从2010起中国能源消耗量就已经超越美国,到2020年中国能源消耗总量已经达到49.8亿吨标准煤,同比上升2.26%。随着我国经济的继续发展,以及人民对于物质生活的追求,未来能源消耗总量将继续提升。虽然我国能源结构不断调整,能源利用效率不断提升,但是不可再生资源的利用仍然在能源占据主要地位,因此合理利用余热资源成为如今解决能源短缺问题的重要措施。根据行业调查,各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%-67%,可回收率达60%,可回收利用的余热资源约为燃料消耗总量10%-40%。根据全国能源消费总量与可回收余热资源占比进行测算,2020年我国可回收余热总资源平均值约13亿吨标准煤。低温余热发电有助于降低和减少余热直接排向空中所引起的对环境的污染。福建水泥厂低温余热发电
ORC余热发电系统与传统低温余热发电系统的根本区别在于采用有机工质,所以工质特性将主导整个发电系统的结构及效率。国内外都对有机工质对于ORC系统的影响有研究,相比而言国内只是起步阶段。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。长沙高温烟气余热发电低温余热发电是通过回收钢铁、水泥、石化等生产过程中排放的中低温废烟气、蒸汽等所含的低品位热量来发电。
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。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低温发电机组典型应用:蒸汽余热(化工行业)。橡胶制品企业余热类型:如轮胎硫化过程中所需蒸汽温度则高达160℃左右,无腐蚀性,其它橡胶制品的硫化温度根据制品性能要求有所差异,一般都在130℃左右。硫化机在工作过程中有大量蒸汽泄漏损失现象,且泄露量可观,回收后的蒸汽仍具有0.1MPa的压力,因此本工艺环节的废热回收利用价值更高些。传统做法这些废蒸汽都未经回收,起硫化车间温度很高。按130℃的蒸汽考虑,单台发电机组所需蒸汽流量≈4T/h。单台机组发电280kW。ORC低温余热发电机组安全可靠,拥有泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统。
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,由于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低温发电机组装置撬块式设计,运输、安装简便。西安烟气余热发电
ORC低温余热发电机组整体机组质保2年,磁浮发电机本体寿命20年。福建水泥厂低温余热发电
ORC低温发电机组典型应用:烟气利用(建材/钢铁行业)。为了对企业陶瓷窑等烟气加以利用,考虑采用ORC低温发电机组回收该部分余热进行发电,创造收益,节能减排。如陶瓷窑应用ORC发电来说,烟气换热成热水的温度越高,单位热水发电量越大,ORC发电效率也越高。但换热热水越高烟气换热器成本也会随之上涨,所以综合烟气温度、机组效率、换热器成本等诸多因素考虑,利用烟气换热器将热水加热至138℃进入ORC余热发电机组进行发电。近年来,低温烟气余热的有效回收利用引起了人们的普遍关注。有机朗肯循环(ORC)系统因具有结构简单、效率高、环境友好等优点而逐渐推广应用。福建水泥厂低温余热发电