低温余热发电说明

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低温余热发电技术简介

低温余热发电技术简介

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Steam Flow Rate Steam For Generation Steam in/from Accumulator
蒸汽负荷平衡图
低温余热的基本概念

Consideration

EAF
低温余热发电技术简介
余热发电原理
余热发电原理

Rankine Cycle

烧结厂5MW低温余热电站

余热资源基础条件
序号 名称 低温热源成分 N2 空气组成 1 O2 H2O 成分 灰分 含量 平均粒径 烟气流量 烟气进口温度 符号 / / / / / / / Vg tgi / g/Nm3 μm Nm3/h ℃ Vol.% 单位 / 数 据 空气 78 21 1 铁矿石烧结熟料 3 100 150,000 368
650
HT

MT 350~650℃ LT <350℃
350
MT

LT
低温余热的基本概念

Location


烧结生产线 在烧结生产过程中,烧制好的成品温度在500~800℃ ,为了便于运输需将其冷却至常温。烧制好的成品的显热 ,在冷却的过程中随热空气(300~350℃)排放到大 气中,此热空气的流量很大,极具回收价值,是低温余热 发电良好的余热资源。 炼铁 炼铁高炉产生温度高于80℃冲渣循环热水,利用热水的 热量,通过复合闪蒸补汽式纯低温余热发电技术也可以进 行低温余热发电 。

Consideration

350 300 250 200 150 100 50 0 1 3 5 137 122
EAF
304.234 264.941 188.640 153.052 84.121 133

低温热电技术在节能中的应用探究

低温热电技术在节能中的应用探究

低温热电技术在节能中的应用探究第一章:低温热电技术介绍低温热电技术是一种利用材料的 Seebeck 效应将低温热能转化为电能的技术。

该技术通过在材料间建立热电偶,在温度差异的作用下直接将热能转化为电能,从而实现能量转换。

低温热电技术的最大特点就是能够充分利用环境中的低温热能,将其转化为电能,不像传统的燃烧方式排放二氧化碳等有害物质,从而大幅度降低能源浪费和环境污染。

第二章:低温热电技术在节能中的应用1.低温余热发电低温余热指工业生产中产生的低品位热量,一般温度低于200℃。

传统的余热利用方式一般采取换热器和蒸汽机等方式,在利用余热的同时,也面临着传热效率低下和运行维护成本高等问题。

而采用低温热电技术可以直接将低品位热量转化为电能,提高能效、降低运行成本、减少环境污染。

2.冷热能联合供暖系统通过利用地下水、地表水、空气等低温热源,采用热泵技术对低温热能进行提纯后,再利用低温热电技术将其转化为电能,为建筑物供能。

同时,该系统还可以通过采用隔热材料等措施,减少室内能源消耗,实现节能效果。

3.太阳能热泵热水器太阳能热泵热水器是一种利用太阳能作为初级热源,通过热泵技术将低品位热能提升使用温度的热水器。

采用低温热电技术将太阳能热泵中产生的低温热能直接转化为电能,不仅能提高能量利用效率,而且能够大幅度降低使用成本。

第三章:低温热电技术在节能中的优势1.高能量转换效率相比于传统的能源转换方式,低温热电技术能够直接将热能转化为电能,具有高效率的能源转换率。

通过有效利用低品位热能,对于提高能源利用率、降低能源消耗、减少环境污染等方面都有着重要的作用。

2.运行成本低低温热电技术采用的材料通常都是高铁热材料等,价格较传统的热电材料来说略高。

但是在长期的运行中,相对于传统的能源转化方式,低温热电技术可以避免了由于能源消耗而产生的高成本,具有更加经济实用的优点。

3.环保低碳低温热电技术作为一种新型的清洁能源转换技术,不仅能够提高能源利用率,还能够有效地减少碳排放量,有助于实现低碳环保的发展目标。

低温余热发电循环技术

低温余热发电循环技术

低温余热发电循环技术一、低温余热发电低温余热发电技术是通过回收低于300~400℃的中低温的废蒸汽、烟气所含的低品位的热量来发电,它将低品位的或废弃的热能转化为高级能源——电能。

