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1、 中国的能源使用效率低下 我国能源利用率仅约33 比发达国家低10 至少50 的工业耗能以各种形式的余热被废弃 中国是全球碳排放最多的经济体 2011年 中国 28 美国 16 欧盟 11 和印度 7 中国的碳排放量已经超过了美国和欧盟之和 2012年 我国成品油消费量达27664亿吨 石油对外依存度高达56 4 与此同时 煤炭消费占一次能源消费总量的比重近七成 以至于PM2 5严重超标 威胁着人民群众的身体健康 一 推广ORC螺杆膨胀发电机背景 近100年时间里 人类耗用了数亿年积累下来的大量化石能源 化石能源不可再生 储量日趋减少且燃烧后排放出大量的温室气体 造成全球暖化 带来生态灾难 地
2、球上高品位能源是稀缺的 同时又带来了污染 而低品位能源大量存在 相对而言也比较清洁 ORC螺杆膨胀发电机可以应用于地热发电 光热发电 生物质发电以及干热岩发电 具备将低品位能源转化成高品位能源 电力的能力 二 推广ORC螺杆膨胀发电机的重大意义 我国能源使用效率低下的主要原因 一是用能设备能耗高 二是大量的低温 低压余热因为缺乏技术得不到回收利用 迄今为止 温度高于80 的热水及其它热流体 没有压力的水蒸汽大部分没有得到回收利用 而开山研制的ORC螺杆膨胀发电机可以高效地将其转化成电能 即使是压力饱和水蒸汽 使用背压式汽轮机或蒸汽膨胀发电机串联ORC螺杆膨胀发电机 发电效率也可以大幅度提高 实
3、现余热的梯度回收 利用没有压力的废蒸汽发电只有放散压力的废蒸汽在冶金 钢铁 建材 化工等行业非常普遍 如钢铁企业加热炉冷却套产生的废蒸汽 化工放热工艺过程产生的废蒸汽等 之前这些废蒸汽多半被直接排放 三 ORC螺杆膨胀发电机的应用领域 利用80 以上低温热水发电钢铁 化工 石油开采 印染 纺织等行业存在大量热水形式的余热资源 如钢铁企业轧钢冷却水 化工流程冷却水等等 利用化工工艺流程中产生的热流体发电炼油厂生产出的汽 柴油 化工厂生产出的硫酸 磷酸等大量的化学产品均为温度在100度以上的热液体 需要耗功加以冷却 利用ORC螺杆膨胀发电机不仅可以生产出大量的电力 还可以节能大量的冷却耗功 利用发
4、动机尾气和缸套冷却水发电无论是柴油发动 电 机 天然气发动 电 机还是一氧化碳发电机 其尾气温度都在300 600度之间 缸套冷却水温度也都在80度以上 利用ORC螺杆膨胀发电机可以将这两项热源转化成电源 利用烟气发电在钢铁 水泥 玻璃 废弃物处理等行业存在着大量的烟气 在石化行业还存在着大量的火炬气 ORC螺杆膨胀发电机可以将其中的热能用于发电 应用于地热发电目前 地热资源开发利用主要利用膨胀发电机组 相对于ORC透平膨胀发电机ORC螺杆膨胀发电机应用领域更为广阔 应用于太阳能光热发电ORC螺杆膨胀发电机可以应用于槽式光热发电站 也可以应用于碟式光热发电站 将斯特林发电机冷却水用于发电 同时
5、省去了对冷却水再冷却的耗功 应用于生物质发电将秸杆 玉米芯 废弃木材等生物质燃烧加热液体 然后利用ORC螺杆膨胀发电机发电 螺杆膨胀机属于实现热功转换的热能机械 利用低品位热源 实现功率输出 ORC 有机朗肯循环使用有机介质 在一个封闭循环内部实现朗肯循环 从高温热源吸热 向低温热源放热 输出轴功率 四 ORC螺杆膨胀发电机原理简介 ORC螺杆膨胀发电机原理根据热力学原理 朗肯循环可以利用热源产生动力 通过有机工质将热源的热值提取出来 将温度转化为压力 动力 从而实现低温热源的动力输出 ORC螺杆膨胀发电站热力循环原理图 预热器 蒸发器接受热源的热量 将工质加热成高温高压的蒸汽 非水蒸汽 然后
6、进入膨胀机推动转子做功 同时降温降压 蒸汽从膨胀机排出后 进入油分离器 分离润滑油 气体进入冷凝器冷凝成液体 液体被液体泵升压 进入预热器 蒸发器 完成一轮循环 因为无压力 低压力的热源 无法利用其它办法实现热工转换 ORC螺杆膨胀机是唯一选择 五 ORC螺杆膨胀发电机的技术优势 热源适应范围宽 可以适用于过热水蒸汽 饱和水蒸汽 汽水混合物 热水 烟气 其他热流体 变工况能力优越 在热源负荷和参数大范围 从20 到120 范围 波动的情况下 仍可稳定运行 维护费用低 使用方便 基本无大修 维护和运行操作都简单方便 对用户原系统不产生干扰影响 安装和移动十分简易 专为ORC开发的螺杆膨胀主机 适
7、用于中 小功率 价格最有竞争性 可靠性高 等熵效率高 85 等熵效率用来衡量膨胀机主机热力完善度 等熵效率越高 能量的转换效率也就越高 目前国内其他厂家的螺杆膨胀效率只能达到50 60 六 ORC螺杆膨胀发电机节能效果与案例分析 典型案例1 徐州东亚钢铁有限公司余热综合利用发电项目 典型案例2 天津天丰钢铁有限公司余热综合利用发电工程 元立公司带钢厂原来使用厂内蒸汽通过汽轮机发电 该汽轮机设计发电能力200kW 汽轮机排放尾气直接放空 排放压力3000 6000Pa 蒸汽流量2t h 该热源配置KE100 95V 2 50螺杆膨胀机一台 典型案例3 衢州元立金属制品有限公司余热发电工程 KE100 95V 2 50主要技术经济指标 阿拉斯加地热资源丰富 年平均气温低 目前配置一台KE400 66W 2 60ORC螺杆膨胀发电机 装机功率400KW 净发电功率320KW 该机组采用厢式布局设计 便于产品运输和露天作业 典型案例4 阿拉斯加ChenaPower公司地热水发电工程 KE400 66W 2 60主要技术经济指标 典型案例5 福建三钢闽光股份有限公司余热发电工程 KE275 95V 1 50主要技术经济指标 正在建设中和即将开工项目 谢谢
