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更新時間：2023-03-11 13:50:42瀏覽次數(shù)：1808次
聯(lián)系我時，請告知來自 環(huán)保在線低溫余熱發(fā)電（ORC）技術(shù)一、低溫余熱發(fā)電概述目前世界各國都非常重視能源的有效利用，一些發(fā)達(dá)國家能源利用率都在50%以上，美國的能源利用率已超過60%，而我國只有30%左右
低溫余熱發(fā)電（ORC）技術(shù)
一、低溫余熱發(fā)電概述
目前世界各國都非常重視能源的有效利用，一些發(fā)達(dá)國家能源利用率都在50%以上，美國的能源利用率已超過60%，而我國只有30%左右。我國能源利用率低的一個重要原因就是低溫余熱能源沒有得到充分利用。低溫?zé)嵩捶褐笢囟刃∮?50℃但大于80℃的熱源，包括工業(yè)過程廢熱、太陽能、海洋溫差、地?zé)岬?。在工業(yè)領(lǐng)域中，一般低溫余熱指的是200℃以下的工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的余熱氣、冷凝水、熱水; 150℃以下的氣體以及鍋爐、工業(yè)加熱爐的排煙氣等熱量。由于這部分余熱其品位較低，回收系統(tǒng)初期投資大，回收期長，因此，在相當(dāng)長的一段時間里低溫余熱資源都沒有引起足夠的重視。
低溫余熱發(fā)電是通過回收鋼鐵、水泥、石化等行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的中低溫廢煙氣、蒸汽、熱水等所含的低品位熱量來發(fā)電，是一項變廢為寶的高效節(jié)能技術(shù)。該技術(shù)利用余熱而不直接消耗能源，不僅不對環(huán)境產(chǎn)生任何破壞和污染，反而有助于降低和減少余熱直接排向空中所引起的對環(huán)境的污染。由于低溫余熱發(fā)電大部分利用的是溫度小于150℃的熱源，此時傳統(tǒng)的以水(蒸汽)為循環(huán)工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)由于產(chǎn)生的蒸汽壓力低，導(dǎo)致發(fā)電效率較低，無法產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益 。在低溫余熱發(fā)電中多采用有機(jī)工質(zhì)（如R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷等 ）作為循環(huán)工質(zhì)。由于有機(jī)工質(zhì)在較低的溫度下就能氣化產(chǎn)生較高的壓力，推動渦輪機(jī)（透平機(jī)）做功，故有機(jī)工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)可以在煙氣溫度200℃左右，水溫在80℃左右實(shí)現(xiàn)有利用價值的發(fā)電。
二、 ORC發(fā)電原理及流程
有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle，簡稱ORC)是以低沸點(diǎn)有機(jī)物為工質(zhì)的朗肯循環(huán)，主要由余熱鍋爐(或換熱器)、透平、冷凝器和工質(zhì)泵四大部套組成。有機(jī)工質(zhì)在換熱器中從余熱流中吸收熱量，生成具一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽進(jìn)入透平機(jī)械膨脹做功，從而帶動發(fā)電機(jī)或拖動其它動力機(jī)械。從透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷卻水放熱，凝結(jié)成液態(tài)，最后借助工質(zhì)泵重新回到換熱器，如此不斷地循環(huán)下去。
整個ORC發(fā)電系統(tǒng)包括四部分：熱源回路(紅色管路)、有機(jī)工質(zhì)回路(綠色管路)、冷卻水回路(藍(lán)色管路)、電網(wǎng)(黃色部分)。ORC發(fā)電系統(tǒng)組成如圖2-1所示。
（1)熱源(余熱資源)在圖示紅色管道內(nèi)流動，進(jìn)入機(jī)組的蒸發(fā)器，將熱量傳遞給機(jī)組內(nèi)的工質(zhì)，熱源水溫度江都并離開蒸發(fā)器，送入后續(xù)工藝；
（2)工質(zhì)在圖示綠色管道內(nèi)往復(fù)循環(huán)流動。液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器，吸收熱源的熱量，成為飽和或過熱蒸汽，進(jìn)入渦輪透平機(jī)，熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時帶動發(fā)電機(jī)向外輸出電力。過熱蒸汽工質(zhì)隨后進(jìn)入冷凝器，被冷卻水冷卻成為液體，進(jìn)入工質(zhì)泵。工質(zhì)泵驅(qū)動工質(zhì)周而復(fù)始流動。
（3)冷卻水在圖示藍(lán)色管道內(nèi)流動。冷卻水在水泵驅(qū)動下，進(jìn)入機(jī)組的冷凝器，對工質(zhì)流體進(jìn)行冷卻。冷卻水溫度升高并離開冷凝器，送入冷卻塔將熱量散至大氣環(huán)境。
（4) 發(fā)電機(jī)發(fā)出電能，并入電網(wǎng)使用。
其工作示意圖如下所示：
三、ORC發(fā)電機(jī)組設(shè)備配置
低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)主要包含以下主要設(shè)備。
ORC發(fā)電系統(tǒng)主要工藝設(shè)備表
序號 | 名稱 | 型號 | 材質(zhì) |
1 | ORC發(fā)電機(jī)組 | ||
1.1 | 蒸發(fā)器 | 管殼式 | 304 |
1.2 | 冷凝器 | 管殼式 | 組合件 |
1.3 | 工質(zhì)泵 | 立式離心 | 組合件 |
1.4 | 透平-發(fā)電機(jī) | 向心透平 | |
2 | 控制系統(tǒng) | ||
3 | 其他 | ||
3.1 | 凝結(jié)水罐 | ||
3.2 | 凝結(jié)水泵 | ||
4 | 冷卻塔系統(tǒng) |
四、ORC發(fā)電機(jī)組特點(diǎn)
（1）設(shè)備裝置撬塊式設(shè)計，運(yùn)輸、安裝簡便；
（2）操作簡單，負(fù)荷波動能力強(qiáng)，可在40%~110%范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行；
（3）采用高效、結(jié)構(gòu)合理的傳質(zhì)設(shè)備和可靠的材質(zhì)；
（4）可采用PLC對裝置進(jìn)行自動控制，關(guān)鍵參數(shù)由PLC自動調(diào)控；發(fā)電機(jī)可以自動追蹤電網(wǎng)參數(shù)，并自動并網(wǎng)；
（5）發(fā)電裝置智能監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)，可提供穩(wěn)定的電能，對電網(wǎng)無沖擊；
（6）安全可靠，擁有泄壓系統(tǒng)、超溫報警系統(tǒng)及的自控系統(tǒng)；
（7）采用環(huán)保工質(zhì)R245fa，透平和發(fā)電機(jī)一體化設(shè)計，無泄漏；
（8）機(jī)組擁有的設(shè)備自冷系統(tǒng)，無需外置油分及冷卻系統(tǒng)。
低溫余熱發(fā)電（ORC）技術(shù)
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