半水煤氣热水余热发电方案.doc

安徽节源节能科技有限公司 热水发电设计方案 一、概述 节能与环保是当代全球关注的重要课题，节能减排出自我国“十一五”规划纲要，提出“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%”的要求。“十二五”提出坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点。深入贯彻节约资源和保护环境基本国策，节约能源，降低温室气体排放强度，发展循环经济，推广低碳技术，积极应对气候变化，促进经济社会发展与人口资源环境相协调，走可持续发展之路。 二、公司简介 厦门高谱科技有限公司与西安交大等多家院所合作，为用户提供余热利用整体解决方案，是余热利用装备集成供应商、服务商。 从事工业余热利用及相关产品的研发、生产、销售和服务。拥有丰富的工程经验和技术积累，掌握了低温余热发电的核心技术和装备设计制造技术，透平技术处于国际领先水平。秉承“创造一流品质，追求卓越服务”的宗旨，本着“团结、拼搏、创新、共赢”的经营理念，坚持能源节约与环境保护并举的方针，致力于现代科技与实际应用的完美结合。 三、设计方案 1、余热参数 1.1热水流量：100t/h； 1.2进水95℃、出水67℃。 2、装机方案 按余热参数订制一台PF220-S95热水型ORC螺杆膨胀发电机组，装机容量220kw。 3、机组技术参数 序号 名 称 单 位 数 值 备 注 1 热水流量 t/h 100 2 进水温度 ℃ 95 3 出水温度 ℃ 67 4 装机容量 kw 220 5 净发电量 kw 170 ±5％ 6 螺杆机转速 r/min 3000 7 发电机转速 r/min 3000 8 输出电压 V 380 9 输出频率 Ha 50 10 冷却循环水量 t/h 300 仅限水冷 11 进水温度 ℃ 28 12 出水温度 ℃ 33 13 机组自用电 kw 15 不含冷却系统 14 机组外形尺寸 mm 6000×1500×1900 注：净电量误差允许±5％ 4、ORC（有机朗肯循环）发电机组简介 4.1工艺流程： 4.2机组外形 4.3 ORC发电机组的应用 ORC发电机组是针对85-200℃的余热利用而设计生产的发电装置。和国外相关设备相比较，造价低维护方便，更适合中国国情。具 有完全自主知识产权。填补了国内低温余热发电装置的空白。主要应用于： 4.3.1 200℃以下烟气余热发电； 4.3.2 0.2MPa以下，100-130℃饱和蒸汽、泛汽和各种工业气体发电； 4.3.3 85℃以上流体（如热水、化工行业的热物液等）发电。 4.4、ORC发电装置的工作原理 工作原理与朗肯循环热机相同，常规火电厂的汽轮机发电机组使用的介质是水，而ORC发电机组使用的是有机物质。有机介质的选定是由余热的温度水平决定的，不同的温度选用不同的介质，常用的介质有R134、R245fa和各种烷类等。利用有机介质的低沸点特性（35-65℃蒸发），当余热温度大于介质蒸发温度时，有机介质在蒸发器内汽化，相变为具有一定压力的气体，推动螺杆或透平膨胀机做功，螺杆机或透平机拖动发电机发电。做功后有机介质气体的温度和压力下降，从螺杆机或透平机排出时为气液两相，经冷凝器冷凝为全液相，进入储液槽，工质泵将液态工质泵入蒸发器，完成一个做功循环。 4.5、机组工作 热水、低压饱和蒸汽、热物液、烟气经蒸发器流出，有机工质在蒸发器内汽化，当温度达到70℃时，工质气体压力达到1.0-1.5MPa,推动螺杆膨胀机旋转拖动发电机，经冷凝器冷凝后进入集液槽，由工质泵泵入蒸发器，输出电力并入电网。 4.6、ORC发电装置效率 ORC发电装置效率比中、高温水平的汽轮机发电要低很多，ORC发电效率一般在3-10％左右，目前世界各国的技术水平都是这样，这是ORC发电机组的自身特性决定的。ORC发电装置对环境温度敏感，相同的余热和机组，在不同的地区使用，因为环境温度的高低，决定了介质的冷凝温度高低，所以也决定了发电量的高低。当冷凝温度降低20-30℃时，发电量成倍增长，南方和北方发电量相差近一倍。北方平均环境温度低，发电量大。南方则发电量明显减小。 4.7、ORC发电装置的主要配置及功用 主要配置有蒸发器、螺杆膨胀机或透平膨胀机、发电机、冷凝器、工质泵、再热器、快速关断阀、系统自动控制和并联网设备。 4.7.1 蒸发器功用：蒸发器相当于汽轮机发电系统中的锅炉，有机工质在蒸发器内与余热源进行热交换，由液态变为具有相当压力的气态； 4.7.2 螺杆膨胀机或透平膨胀机功用：将有机介质气体的压力能和热焓转换成机械能； 4.7.3 发电机功用：将机械能转换成电能； 4.7.4 冷凝器功用：将做功后气液两相介质冷凝为液体； 4.7.5 工质泵功用：将液态有机工质泵入蒸发器 4.7.6 快速关断阀功用：当发电装置出现故