ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)特點:(1)對較低溫度熱源的利用有更高的效率。(2)戊烷比水蒸氣密度大,比容小,因此所需汽輪機的尺寸(特別是減小汽輪機末級葉片的高度)、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。(3)與水蒸氣不同,戊烷在膨脹作功過程中,從高壓到低壓始終保持干燥狀態(tài),這就消除了形成濕氣以及當高速小水滴沖擊汽輪機時,產(chǎn)生腐蝕損壞的可能性。所以,ORC能比水蒸氣汽輪機更有效地適應部分負荷運行及大的功率變動,不需要裝過熱器。ORC低溫發(fā)電機組操作簡單,負荷波動能力強,可在40%~110%范圍內穩(wěn)定運行。銀川高爐余熱發(fā)電
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,R245fa、R600對應系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度相對較高,R123與濕工質R161、R152a對應系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度相對較低且較為接近。工質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流量下降。在相同排煙溫度下,工質間的物性差異導致各工質對應系統(tǒng)的工質流量存在差異,所有系統(tǒng)中烷烴類干工質R600a、R600與濕工質的流量明顯小于其他干工質,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。磚廠余熱發(fā)電制作報價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。
采用ORC余熱發(fā)電技術的具有適應性靈活的優(yōu)點,當余熱工質的條件惡劣,不適合做有機工質的直接換熱時,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,提取煙氣中余熱,再供ORC系統(tǒng)發(fā)電。
ORC低溫發(fā)電機組典型應用:一、熱水余熱(化肥行業(yè))?;蕪S尿素一吸塔換熱后溫度為102~105℃,作為ORC機組來說是質優(yōu)余熱資源,應用于低溫有機朗肯循環(huán)發(fā)電利用經(jīng)濟效應非常明顯,一般投資回報周期3年左右。二、LNG壓縮排氣余熱(尾氣排放)。某液化天然氣廠生產(chǎn)工藝中,天然氣經(jīng)過大型壓縮機加壓后,溫度升高,再通過冷卻系統(tǒng)進行降溫。該部分廢熱排放至環(huán)境浪費大,且冷卻塔每年還因此產(chǎn)生大量的漂水損失。通過分析計算可采用ORC發(fā)電技術將余熱回收利用。大型壓縮機余熱發(fā)電在節(jié)能的同時,也更大限度地減小了對原系統(tǒng)工藝的影響。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。
ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)組成:(1)蒸發(fā)器。蒸發(fā)器在循環(huán)系統(tǒng)中的作用是能量傳遞,是整個有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)熱量傳遞的較關鍵設備,它的傳熱效率直接影響到整個系統(tǒng)的發(fā)電效率。因此在有機朗肯循環(huán)運行過程中,蒸發(fā)器造成的不可逆性損失是所有部件中占比較大的部件。(2)膨脹機。膨脹機的作用是壓縮經(jīng)過蒸發(fā)器蒸發(fā)的高溫高壓氣體,使熱能轉變?yōu)闄C械能從而膨脹帶動發(fā)電機做功。因此,膨脹機同樣是ORC系統(tǒng)中關鍵部件之一,較為直接的影響著整個系統(tǒng)的效率。膨脹機分為速度型和容積型兩種。(3)冷凝器。與蒸發(fā)器的工作原理剛好相反,主要是將從膨脹機排出的氣體冷凝為過冷液體,內部結構包括過熱區(qū)、兩相區(qū)和過冷區(qū)。冷凝器和蒸發(fā)器同樣是有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的關鍵換熱部件。(4)工質泵。工質泵的作用是使有機工質在細長的管道內流動的同時達到一個設置的流速從而來提高自身的壓力。工質泵很容易被氣體或是液體腐蝕從而導致了系統(tǒng)效率降低。ORC余熱發(fā)電效率高,系統(tǒng)構成簡單,不需要設置除氧、除鹽、排污及疏放水設施。石家莊磁懸浮余熱發(fā)電
ORC低溫發(fā)電機組整體采用撬裝集裝廂式,長×寬×高=7.5m×2.5m×2.8m。銀川高爐余熱發(fā)電
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質泵四個主要設備構成,ORC余熱發(fā)電技術普遍適用于工廠余熱、太陽能、生物質能、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。銀川高爐余熱發(fā)電