ORC低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)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(jī)組,積極推動(dòng)采用清潔能源,加快減排進(jìn)程,,減少全球碳排放量,盡快實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo),,實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,。1.鋼鐵冶金:放散蒸汽、煙氣余熱耗能,、設(shè)備余熱(空壓機(jī)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,。ORC低溫余熱發(fā)電機(jī)組冷凝器采用在線自動(dòng)除垢與強(qiáng)化傳熱裝置,,終生免清洗。拉薩陶瓷廠余熱發(fā)電
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器,、膨脹機(jī),、冷凝器和工質(zhì)泵四個(gè)主要設(shè)備構(gòu)成,ORC余熱發(fā)電技術(shù)普遍適用于工廠余熱,、太陽(yáng)能,、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿饶茉吹幕厥绽?,其所具有的?dú)特優(yōu)勢(shì)以及廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景,,ORC余熱發(fā)電技術(shù)己經(jīng)成為節(jié)能研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題之一。同時(shí),,ORC發(fā)電技術(shù)由于其工藝流程簡(jiǎn)單,,除了簡(jiǎn)單的孤網(wǎng)系統(tǒng)研究,研究者將其與其余工藝過程進(jìn)行藕合,,通過與ORC進(jìn)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(shè)備,,實(shí)現(xiàn)不錯(cuò)的能源回收效率,從而降低處理成本,,達(dá)到節(jié)能的目的,。天津水泥廠余熱發(fā)電ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)很大程度的拓寬了可以回收發(fā)電的余熱資源的利用范圍。
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(gè)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)熱量傳遞的較關(guān)鍵設(shè)備,它的傳熱效率直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電效率,。因此在有機(jī)朗肯循環(huán)運(yùn)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(jī),。膨脹機(jī)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(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能從而膨脹帶動(dòng)發(fā)電機(jī)做功。因此,,膨脹機(jī)同樣是ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)鍵部件之一,,較為直接的影響著整個(gè)系統(tǒng)的效率,。膨脹機(jī)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(jī)排出的氣體冷凝為過冷液體,內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的關(guān)鍵換熱部件。(4)工質(zhì)泵,。工質(zhì)泵的作用是使有機(jī)工質(zhì)在細(xì)長(zhǎng)的管道內(nèi)流動(dòng)的同時(shí)達(dá)到一個(gè)設(shè)置的流速?gòu)亩鴣硖岣咦陨淼膲毫?。工質(zhì)泵很容易被氣體或是液體腐蝕從而導(dǎo)致了系統(tǒng)效率降低。
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(dòng)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?;高溫高壓的有機(jī)工質(zhì)蒸氣再推動(dòng)渦輪機(jī)做功,產(chǎn)生電能輸出,,有機(jī)工質(zhì)蒸汽同時(shí)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),。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),。
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(dòng)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(jì)工況下穩(wěn)定運(yùn)行),熱源波動(dòng)變化時(shí)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(dòng)并網(wǎng),,得益于PLC自動(dòng)控制,,發(fā)電機(jī)可以自動(dòng)追蹤電網(wǎng)參數(shù)并同步;發(fā)電裝置智能監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài),,穩(wěn)定變載發(fā)電,,對(duì)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(dòng)化,,無人值守;設(shè)備操作方便,,一鍵式啟動(dòng)和停止,;系統(tǒng)啟停迅速,無需預(yù)熱,,盤車等操作,,啟停時(shí)間均小于10分鐘。4.發(fā)電機(jī)組能確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,,安全可靠,。擁有泄壓系統(tǒng)、超溫報(bào)警系統(tǒng)及先進(jìn)的自控系統(tǒng),;設(shè)備自帶壓力溫度報(bào)警及故障分析功能,。ORC低溫發(fā)電機(jī)組機(jī)組遵循“聯(lián)網(wǎng)不上網(wǎng)”原則,所發(fā)出來的電就近輸送到低壓開關(guān)柜供別的機(jī)組用所,。拉薩陶瓷廠余熱發(fā)電
ORC低溫余熱發(fā)電效率高,,系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單,不需要設(shè)置除氧,、除鹽,、排污及疏放水設(shè)施。拉薩陶瓷廠余熱發(fā)電
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢(shì):可采用螺桿膨脹機(jī)替代汽輪機(jī),,其結(jié)構(gòu)相對(duì)傳統(tǒng)汽輪機(jī)簡(jiǎn)單得多,,額定功率小,其適用作為低焓能源動(dòng)力利用的動(dòng)力機(jī),,因此對(duì)有機(jī)工質(zhì)蒸汽做功更適用,。鑒于目前螺桿膨脹機(jī)還未普及,那么即使使用汽輪機(jī),,因有機(jī)工質(zhì)蒸汽比容,、焓降小,故所需汽輪機(jī)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(jī)工質(zhì)的聲速低,在低葉片速度時(shí),,能獲得有利的空氣動(dòng)力配合,,在50Hz時(shí)能產(chǎn)生較高的汽輪機(jī)效率,不需要裝齒輪箱,。由于轉(zhuǎn)速低,,因此噪聲也小。拉薩陶瓷廠余熱發(fā)電
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