ORC低温余热发电系统热力性能分析:由于受到蒸发器窄点温差的约束,各工质对应系统的蒸发温度随着排烟温度的升高而增大。在相同排烟温度条件下,采用R600a、R236ea的系统蒸发温度高于其他工质,R245fa、R600对应系统的蒸发温度相对较高,R123与湿工质R161、R152a对应系统的蒸发温度相对较低且较为接近。工质流量随排烟温度的升高而减小,这是因为当蒸发器入口热源温度不变时,根据热平衡方程,系统总吸热量随着排烟温度的升高而减小,满足此时热负荷所需的工质流量下降。在相同排烟温度下,工质间的物性差异导致各工质对应系统的工质流量存在差异,所有系统中烷烃类干工质R600a、R600与湿工质的流量明显小于其他干工质,变化幅度也相对较小,R236ea对应系统的流量较大且随排烟温度的变化幅度较大。ORC低温余热发电可以普遍应用于石油化工、钢铁、电力、地热等工业余热以及可再生能源领域。郑州水泥厂余热发电
采用ORC余热发电技术的具有适应性灵活的优点,当余热工质的条件恶劣,不适合做有机工质的直接换热时,可采用水循环做中间换热循环。由于某项目的烟气含尘量高达500~1000mg/Nm3,工艺环节位于脱硫前,SO2含量高达1000~3000mg/Nm3,因此烟气换热器腐蚀和磨损较为严重,且换热器允许布置空间较小。为了运行安全可靠,选择换热设备尺寸较小的水冷却双循环ORC发电系统,换热设备材质采用双相钢2205,循环水温度选择80度~110度区间,保证双相钢在酸露下的耐腐蚀寿命。采用烟气-水换热器,以热水为介質,提取烟气中余热,再供ORC系统发电。昆明低温余热发电效率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。
国内外ORC低温余热发电系统的发展趋势:1、工质选择更加合理、环保。工质选择是ORC低温余热发电系统的关键环节之一,针对不同的应用场合和应用类型,需要选择合适的工质,今后,随着技术不断发展和完善,ORC低温余热发电系统的工质选择将更加合理、环保。2、更高的经济性和稳定性。ORC低温余热发电系统在回收低温余热方面具有比较明显的比较优势,但是,一直没有得到大规模的推广和应用,主要原因在于其经济性和投资回收期比较长,一次投资比较大,加上运营维护费用,用户对于该投资存在很多顾虑,因此,厂商需要进一步提高经济性和稳定性,对用户进行相关宣传和教育,使行业发展真正进入爆发期。
ORC余热发电系统结构本身的优势:系统本身使用导热油作为中间换热工质,因为导热油在300的条件下仍不汽化而保持常压,此时的水蒸气饱和压力已高达8.5MPa。300以下,用导热油代替传统的热载体水蒸气,就能以低压管道系统代替高压管道系统,降低投资。此外导热油还具有传热均匀,热稳定性好以及优良的导热特性。导热油对普通的碳钢设备和管道基本上无腐蚀作用,不需要采用类似蒸汽系统的给水脱盐、除氧等复杂的处理过程,因此具有系统简单输送方便等优点。因此用导热油作为工质的机组传热效率高。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。ORC低温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。昆明低温余热发电效率
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。郑州水泥厂余热发电
国家在大型环保及资源综合利用设备、余能回收利用领域突破重大关键节能技术、重点节能低碳技术推广、节能与能效提升技术创新、工业余能深度回收利用及提高工业余能回收利用效率、提升节能技术装备供给水平、有序推进地热发电等方面逐步重视,不断出台政策予以支持。ORC低温余热发电技术国际上已成熟应用于可再生能源如地热发电、太阳能光热发电和生物质发电等,以及各种工业余热回收发电应用中。目前除可再生能源领域,ORC低温余热发电技术还普遍用于石化、钢铁、水泥、建材、玻璃、陶瓷、化肥、化工等高能耗行业的余热回收发电。郑州水泥厂余热发电