二、低温余热发电循环技术1、朗肯循环朗肯循环一般指蒸汽郎肯循环,适用于烟气高于350℃以上的余热。

在朗肯循环中,水在锅炉(或余热锅炉)中被加热,产生高温和高压蒸汽。

该蒸汽流过汽轮机时急剧膨胀后冷却至低温、低压的尾气,该汽轮机驱动一台发电机发出电力。

从汽轮机排出的尾气被具有环境温度的空气,或被来自冷却水池或冷却塔中的冷却水冷却成水。

凝结水接着被泵入锅炉重复上述过程。

这种简单的朗肯循环框图如图一所示。

朗肯循环电厂的效率较差,即使是容量最大、采用朗肯循环的最新型的燃煤电厂,一般来说其循环效率都超不过35%(目前国内亚临界参数燃煤电厂的循环效率已达38%,超临界和超超临界参数的燃煤电厂的循环效率分别可达40和43%左右),也就是说燃料燃烧产生的总热量中仅有35%被转换成了热能。

这65%的能量损失是由于一系列的原因造成的。

其中约15%的能量损失是由于燃料中的水分、炉墙的热辐射、排烟损失和自耗电所造成的。

朗肯循环是目前槽式太阳能热电站中广泛采用的动力循环模式, 用太阳热加热集热器中的导热油,经过换热产生蒸汽, 驱动汽轮机带动发电机发电代表性的电站有美国的SEGS 系列电站, 西班牙的Andaso l 系列电站等。

2、有机朗肯循环有机朗肯循环采用高分子量有机工质(如正戊烷), 相变温度低, 可以从温度较低的热源吸热, 并转化为电能。

主要优点是运行温度较低, 可以将槽式集热温度由390°降到304°,降低集热损失; 采用有机工质, 电站可以建在缺水的沙漠地区。

有机朗肯循环系统的主要缺点是循环效率低, 气温较高时比蒸汽循环低15% ~ 25% ,同时成本较高。

3、卡琳娜循环卡琳娜循环系统适合中低温余热利用,是实现200℃以下热电转换最有效的途径。

低温余热发电的利用技术

低温余热发电的利用技术

低温余热发电的利用技术作者:郑杰来源:《科学与技术》 2019年第1期摘要:余热资源来源丰富,按温度等级被分为(>400度)高温余热、(250-~400度)中温余热、(<250度)低温余热。

其中,高温、中温余热的热源品质较高,可选择余热利用方法较多,可选择各种型式的换热设备、拖动设备、发电设备。

低温余热的利用方法选择相对较少,低温余热只能产生热水或者低参数的蒸汽,应用领域相对较少。

所以,有时只能希望用来发电,接下来举例详细分析利用低温余热资源发电的方法。

关键词:低温余热;螺杆膨胀机;ORC发电1.低温余热发电利用的技术路线1.1 低温余热利用简介低温余热是指热源温低于250度,而常规汽轮机发电需要的蒸汽参数最低为1.27Mpa,温度为340度,即使补汽凝汽式机组的补汽,参数也在0.25MPa,温度200度。

余热用于发电的应用需要将热源换热成热水或者蒸汽,考虑换热器的换热效率、换热面积等因素,换热器最低要保证20度左右的端差,而温度140度蒸汽对应的饱和压力0.36Mpa(a),已不适用于常规汽轮发电机组。

因此,当余热热源温度在低于160度的热源就很难利用。

1.2 低温余热发电利用方式烧结厂全厂的热平衡,已没有能与之匹配简洁有效的直接利用方式,只能用来发电。

如果用来发电,可采用两种方式:1)将烟气换热成压力0.36MPa(a)、温度140度或者更低参数的饱和蒸汽,选用低品位热能汽轮机或者螺杆膨胀机进行发电;2)将烟气换热成热水,通过热水-制冷剂换热连接ORC发电系统直接发电。

