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更新時(shí)間：2023-03-11 13:50:42瀏覽次數(shù)：1852次
聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來(lái)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(guó)都非常重視能源的有效利用，一些發(fā)達(dá)國(guó)家能源利用率都在50%以上，美國(guó)的能源利用率已超過(guò)60%，而我國(guó)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(guó)都非常重視能源的有效利用，一些發(fā)達(dá)國(guó)家能源利用率都在50%以上，美國(guó)的能源利用率已超過(guò)60%，而我國(guó)只有30%左右。我國(guó)能源利用率低的一個(gè)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(guò)程廢熱、太陽(yáng)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(guò)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(zhǎng)，因此，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)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(guò)回收鋼鐵、水泥、石化等行業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(lái)發(fā)電，是一項(xiàng)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(duì)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(duì)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(shí)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(wú)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(dòng)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(jià)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(jiǎn)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(dòng)發(fā)電機(jī)或拖動(dòng)其它動(dòng)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(gè)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(dòng)，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(dòng)。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(guò)熱蒸汽，進(jìn)入渦輪透平機(jī)，熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)向外輸出電力。過(guò)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(dòng)工質(zhì)周而復(fù)始流動(dòng)。
（3)冷卻水在圖示藍(lán)色管道內(nèi)流動(dòng)。冷卻水在水泵驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)入機(jī)組的冷凝器，對(duì)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(hào) | 名稱 | 型號(hào) | 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(jì)，運(yùn)輸、安裝簡(jiǎn)便；
（2）操作簡(jiǎn)單，負(fù)荷波動(dòng)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(duì)裝置進(jìn)行自動(dòng)控制，關(guān)鍵參數(shù)由PLC自動(dòng)調(diào)控；發(fā)電機(jī)可以自動(dòng)追蹤電網(wǎng)參數(shù)，并自動(dòng)并網(wǎng)；
（5）發(fā)電裝置智能監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)，可提供穩(wěn)定的電能，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊；
（6）安全可靠，擁有泄壓系統(tǒng)、超溫報(bào)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(jì)，無(wú)泄漏；
（8）機(jī)組擁有的設(shè)備自冷系統(tǒng)，無(wú)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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