ORC低温余热发电设备项目立项报告 .pdfVIP

关于ORC低温余热发电设备项目

立项报告

一、项目建设背景

有机朗肯循环（OrganicRankineCycle，简称ORC）是以低沸点有

机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉（或换热器）、透平、冷凝

器和工质泵四大部分组成。

朗肯循环发电系统可分为常规的水蒸气朗肯循环以及低温余热发

电两种。

常规的水蒸气朗肯循环中,工质是水蒸气,由四大设备：锅炉、汽

轮机、冷凝器和给水泵组成。工质在热力设备中不断进行等压加热、

绝热膨胀、等压放热和绝热压缩四个过程,使热能不断转化为机械能。

当利用低温有机工质（如上述的戊烷）作为循环的工质时,主要设备有：

蒸发器、汽轮机、冷凝器和循环泵等。

对于低及中等的焓热,ORC技术与常规的水蒸气朗肯循环相比有很

多优点,主要体现在回收显热方面有较高的效率,由于循环中显热/潜热

不相等,而ORC技术中此比例大。因此采用ORC技术可回收较多的热量。

目前，我国出现了大批ORC低温余热发电系统成果，有些成果已

经实现了投产，并取得了良好的运行效果。进入2014年，我国相关方

面的研究成果更多的涌现了出来，中船重工第七一二研究所研制出大

功率ORC低温余热回收发电装置，并掌握了核心技术和知识产权。开

山股份国外螺杆膨胀机业务开拓成绩颇多，并在积极进行国内推广，

螺杆膨胀机成为该集团的重点和明星业务之一，汉钟精机拥有整体解

决方案，并在积极谋划布局市场。银轮股份ORC系统研发获重大突破，

开山股份船用ORC系统样机已试制成功，并准备进一步完善和推广。

博尔能源国内首台低温余热ORC透平发电机组成功投入商业化运营，

首套兆瓦级ORC低温余热综合利用项目在包钢投入使用并且运行效果

较好。

这些成绩和事迹说明，我国在ORC低温余热发电系统方面已经取

得了很多研究成果，并在积极开展推广和深入研究。

2017年我国ORC低温余热发电系统行业产量约43.2万千瓦，同比

2016年的35.4万千瓦增长了22.03%。

2017年我国ORC低温余热发电系统需求量约42.6万千瓦，同比

2016年的34.8万千瓦增长了22.41%。

我国在ORC低温余热发电系统市场的发展是正向的，其环保节能

的优势不仅是降低了企业的生产成本，在工作运转中，更是具有常规

发电系统所缺乏的优势。

国内开展ORC低温余热发电系统的研究单位较多，包括清华大学

热科学与动力工程教育部重点实验室、中国船舶重工集团公司第七一

二研究所、中国船舶重工集团公司第七一一研究所、天津大学中低温

热能高效利用教育部重点实验室等；另外，ORC低温余热发电主要制造

单位包括开山股份、博尔能源、银轮股份等多个公司，行业集中度相

对来说较一般，市场竞争较为激烈。

ORC低温发电技术，其低温热源是工业过程废热、太阳能、海洋温

差、地热等清洁能源，技术突破点在于研究更低的热源温度以驱动透

平做功发电，以适应更多的工况条件。尽管发电效率低于传统火电，

但由于使用的是清洁能源及工业过程中被废弃的低品质余热，因此在

国际能源市场发展迅速。

ORC行业的未来市场不在工业余热，而是在新能源领域。

1.工业余热的合同能源管理电价不容易统一费用，但是新能源可

以根据国家政策进行效益核算，比如光热发电上网电价就是1.2元/度。

2.工业余热发电通常工况不稳定，要根据各个热源进行个性化的

设计，不容易实现标准化、批量化生产。

3.但是，中国目前ORC的市场仍然是以工业余热，新能源领域是

未来时。

经过多年的发展，经济社会发展又处在一个新的历史起点。展望

“十三五”，既面临着难得的历史机遇，也存在诸多风险挑战。

从国际形势看，世界经济在深度调整中曲折复苏，发达国家加快

推动再工业化和制造业回归，其他发展中国家竞相推进工业化进程，

我国产业发展面临高端回流和中低端分流的“双向挤压”，作为传统

重工业城市受到的冲击更加明显。同时，随着全球产业升级调整出现

新趋势，新科学、新技术不断进步，为经济结构调整和产业升级提供

后发优势，为进一步扩大开放、加强对外合作提供新机遇。

从国内形势看，新常态下我国经济发展表现出速度变化、结构优

化、动力转换三大特点，拥有的传统要素优势逐步减弱，实现传