2 低品位热能汽轮机或者螺杆膨胀机发电2.1 螺杆膨胀机工作原理:1)进气过程:介质经进气口进入转子的齿间容积后,将推动转子旋转,并使齿间容积不断扩大。

2)膨胀过程:随着齿间容积继续增大,介质体积膨胀温度降低,同时输出动力到转子的伸出轴处。

3)排气过程:当齿间容积排气口相通时,便开始排气过程,直至齿间容积减少为零,完成一个工作循环为止。

XX水泥公司9MW低温余热发电操作规程

XX水泥公司9MW低温余热发电操作规程

德胜水泥公司9MW 低温余热发电操作规程(初稿)目录第一章设备名称及主要技术规范第一节. 汽轮机及附属设备及主要技术规范1.汽轮机2.辅机第二节.发电机及附属设备1. 主要技术规范第三节窑头锅炉及附属设备1. 主要技术规范第四节窑尾锅炉及附属设备1. 主要技术规范第二章锅炉操作规程第一节.窑头、窑尾锅炉的检查内容第二节.锅炉的启动第三节.锅炉运行监视与调整第四节锅炉的停炉第五节锅炉的维护保养第六节辅机设备的运行与停止第七节事故预防及处理第三章汽轮机操作规程第一节汽轮机的启动第二节汽轮机的热态启动第三节. 汽轮机的运行与维护第四节汽轮机停机第四章发电机操作规程第一节中控室并网、解列操作第二节发电机正常运行中的监视和调整第三节发电机事故处理第四节停、送电倒闸操作规程第五章汽轮机重大事故处理第一节汽轮机动静部分摩檫及大轴弯曲第二节汽轮机水冲击第三节汽轮机叶片损坏及脱落第四节汽轮机超速第五节汽轮发电机轴瓦乌金溶化或损坏第六节汽轮机真空下降第七节油系统着火第八节汽轮发电机甩负荷第一章设备名称及主要技术规范第一节. 汽轮机及附属设备及主要技术规范一.汽轮机型号BN9-1.25/0.2 转速变化范围2880-3180 r/min 额定功率9000KW 转速变化范围2880-3180 r/min 额定转速 3000r/min 跳闸转速3270-3330 r/min额定排汽压力0.0075 MP a额定进气压力及变化范围 1.25(0.8-1.60)MP a额定进汽温度计变化范围315(280-360)℃额定补汽压力及变化范围 0.2(最大0.4)MP a额定补汽温度及变化范围饱和冷却水温正常25℃冷却水温最高33℃同步范围 -4﹪-+6﹪油系统参数:调节油压(高压油) 0.85 MP a润滑油压(总管) 0.25 MP a速关油压 0.85 MP a启动油压 0.85 MP a二次油压 0.45 MP a轴承回油温度≦65℃轴承进油温度 35-45℃厂家:杭州中能汽轮动力有限公司二 .辅机1.盘车电机型号:Y132M-6 5.5KW 13A/380V2厂家:浙江蓝翔机电设备制造有限公司2.供油装置型号GY.0400.01 润滑油流量300L/min事故油流量250L/min 润滑油压力0.25MPa控制油流量80 L/min 控制油压力0.85 MPa控制油过滤精度25μm3.电动高压油泵型号80YL-100 Q:50m3/h H:100m电机Y200L-2 37KW 68.8A/380V2厂家:浙江水泵总厂4.电动直流油泵型号LDY12-25×2 Q:12.5m3/h H:50m厂家:浙江水泵总厂电机Z2-32 4KW 22.4A/220V厂家:上海南洋电机成套设备有限公司5.交流低压油泵型号LDY12-25×2 Q:12.5m3/h H:50m电机Y112M-2 4KW 8.0A/380V厂家:浙江水泵总厂6.油箱风机型号AYF2-250-0.75 Q:120m3/h 全压2500 Pa杭州余杭特种风机电机Y2-80M1-2 0.75KW 1.83A/380V安徽皖南电机7.循环水泵型号DFSS400-24//4 Q:1714m3/h H:22m上海东方泵业集团电机YG315L1-4A 160KW 289A/380V西安泰富西玛电机有限公司8.冷凝泵型号100NB60 Q:46m3/h H:50m湖南长沙水泵厂电机Y160M2-2 15KW 29A/380V9.