原生产过程。上海水泥厂低温余热发电
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