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(空压机等)。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低温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。重庆钢铁企业余热发电
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。例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。重庆钢铁企业余热发电ORC低温余热发电机组整体采用撬装集装厢式,长×宽×高=7.5m×2.5m×2.8m。
ORC余热发电具有如下优点:(1)效率高,系统构成简单,不需要设置除氧、除盐、排污及疏放水设施;凝结器里一般处于略高于环境大气压力的正压,不需设置真空维持系统。(2)透平进排气压力高,所需通流面积较小,透平尺寸小。(3)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。(4)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。(5)单机容量可从几千瓦到数千千瓦。(6)系统部件、设备可实现标准模块化生产,能缩短安装周期,降低其制造成本。适用于温度高于70℃以上的低温余热源。
目前,多能互补综合能源系统中侧重于供能侧多种供能端的接入,形成了热电冷多联供的格局,极大的提高了能源供应的安全性。但在电耗的工业园区内,因为存在工业用户自身用电量大、波动性大等原因,导致整个系统中存在一定的电力缺口、电力供需不平衡等问题。一种多能互补的ORC低温余热发电系统,包括ORC发电子系统,还包括余热利用子系统,ORC发电子系统连接余热利用子系统,余热利用子系统包括并联连接的槽式聚光余热利用单元、溴化锂排烟余热利用单元和锅炉排烟余热利用单元,ORC发电子系统的工质泵输出端通过分流装置连接至余热利用子系统中的各个余热利用单元的输入端,各余热利用单元的输出端连接集热管,集热管连通至ORC发电子系统中的膨胀机。ORC是以低沸点有机物为工质的朗肯循环。
ORC余热发电系统结构本身的优势:可采用螺杆膨胀机替代汽轮机,其结构相对传统汽轮机简单得多,额定功率小,其适用作为低焓能源动力利用的动力机,因此对有机工质蒸汽做功更适用。鉴于目前螺杆膨胀机还未普及,那么即使使用汽轮机,因有机工质蒸汽比容、焓降小,故所需汽轮机的尺寸(特别是汽轮机末级叶片的高度减小)、排气管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直径均较小。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。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。水泥厂低温余热发电供应费用
ORC低温余热发电机组装机功率230kW,额定功率210kW,净发电功率170~180 kW。重庆钢铁企业余热发电
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,因此采用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。重庆钢铁企业余热发电