射水泵型号DFW100-200/2 Q:100m3/h H:50m电机Y2-180M-2 22KW 41.1A/380V10.组合型逆流式中温差冷却塔型号100BNGZ-2000 冷却水量2000 m3/h 冷却温差10(43-33)℃厂家江苏宜兴环球水处理设备有限公司11.冷却塔风机减速机型号BLJW7YP 75KW江苏常州湾城减速机电机YVP-280S-4 75KW 133.2A/380V山东华力电机集团12.真空除氧泵型号:HQW80-200 Q:65m3/h H:46m 2900转上海虹桥水泵厂电机:Y160M-2 15KW 29.4A/380V 南洋实业有限公司2第二节发电机及附属设备一. 发电机型号QF-12-2Z 额定功率12000KW2额定功率因数0.8 额定电压10500V额定电流825A 额定励磁电压181V额定励磁电流237A 额定转数3000额定频率50HZ 相数 3定子接法 Y 绝缘等级 F发电机定子铁芯温度A-F 50℃发电机出风温度 45℃发电机定子线圈温度A-F 50℃厂家:东风电机厂第三节窑头锅炉及附属设备及规范一. 窑头锅炉型号QC200/360-17-1.25/3451.进口烟气参数:锅炉入口烟气量200000N m3/h 锅炉入口烟气温度360℃锅炉入口烟尘浓度30g/N m3锅炉出口烟气温度90℃2.设计参数:①.蒸汽段(过热器和蒸发器):锅炉名义蒸发量17t/h 额定蒸汽压力1.25 MP a最高蒸汽压力1.5 MP a额定蒸汽温度345℃给水温度180℃(来自热水器)排污率3%②.热水段(热水器):出水量60t/h 名义出水温度180℃给水温度56℃排污率3%厂家:江苏南通万达锅炉股份有限公司二.辅机1.链式输送机型号FU200 输送长度30米电机功率7.5KW厂家:芜湖起重运输机器有限公司配:摆线针轮减速机型号:XWD8-43-7 江苏泰隆减速机股份有限公司配:电机型号:Y132M-4 7.5KW 15.4A/380V 安徽宁国市华银电机有限公司2.炉膛锁风阀配:减速机型号BWED21-1.1配:电机 Y90S-4 1.1KW 2.8A/380V3.干扰式分离器锁风阀配:摆线针轮减速机型号:XV14-59-2.2 常州市国茂减速机集团有限公司配:电机型号:Y100L2-4 3KW 6.8A/380V 上海力超电机有限公司4.连排扩容器设计压力 0.66 MP a设计温度200 耐压试验压力0.88 MP a厂家江苏宜兴精诚压力容器有限公司5. 给水泵型号DG85-67×4 Q:85m3/h H:286m上海东方泵业集团电机YJTG315S-2A 110KW 203/380V厂家:西安泰富西玛电机有限公司第四节窑尾锅炉及附属设备及规范一. 窑尾锅炉型号QC360/330-27-1.25/3051.进口烟气参数:锅炉入口烟气量360000N m3/h 锅炉入口烟气温度330℃锅炉入口烟尘浓度80g/N m3锅炉出口烟气温度210℃2.设计参数:①.蒸汽段(过热器和蒸发器):锅炉名义蒸发量27t/h 额定蒸汽压力1.25 MP a最高蒸汽压力1.5 0MP a额定蒸汽温度305℃给水温度175℃(来自热水器)排污率3%厂家:江苏南通万达锅炉股份有限公司二.辅机1.1#、2#链式输送机配:摆线针轮减速机型号:XWD5-43-2.2KW 江苏泰隆减速机股份有限公司配:电机型号:Y100L1-4 2.2KW 安徽宁国市华银电机有限公司2.炉膛锁风阀配:减速机型号BWED21-1.1配:电机 Y90S-4 1.1KW 2.8A/380V3.振打装置 14台配:摆线针轮减速机型号:BWEY32-731-1.1KW 中心高160常州市国茂减速机集团配:电机 Y90S-4 1.1KW 苏中电机厂4.连排扩容器设计压力 0.66 MP a设计温度200℃耐压试验压力0.88 MP a 厂家江苏宜兴精诚压力容器有限公司第二章锅炉规程第一节.窑头、窑尾锅炉的准备与检查内容一.软化水系统投入运行:二..检查并开关下述阀门:1.检查确认备用给水泵进、出口阀“关”。

