余热的回收利用途径很多。一般说来,综合利用余热更好;其次是直接利用;第三是间接利用(产生蒸汽用来发电)。如钢铁工业:钢铁厂中的焦炉。目前我国大中型钢铁企业具有各种不同规格的大小焦炉50多座。根据调查,各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%,可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。炼钢厂中的转炉烟气发电,发电系统,可配置发电量为3000Kw的电站80座。炼钢厂中的电熔炉,现如今全国有20多座,其中65吨级可发电量在5000Kw/座以上。ORC低温余热发电使用干流体时,余热锅炉中不必设置过热段,工质蒸汽直接以饱和气体进透平膨胀做功。南昌工业余热发电
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,所以采用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。南昌工业余热发电ORC余热发电使用干流体时,余热锅炉中不必设置过热段,工质蒸汽直接以饱和气体进透平膨胀做功。
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。LNG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。
ORC低温余热发电技术应用形式包括:工艺热媒水余热回收发电、工艺物料余热回收发电、工艺乏汽或放散废蒸余热回收发电、工业窑炉烟气余热回收发电等。采用低温余热发电机组,积极推动采用清洁能源,加快减排进程,减少全球碳排放量,尽快实现碳达峰和碳中和的目标,实现社会的可持续发展。1.钢铁冶金:放散蒸汽、烟气余热耗能、设备余热。2.石化:锅炉排烟气、乏汽等。3.造纸:烘缸、蒸锅废气等。4.化工:加热炉、蒸汽锅炉排烟气等、化工加热废热(合成氨、干馏等)、煤化工的MTO装置。ORC余热发电系统主要由蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵四个主要设备构成。
ORC有机朗肯循环余热发电:ORC有机工质朗肯循环,即在传统朗肯循环中采用有机工质代替水产生蒸汽,推动膨胀机做功。低压液态有机工质具有更低的冷凝温度,如正丁烷、异丁烷、R245fa、R142b等,在较低温度下即可产生较高压力的蒸汽。余热温度在80~250℃,余热形态包括烟气、蒸汽和热水等。液态有机工质经有机工质泵增压后进入蒸发器吸收热量转变为高温高压蒸气;高温高压的有机工质蒸气再推动涡轮机做功,产生电能输出,有机工质蒸汽同时减压;涡轮机出口的低压蒸气进入冷凝器,向低温热源放热并冷凝为液态,完成一次循环。蒸发器可采用低温余热直接蒸发,或采用由其生成的中间热水进行有机工质的蒸发。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。南昌工业余热发电
ORC低温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。南昌工业余热发电
ORC低温发电机组典型应用:一、烟气余热(钢铁行业)。烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10~12%,而其排放的余热约占总能耗热能的49%。在烧结矿生产过程中,特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250~380廉的低温烟气,其热能量大约为烧结矿热耗量的30%左右。可以充分利用环冷机二段和三段的余热,实现节能增效。二、内燃机余热。利用现有内燃机的缸套水及高温烟气余热,制取热水或蒸汽,供给余热发电机组使用,1台1.5MW内燃机余热可以装机1台125kW机组。南昌工业余热发电