033-70、有机朗肯循环低温余热发电系统

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所属分类:环保项目

033-70、有机朗肯循环低温余热发电系统

成果的背景及主要用途:

我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下,我国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3%、美国的28.6%。我国工业用能中近60-65%的能源转化为余热资源,其中温度低于350℃以下的低温余热约占余热总量的60%,提高用能效率的有效方式之一,便是对这部分余热资源进行有效的回收利用。本项技术是采用有机工质朗肯循环推动膨胀动力机的低温余热发电的技术系统,适用于冶金、建材、化工等有大量低温余热的产业领域,还可以作为可再生能源的发电系统,推广到可再生能源产业领域。

技术原理与工艺流程简介:

本系统的创新点在于将低沸点有机工质用于热力循环中的热交换过程,有效实现低温余热换热;还在于利用膨胀动力机将有机工质产生的高压蒸汽转化为发电机驱动力,从而实现低温余热资源发电,膨胀动力机还可以拖动风机,水泵等设备。本系统突破了现有低温循环发电系统对于余热温度的最低要求,可用温度最低降至80℃(低于80℃系统经济性会降低),实现了低温余热资源的最大化利用。本系统主要包括蒸发器、冷凝器、工质泵、有机工质余热锅炉、膨胀动力机和发电机等设备。在核心设备的选用方面,膨胀动力机可选择螺杆膨胀机、涡轮机等设备。其中,螺杆膨胀机投资少、运行费用低、寿命长、安全可靠、易于维修,并且具有操作简单、不暖机、不盘车、不发生喘振、对介质品质要求不高、可无人值守全自动工作的特点,尤其适宜结合低沸点有机工质应用于低于350 ℃的低温、低压余热回收利用;而采用涡轮机占地小,效率高,造价低,特别适用于余热量较大的场合,常被国外同类系统所选用。低温有机工质可选择R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等工作介质,对于不同类型、不同温度的热源应当选取不同的工质,并且工质的优选也会影响到系统的运行效率。

技术水平及专利与获奖情况:该成果总体上达到国际先进水平。

应用前景分析及效益预测:

目前余热利用技术受到各方面重视,我国余热资源多,用户需求量大,应用前景广阔。采用低沸点有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热,通过产生高压蒸汽推动螺杆膨胀机、汽轮机或其他膨胀动力机带动发电机发电,把大量废弃的余热转变为电力,节约了企业的电能消耗,提高了能源利用率,收到可观经济效益与环境效益。

应用领域:

本项技术特别适用于冶金、建材、化工等具有大量低温余热的产业领域,还可以作为可再生能源的发电系统,应用于再生能源产业领域。

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