第八章纯低温余热发电

第八章纯低温余热发电

第八章纯低温余热发电第一章名词说明汽包(亦称锅筒)是自然循环锅炉中最重要的受压元件,汽包的作用要紧有:1:是工质加热、蒸发、过热三进程的连接枢纽,保证锅炉正常的水循环。

2:内部有汽水分离装置和持续排污装置,保证锅炉蒸汽品质。

3:有必然水量,具有必然蓄热能力,缓和汽压的转变速度。

4:汽包上有压力表、水位计、事故放水、平安阀等设备,保证锅炉平安运行。

蓄热器xureqiaccumulator在工业锅炉供汽系统中贮存多余热量并在需要时将所蓄热量释放出来的设备。

在工业锅炉供汽系统中若是用汽量常常发生大幅度的波动,不仅会引发锅炉汽压、水位上下波动,使锅炉运行操作困难,还会致使锅炉燃烧效率降低。

在这种情形下应用蓄热器能有效地稳固锅炉负荷,改善锅炉运行条件,不使锅炉效率降低。

锅炉蓄热器有变压式和定压式两类,变压式蓄热器的工作压力随所储热量的增减而转变,其中最典型的是蒸汽蓄热器。

定压式蓄热器的工作压力恒定,其中以给水蓄热器最为经常使用。

水冷壁水冷壁是锅炉的要紧受热部份,它由数排钢管组成,散布于锅炉炉膛的周围。

它的内部为流动的水或蒸汽,外界同意锅炉炉膛的火焰的热量。

水冷壁最初设计时,目的并非是受热,而是为了冷却炉膛使之不受高温破坏。

後来,由于其良好的热互换功能,慢慢取代汽包成为锅炉要紧受热部份。

水冷壁依照其外形,分为光管式水冷壁和翼式水冷壁两种。

过热器过热器(superheater)是中将必然压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。

类型和特点过热器按传热方式可分为对流式(convection superheater)、辐射式(radiant superheater)和半辐射式(platen superheater);按结构特点可分为蛇形管式、屏式、墙式(wall superheater)和包墙式(steam-cooled wall)。

它们都由假设干根并联管子和进出口集箱组成。

管子的外径一样为30~60毫米。

有机朗肯循环低温余热发电系统综述

有机朗肯循环低温余热发电系统综述

有机朗肯循环低温余热发电系统综述引言在工业生产过程中,大量的热能会以余热的形式排放到环境中,造成了能源的浪费。

这些废热也可能对环境造成影响。

利用余热进行发电,不仅可以提高能源利用效率,还可以减少对环境的影响。

有机朗肯循环低温余热发电系统正是一种利用余热发电的新型技术,本文将就有机朗肯循环低温余热发电系统的原理、特点、应用及发展前景进行综述。

一、有机朗肯循环低温余热发电系统的原理有机朗肯循环低温余热发电系统是利用有机朗肯循环技术,将低温余热转化为电能的一种系统。

其原理是利用有机朗肯循环工质和低温热源之间的温差来驱动发电机发电。

有机朗肯循环是将有机工质置于一个封闭的循环系统内,利用热能的输入和排出来驱动涡轮机进行发电的一种循环系统。

当有机工质受热使得蒸汽压升高时,蒸汽压推动涡轮机工作,从而带动发电机发电;而在冷凝器中,有机工质又被冷却再次变成液态,完成循环。

有机朗肯循环低温余热发电系统是通过这样一个闭合的循环系统,将低温余热转化为电能。

二、有机朗肯循环低温余热发电系统的特点1. 低温工作:有机朗肯循环低温余热发电系统的工作温度低,通常在100°C以下。

这使得这种系统可以有效利用那些传统热能利用技术无法利用的低品位热能资源,如煤矿瓦斯、生活污水、工业废热等。

2. 环保高效:有机朗肯循环低温余热发电系统的工作过程无需核心机械设备如大型锅炉或锅炉,排放的废气和废水相对较少,具有较高的环保性。

由于其低温工作特点,利用的低品位热能资源不会与食品、药品等高温生产过程相冲突,环保性较好。

3. 经济效益:有机朗肯循环低温余热发电系统具有投资少、成本低、回收期短等特点,从经济角度来看很有吸引力。

4. 可操作性强:有机朗肯循环低温余热发电系统的操作比较简便,不需要特别复杂的操作程序,管理维护成本低。

三、有机朗肯循环低温余热发电系统的应用有机朗肯循环低温余热发电系统已经在多个领域得到了应用,主要包括以下几个方面:1. 电厂余热利用:在电厂生产过程中,通常会有大量的低温余热排放,有机朗肯循环低温余热发电系统可以有效地利用这些余热进行发电,提高能源利用效率。

低温余热发电技术简介

低温余热发电技术简介

第一代余热发电技术定义及特征
1.水泥窑第一代纯低温余热发电技术:在不
影响水泥熟料产量、质量,不降低水泥窑运 转率,不改变水泥生产工艺流程、设备,不 增加熟料电耗和热耗的前提下,采用 0.69MPa~1.27MPa——280℃~340℃整齐将 水泥窑窑尾预热器排出的350℃以下废气余热, 窑头熟料冷却机排出的350℃以下废气余热转 化为电能的技术。



