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餘熱發電

在鋼鐵、石油化工、建材、水泥、製糖、玻璃等行業中,生產廠家具有大量低品位餘熱,包括低品位煙氣、蒸汽和熱水等,這些熱量品位低、數量大、分布較散,基本不能為生產再利用。各行業專家及有關科研機構為了有效回收可資利用的餘熱資源,進一步就餘熱回收發電領域進行積極的探索、研究,開發出了ORC發電技術,進一步提高企業能源的利用率,為各種類型企業節能環保開辟了一條新路。

餘熱發電

  餘熱回收利用介紹

  一、餘熱利用現狀及國家節能政策

  當前我國能源利用仍存在利用效率低、經濟效益差、生態環境壓力大的主要問題,節能減排、降低能耗、提高能源綜合利用率作為發展戰略規劃的重要內容,是解決我國能源問題的重要途徑。

  目前我國能源利用率僅為33%左右,比發達國家低10%,至少50%的工業耗能以各種形式的餘熱被直接廢棄,因此,工業餘熱回收利用又被稱為一種“新能源”,節能潛力巨大,已成為我國節能減排工作的一項重要內容。

  國家國家發改委在“十三五”規劃中要求:主動控製碳排放,加強高能耗行業能耗管控,有效控製電力、鋼鐵、建材、化工等重點行業碳排放,支持優化開發區域率先實現碳排放峰值目標,實施近零碳排放區示範工程。

  隻有政府、企業、社會、群體的共同努力,全麵落實國家節能減排的目標和措施,才能實現上述目標。

  二、餘熱回收應用領域

  在鋼鐵、石油化工、建材、水泥、製糖、玻璃等行業中,生產廠家具有大量低品位餘熱,包括低品位煙氣、蒸汽和熱水等,這些熱量品位低、數量大、分布較散,基本不能為生產再利用。各行業專家及有關科研機構為了有效回收可資利用的餘熱資源,進一步就餘熱回收發電領域進行積極的探索、研究,開發出了ORC發電技術。該技術能夠將企業中大量的低品位廢熱集中發電,進一步提高企業能源的利用率,為各種類型企業節能環保開辟了一條新路。

  三、餘熱回收利用技術簡介

  1、煙氣集熱器

  煙氣集熱器通過吸收熱源尾部高溫煙氣的熱量,把低溫水升溫,並降低煙氣的排煙溫度,在回收熱量的同時既節省了能源,又提高了效率。通過集熱器換取的高溫熱水一方麵可以用於冬季采暖、洗澡等使用,節約鍋爐費用;另一方麵還可以用於ORC發電使用,生產的電再次供用戶使用。

  集熱器工作特點:

  a)放置於除塵器前方,在回收熱量的同時,可以降低煙氣溫度,減少高溫煙氣對除塵布袋的衝擊和磨蝕;

  b)集熱器采用獨有的模塊化設計,便於安裝和維護;

  c)采用特有的機械振打或激波清灰裝置,在回收熱量的同時可以增加除塵的效果;

  d)集熱器位於引風機前方,在煙氣降溫的同時,其體積變小,可以減少引風機輸出功率;

  e)集熱器增設旁通煙道和風閥,可以在安裝的過程中不需要停產,隻需要安裝完成後轉接到集熱器煙道即可,另一方麵在發電機組檢修過程中也不影響業主工況正常生產。

  2、ORC(有機朗肯循環)餘熱發電技術

  ORC餘熱發電屬於低品位餘熱利用技術,傳統的以高溫、高壓水蒸汽做為驅動力的汽輪機發電機組不再適用,采用ORC(有機朗肯循環)係統,利用有機工質在低溫下蒸發的特性,采用有機工質做為循環工質,有機工質在蒸發器內吸熱蒸發,產生一定的壓力,驅動螺杆膨脹機發電。

  膨脹發電後的工質蒸氣則進入蒸發式冷凝器冷凝為液體,再進入預熱器循環使用。當螺杆機需檢修或緊急停機時,螺杆機快關閥立即關閉,集熱器進水閥門切斷,循環水儲存在儲罐中,不影響前續工藝正常生產。

  3、冷卻係統—蒸發式冷凝器

  發電機組冷動係統采用洛陽AG亚游官网傳熱節能股份有限公司的蒸發式冷凝器。

  蒸發式凝汽器是利用噴淋到換熱盤管外表麵的水膜蒸發(由引風機產生的強製對流空氣將其吸納、排出)吸收管內流體熱量,使管內蒸汽得以冷凝的一種高效節能的換熱設備。

  利用循環水蒸發潛熱換熱,是一種高效、先進的換熱機理,其換熱效果取決於當地的濕球溫度,不受環境幹球溫度的影響,由於水的蒸發潛熱大,故較少的循環量即可滿足需要,效率高、投資低。

  (1)蒸發式凝汽器工作原理:

  蒸發式凝汽器主要由換熱模塊、水循環係統、風路係統及構架四部分組成。

  汽輪機排汽從蒸汽進口進入換熱模塊內,靠管外表麵的水膜蒸發吸收熱量得以冷凝,凝結水由管道匯集於凝結水箱。不凝性氣體由抽真空係統排出。

  管內蒸汽冷凝時放出的熱量使管外噴淋水蒸發。空氣在風機作用下從凝汽器下部進入,上部排入大氣,依靠噴淋水蒸發時吸收大量的潛熱以及空氣和水溫度升高時的顯熱實現換熱。未蒸發的水流入下部水箱,經水泵送到換熱模塊上方,經噴嘴噴淋後,沿換熱模塊冷凝管的表麵形成水膜層下流,實現噴淋水的循環使用。噴嘴上麵設有收水器,避免水滴被濕空氣帶出。

  采用吸風機可使蒸發冷凝汽器內部保持一定的負壓,水的蒸發溫度低,可進一步降低耗水量。

  (2)蒸發式凝汽器主要特點

  a.節水:循環水流量約為水冷的20~30%,補充水量約為水冷係統的40~50%。

  b.施工周期短:在工廠內完成設備組裝調試,現場施工簡便,周期短。

  c.係統管路連接簡便,占地麵積小。

  四、工程案例

  1、大關山回轉窯尾氣采暖工程—使用煙氣集熱器回收回轉窯尾氣餘熱進行集中供暖,供暖效果良好,得到業主的一直認可,目前已經連續穩定運行一個采暖周期;

  2、四川恒大德勝燒結煙氣餘熱發電工程—發電效果已經達到初步目標,運行穩定;

  3、太鋼東山礦煙氣餘熱發電工程—已與11月15順利發電,目前已經達到設計要求;

  4、許昌鑫金匯不鏽鋼AOD爐煙氣餘熱發電工程—馬上安裝完成,預計2016年1月份進行發電調試。

  五、小結

  通過餘熱回收利用技術,可以做到以下幾點:

  1、餘熱回收熱源是用戶廢棄不用的,直接排放的熱源,通過餘熱回收進行再次利用,達到能源的最大利用效率;

  2、直接把煙氣等的排放溫度降低到國標所允許的溫度範圍以下,減少了環境熱汙染;

  3、每年可以為企業提供創收,減少CO2排放,給企業創造很好的經濟和社會效益;

  4、餘熱回收項目,積極響應國家節能、減排政策,利國利民、造福社會!

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餘熱發電
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