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  • 低温余热(废热)发电

     低温余热(废热)发电技术

    我国工业用能中近6065%的能源转化为余热资源。目前余热利用最多的国家是美国,它的利用率达60%,欧洲的利用率50%,我国只有30%。就余热利用现状来看,我国还有很大的利用空间。余热利用有多种途径和多种方法,其中余热发电是国内应用最广泛的余热利用形式之一。

    一、国内余热发电现状

    随着国内水泥、钢铁、陶瓷等高耗能产业发展迅速,高、中温余热发电技术及装备也得到了快速发展,已经形成了比较完备的产业。但低温余热(废热)发电则刚刚起步。

    二、低温余热(废热)

    低温余热(废热)是指通过常规蒸汽轮发电机组难以有效利用的余热资源,比如:低压饱和蒸汽、汽水混合物、250以下温度的烟气、热水等。

    三、技术简介

    低温余热(废热)发电技术与传统的以水(蒸汽)为循环工质的发电技术最显著的区别是,采用有机工质(如R123、异丁烷等)作为循环工质。由于有机工质在较低的温度下就能气化产生较高的压力,推动涡轮机做功,故该低温余热发电技术可以利用低温余热(废热)资源(如:200左右烟气、85左右热水)实现有利用价值的发电。

    四、主要优势

    ²  能相对高效的利用低温余热(废热)。

    ²  构成简单,没有除氧、除盐、排污及疏放水设施,不需设置真空维持系统。

    ²  透平尺寸小,易于小型化设计制造,占用空间小、易于安装。

    ²  设备可扩展,可以在一个单独的热源上连接多台设备。

    ²  可以远程控制、远程监控或非现场维护,管理维护费用低。

    五、适用热源及要求

    该技术适用于各类酸性成分含量少的低温烟气、废气、低温热水及低品位蒸汽等低温废热热源。基本要求如下:

    ²  烟气(废气):各类酸性成分含量少;t≥200 Q≥50000Nm3/h

    ²  热水:PH>6t≥85 Q≥100t/h

    ²  低品位蒸汽:Q ≥1t/h六、基本原理

    如上图所示,有机工质在蒸发器()内吸收热水的热量,变成高压有机工质蒸汽;高压有机工质蒸汽经过涡轮()推动涡轮叶轮高速旋转,从而推动发电机工作发电;从涡轮机排出的低压工质蒸气进入冷凝器()向冷却水放热后温度降低,冷凝成液体;液体工质经过工质泵()被泵入蒸发器吸收热水的热量进入下一个工作循环。 

    七、主要设备

    ²  换热器或余热锅炉(废气热源使用)

    ²  集成发电机组(含蒸发器、冷凝器、工质泵、汽轮机、发电机等)

    ²  冷却塔

    ²  循环水泵

    八、选用设备的优势

    ²  热回收效率比其他同类设备高,热回收率为10-20%

    ²  设备造价比其他同类设备低。

    九、应用实例

    ²  宝钢(蒸汽冷凝水)

        台塑台化(放空蒸汽)

     



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