(3) 合适的汽包工作压力。考虑在换热过程中,蒸发 受热面内汽水混合物的温度不变,而烟气同汽水混合物 之间传热温差窄点在20℃以上受热面的布置才合理,汽 水混合物的温度直接受压力的影响,所以选择合理的压 力水平为受热面布置创造条件,以防止锅炉造价过高。 (4) 充分降低废气温度。受窑尾废气要用于烘干生料 的工艺限制,一般窑尾废气温度只能降至225℃左右; 窑头余风可以充分降低,但降低过多则造成传热温差小 使得换热面积布置过多,使锅炉造价提高,同时吸收过 多的低品质热量也无法有效提高发电量,所以窑头余风 的降低以满足为窑头和窑尾余热锅炉提供足量的汽包给 水即可。根据热量分配和能量平衡计算,窑头余风降至 96~98℃即可满足要求。 (5) 合理布置受热面。在布置受热面时要考虑窑尾、 窑头的烟气温度特性以及汽轮发电机的特性进行综合考 虑,同时考虑选用合理温差以降低锅炉造价。
第三代系统特点
将窑头冷却机余风进行梯级利用,原中部抽
风口改为两个抽风口,一个为高温480-500℃, 一个为中温330-380℃。高温风将来自窑头窑 尾余热锅炉的低温过热蒸汽进一步提高到 430℃左右,该工艺较第一代系统提高余热发 电量15-20%左右。
中国第二代水泥窑纯低温余热发电技 术与发达国家先进技术的比较
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低温余热发电產品說明1、低温余热发电应用背景我国的一次能源资源现状不容乐观,煤炭资源储量虽然世界排名第二(美国第一,是我国储量的一倍),但我国可开采的煤炭资源不足百年时间,远少于世界前六位储煤量国家;我国的石油和天然气资源也仅够开采几十年,世界范围内的石油资源开采也可能在本世纪内短缺。

过去二十年我国的能源消耗量迅猛增长,1 9 9 3 年我国作为能源净进口国以后,能源缺口越来越大,随着经济规模的日益扩大,能源需求迅猛增加。

然而,我国的能源利用率水平却十分低下,按照单位能耗创产值来看,我国的能耗指标是全世界平均水平的5 倍;是日本能耗的1 5 . 5 倍;连印度这样的人口大国,我国的能耗也是她的2 倍。

这种惊人浪费能源的状况,导致掠夺性能源资源的巨量消耗,其结果将对我国环境和生态造成永久性的冲击,可能成为我国下一代或者下几代的沉重负担。

所以,解决我国能源短缺和能源结构的问题,已经成为影响我国可持续发展和国家安全的战略性大问题。

我国政府非常清楚所面临的能源发展状况,从八十年代开始,就制定了“能源开发与节约并重,节约优先”的政策,大力扶持和开发世界上的第五大能源-“节能”技术,并制定了《节能法》。

从第五大能源的资源来看,高品位能源的浪费是有限的,因为通过现有的技术都可以较好地回收和利用;大量浪费的是低品位能源-低温、低压、污染的、不稳定的热能,占到总浪费能源的7 0 %-8 0 %,甚至更多。

如何高效回收低品位能源并转化成高品位能源( 如电能) ,是摆在全世界能源专家前面的一项很大的技术难题。

2、低温余热发电技术背景现有的将热能转换成机械能或者电能的动力机,主要有燃烧油、气的燃烧动力机(汽油机、柴油机和燃气轮机)和利用蒸汽冲转的汽轮机。

低品位能源一般都以蒸汽、汽水混合物、热水等形态存在,或者其他形态通过换热器转换成这种形态存在,因而回收低品位能源的设备主要以汽轮机为主。

根据汽轮机的技术特点,它只能适用于过热蒸汽、干净蒸汽而且蒸汽流量和参数相对稳定的热源情况,设备要求的人员技术水平和维护条件都很高。

这种技术特点,使得汽轮机大多适合于带基本负荷的发电企业,无法应用在现有工业大量低品位余热废热的回收利用中。

为解决这个技术难题,全世界许多能源工作者付出大量心血,积极开发新型的低品位热能动力机,希望不仅能回收各种复杂的低品位浪费的热能,而且效率高、安全可靠、容易施工和运行操作,在许多能源技术相对薄弱的用户企业也可以应用推广的热动力机。

