ORC低温余热发电技术,其低温热源是工业过程废热、太阳能、海洋温差、地热等清洁能源,技术突破点在于研究更低的热源温度以驱动透平做功发电,以适应更多的工况条件。尽管发电效率低于传统火电,但由于使用的是清洁能源及工业过程中被废弃的低品质余热,因此在国际能源市场发展迅速。ORC行业的未来市场不在工业余热,而是在新能源领域。1.工业余热的合同能源管理电价不容易统一费用,但是新能源可以根据国家政策进行效益核算,比如光热发电上网电价就是1.2元/度。2.工业余热发电通常工况不稳定,要根据各个热源进行个性化的设计,不容易实现标准化、批量化生产。3.但是,中国目前ORC的市场仍然是以工业余热,新能源领域是未来时。ORC是以低沸点有机物为工质的朗肯循环,主要由蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵四部分组成。玻璃行业余热发电售价
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。内蒙古高温余热发电ORC低温余热发电利用余热而不直接消耗能源,不对环境产生任何破坏和污染。
ORC低温余热发电设备特点:(1)设备装置撬块式设计,运输、安装简便。(2)操作简单,负荷波动能力强,可在40%~110%范围内稳定运行。(3)采用高效、结构合理的传质设备和可靠的材质。(4)可采用PLC对装置进行自动控制,关键参数由PLC自动调控。发电机可以自动追踪电网参数,并自动并网。(5)发电装置智能监测电网状态,可提供稳定的电能,对电网无冲击。(6)安全可靠,拥有泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统。(7)采用环保工质R245fa,透平和发电机一体化设计,无泄漏。(8)机组拥有先进的设备自冷系统,无需外置油分及冷却系统。
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。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。如果用来发电,可采用两种方式:1)将烟气换热成压力0.36MPa(a)、温度140度或者更低参数的饱和蒸汽,选用低品位热能汽轮机或者螺杆膨胀机进行发电;2)将烟气换热成热水,通过热水-制冷剂换热连接ORC发电系统直接发电。ORC低温余热发电机组智能监测电网状态,可提供稳定的电能,对电网无冲击。
我国ORC低温余热发电技术研究起步较晚,早期主要引进以色列技术。2014年以来,我国ORC低温余热发电技术自主研发速度加快,研究成果不断涌现,拥有自主知识产权的大功率发电装置问世,并逐步实现量产。在研究机构与装置生产企业的推动下,我国ORC低温余热发电技术得到推广应用,成功进入商业化运营阶段,ORC低温余热发电市场规模持续扩大。现阶段,我国ORC低温余热发电行业已经取得了长足进步,但整体研发实力与技术工艺依然较弱,在部分关键零部件领域仍存在技术短板,未来发展仍需不断突破。ORC低温余热发电系统的本身是使用导热油作为中间换热工质。北京玻璃余热发电
ORC余热发电透平进排气压力高,所需通流面积较小,透平尺寸小。玻璃行业余热发电售价
ORC低温余热发电机组采用有机朗肯循环(ORC)原理,以低沸点有机物为工质的朗肯循环,主要由余热锅炉(或换热器)、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成,工质在换热器中从余热流中吸收热量,生成具-定压力和温度的蒸汽,蒸汽进入透平机械膨胀做功,从而带动发电机或拖动其它动力机械。从透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷却水放热,凝结成液态,之后借助工质泵重新回到换热器,如此不断地循环下去。其工作原理如下所示:1.进入到低温余热发电系统的热源,可以为蒸汽,高压热水和工业及发电机废气等;2.冷媒经泵加压后,流经蒸发器,在蒸发器内吸热由低温高压液体变为高温高压气体;3.高温高压气体经透平机膨胀做功,驱动发电机发电后,变为中温低压的气体;4.冷凝器将中温低压气体冷却为低温低压的冷凝液体,经冷媒泵加压后,流向蒸发器。玻璃行业余热发电售价