螺杆膨胀发电机就是这样一种低品位热能动力机,它能够回收低品位热能并直接转换成电能,是一种在当前能源利用领域重大突破性的新型动力机。

螺杆膨胀发电机具有三个非常重要的技术特点:☆热源适应范围非常宽广:可以适用于过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水混合物、热水和高含盐份的各种低品位热源的热电转换,属于国际上唯一具备如此优点的热动力机。

☆变工况能力十分优越:在热源负荷和参数大范围(从1 2 0 %到1 0 %范围)变化波动的情况下,不仅运行稳定可靠,而且高效平稳。

☆维护费用和使用技术门槛很低:属于十年无大修的动力机,小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。

目前,我国的螺杆膨胀发电机产品,不仅完全拥有核心知识产权技术,而且单机功率达到国际上最高水平1 5 0 0 KW(国际上同时开发的国家:日本投用的单机产品功率为1 0 2 KW;美国投试的样机功率1 0 0 0 KW),并经过了长时间多行业的实践运行检验,形成了多系列标准的成熟产品。

3、低温余热发电推广意义根据国家原经贸委统计的数据,在我国轻工等行业有工业锅炉超过5 0 万台,利用螺杆膨胀发电机可以回收许多工业锅炉的蒸汽压差损失,实现能量的梯级合理利用,按照平均每台1 0 0 KW电能的回收水平,可以为国家带来两个三峡的发电能量,其战略意义和经济意义是不言而喻的。

在实际工业中不少工业锅炉的蒸汽利用效率低,有些不稳定蒸汽甚至排空浪费,所以实际回收的电能量将更为丰厚。

在石油化工行业,因为工艺过程中伴随有大量的蒸汽,也产生大量的废热液,这些废弃排放掉的热源都可以利用螺杆膨胀发电机来回收发电。

益是十分巨大的。

对于我国如此庞大的石油化工企业,应用螺杆膨胀动力机可以节约产生许多个1 0 0 0 MW电能的发电电源,是实实在在的高效节能的环保产品。

同样在冶金和钢铁企业,仅回收钢铁企业的冲渣废热水(8 0 - 9 0 ℃)一项,就可以为每个企业带来2 MW到5 MW的电能,对于世界最大钢铁产量的我国来说,其社会效益和经济效益是不可估量的。

另外,钢铁企业的废弃蒸汽也很多,远远多于冲渣废热水废弃的能量,因而回收能源的空间总量将是非常巨大的。

在电力企业尤其在热电联产企业,有许多减温减压蒸汽节流损失的能量回收和排放的废热(如连排水排放)的能量回收,可以应用螺杆膨胀动力机来拖动负载(或者发电)从而有效降低厂用电率。

例如,对冬天供暖的热电厂,一般用高品位蒸汽来加热低品位的供暖热水,造成极大的能源品质的浪费;若将加热蒸汽先通过螺杆膨胀动力机发电(或者拖动负载),然后再加热供暖热水,可以大幅度降低厂用电量,发电成本仅为原电厂成本的1 / 3 -1 / 5 。

在地热发电和太阳能发电方面,螺杆膨胀发电机提供了一种非常好的能量转换途径。

地热水可以直接进入螺杆膨胀动力机驱动发电机发电,省除了地热水结垢腐蚀带来系统庞大投资和维护的问题,前景广泛。

太阳能发电技术由于螺杆膨胀动力机的诞生而重现活力,原来的太阳能发电主要采取光电转换技术,存在成本很高和长期可靠等问题;现在利用普通太阳能板吸收能量再通过螺杆膨胀动力机发电,系统简单而且造价大幅度降低,具有非常大的应用前景。

在其他的行业,包括建材水泥、造纸印染、纺织、糖业食品、酒业、药厂等等领域,螺杆膨胀发电机都具有非常好的应用前景。

综上所述,螺杆膨胀发电机的应用范围非常广泛,推广螺杆膨胀发电机对我国的国民经济和能源战略产生深远的影响,可以将我国能源的利用效率提高到一个全新水平,对我国资源循环节约和环境保护都将产生积极的社会意义和经济意义。

低温余热发电工作原理及特点1、概述螺杆膨胀发电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。

传统的热功转化,是利用高压、高温过热蒸汽推动汽轮机转动,再带动同步发电机,从而实现热到功。

电力,属于最高级别的能源,使用传输方便,是现今最主要的工农业生产动力来源。

汽轮机等发电机组,消耗的是高品位能源或原料,无法使用低品位的能源,同时产生很多废热。

螺杆膨胀动力机正是利用低品位的热源,实现热功转换。

这样做的好处是,热源可以是余热、废热,变废为宝,降低了能耗,增加了产出。

1)使用要求条件温度高于85℃的热水温度高于85℃的其他液体,如油,化工原料低压水蒸汽烟气高压水蒸汽2)收益一般以发电为目标,用户可以得到电力特殊使用3)产品种类不论螺杆膨胀发电机直接使用的是哪种工质,膨胀机本身的结构和原理都是一样的。

精密加工的一对螺杆转子,安装在机壳内,在啮合运转过程中,工作腔容积有变化,这样就可以实现膨胀或者压缩。

高压介质从高压孔口进入工作腔后,气体要膨胀,这样就推动转子向前运转,当工作腔到达排气位置时,开始排气,完成工作腔的膨胀过程。

螺杆膨胀发电机的转子分别称为阳转子、阴转子,阳转子输出动力。

螺杆膨胀发电机转子(1)ORC型膨胀机(ORC Screw Expander)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。

膨胀机需要利用循环系统才能起作用,不能单独使用。

机组结构复杂。

所需条件低,更适合低品味热源回收。

ORC螺杆膨胀发电机运转原理: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),然后进入膨胀机推动转子做工,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。

同时还存在的一路循环是润滑油在油分离气实现分离后,借助油泵输送至各润滑点,确保轴承等零件的润滑与降温。

ORC循环组成部件ORC循环中,工质的作用是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。

因为无压力、低压力的热源,(2)蒸汽型膨胀机(Steam Screw Expander)利用高温高压蒸汽直接进入膨胀机膨胀,输出轴功率。

可不用循环系统,机组简单。

所需条件较高。

水蒸汽直接膨胀,膨胀机需要在结构上做些特殊设计。

水蒸汽与轴承腔之间要实现隔离,不能让水蒸汽进入轴承腔,也不能让润滑油进入转子腔。

转子腔内不喷油,所以需要为一对转子设置同步齿轮。

润滑油是必需的,需要设置润滑油泵、油冷却器、减速机等。

4)性能及规格(1)ORC型膨胀机热源为清洁热水,实现朗肯循环的最低条件:在其余条件不变的条件下,提高热源温度、降低冷却水温度,有利于提高发电量。

定义名义工况30℃冷凝,80℃蒸发,在此工况下,不同膨胀机性能如下:鉴于热源冷源条件的千差万别,需要针对用户的实际条件做差异化设计,上表仅供参考。

热源为低压水蒸汽,实现朗肯循环的最低条件:定义名义工况30℃冷凝,95℃蒸发SYKe192 膨胀机净发电量118kW,水蒸汽量2.5t/hSYKe297 膨胀机净发电量302 kW,水蒸汽量6.4t/h热源为烟气,实现朗肯循环的最低条件:烟气多有燃烧化石燃料生成,成分中一定有硫、氢,所以使用中必须避免腐蚀。

所有烟气的最后使用温度必须高于160℃。

不同烟气温度、流量所带来的热负荷不同,最好分别设计。

定义名义工况30℃冷凝,110℃蒸发,水蒸汽作为中间换热载体以600℃烟气为例,10000m3/h 的烟气可以净发电74kWSYKe192 膨胀机净发电量190 kW,烟气量27400m3/hSYKe297 膨胀机净发电量480kW,烟气量68100 m3/h(2)蒸汽直喷型螺杆膨胀发电机可以使用蒸汽的温度范围为>135℃,压力高于0.315MPa(a)。

气源条件不同,发电量不同。

定义名义工况进气0.42 MPa(a),排气0.105 MPa(a)不同气量,在一定范围内可以通过膨胀机升速,减速机再拖动发电机实现。

1t/h 不同压力的水蒸汽,直接膨胀可以得到净功率如下:5)螺杆膨胀发电机外观开启式ORC膨胀机外形如下:半封闭形式ORC膨胀机:蒸汽型膨胀机6) ORC螺杆膨胀发电站外观7) 高压水蒸汽的使用方法当蒸汽的温度高于135℃,压力高于0.315MPa(a),可以使用蒸汽型螺杆膨胀发电机。

蒸汽直接膨胀到常压,然后把低压尾气送给ORC螺杆膨胀发电机继续发电,两者相加可以得到最大的发电量,甚至大于凝汽式汽轮机。

汽轮机的工作条件之一是过热水蒸汽进入汽轮机,排气也要求达到过热状态,否则会威胁汽轮机安全。

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