有机朗肯循环(ORC)中低温余热发电与工业余热利用.pptxVIP

有机朗肯循环(ORC)中低温余热发电与工业余热利用探讨基于有机朗肯循环(ORC)技术的中低温工业余热回收利用,为企业节能减排提供有效解决方案。通过对ORC系统结构及运行特性的分析,阐述其在工业余热发电中的应用优势。作者：

背景介绍能源消耗与环境问题随着工业化进程加快,能源消耗不断增加,造成严重的环境污染问题,亟需新的技术手段来提高能源利用率。余热资源丰富工业生产过程中产生大量的低品位余热,如果得不到合理利用,将导致严重的能源浪费。高效利用余热需求迫切需要研发新型余热利用技术,以提高余热回收利用率,实现能源节约和环境保护的目标。

余热发电概述工业生产过程中产生的余热在工业生产中，很多过程都会产生大量的余热,如燃烧、化学反应等。这些余热通常被排放到环境中浪费掉,造成能源和资源的严重损失。余热发电技术的应用余热发电技术可以将这些工业余热转化为电力,提高能源利用效率,降低生产成本和环境排放。这已成为工业节能和清洁生产的重要手段之一。有机朗肯循环技术有机朗肯循环(ORC)技术是余热发电的主要方式之一,它可利用低温中低品位余热发电,广泛应用于工业、电力、建筑等领域。

余热发电的优势能源效率提高利用原本浪费的低温余热发电,可以提高整体能源利用效率,减少能源消耗。环境影响小相比传统发电方式,余热发电无需额外燃料,减少了碳排放和污染物排放。经济效益显著余热发电无需投资新建发电设备,能源来源便利，具有良好的投资回报率。应用灵活广泛余热发电可广泛应用于各种工业领域的余热回收利用,具有很强的适用性。

传统余热发电技术高温余热利用传统的余热发电技术主要利用高温烟气或蒸汽作为热源,采用蒸汽轮机进行低压发电。这种技术成熟可靠,但仅适用于高温余热资源。热电联产热电联产技术将发电过程中产生的余热利用于工艺蒸汽或采暖供热,提高能源利用效率。但受限于热电供给平衡的要求。发电效率限制传统余热发电技术的发电效率一般在15-25%之间,对于中低温余热资源利用有限,存在较大的改进空间。

ORC工作原理吸热过程ORC循环以低温热源作为热量输入,使工质在蒸发器中吸收热量,发生相变并产生高压蒸汽。膨胀过程高压蒸汽推动涡轮机转子做功,从而带动发电机发电。放热过程涡轮排出的低压蒸汽在冷凝器中放热凝结为液态工质,完成闭环循环。工质循环通过循环泵将液态工质输送回到蒸发器,ORC系统得以持续运转。

ORC系统组成ORC系统主要由以下几个部件组成:工质泵:将工质从冷却器输送到汽化器汽化器:利用余热将工质从液态汽化成蒸汽涡轮机:将汽化后的工质膨胀驱动发电机发电冷凝器:将涡轮排出的工质冷凝成液态预热器:利用余热预热工质以提高系统效率

工质选择热力学特性选择合适的工质关键在于评估其热力学性质,如沸点、临界点、潜热等,确保与余热温度适配。环境友好性优选低碳环境友好型工质,如有机工质,避免使用对环境有害的工质。安全性与稳定性工质应具有良好的安全性和化学稳定性,确保在运行条件下不会发生分解、腐蚀等问题。经济性与可用性工质的价格和供给也是重要考虑因素,确保整体系统的经济性。

系统优化设计1参数优化通过对循环工质、汽轮机进口温度、蒸发温度等关键参数的敏感性分析,确定最佳的设计方案。2热力学优化采用热力学优化方法,如外生剖面法、遗传算法等,优化ORC系统的热效率和出功。3经济优化通过成本效益分析,平衡投资成本和发电收益,找到最佳的经济运行点。

机组性能分析指标传统余热发电ORC发电发电效率8-12%15-20%热量利用率35-50%60-75%单位面积发电量较低较高环境友好性较好更好通过对比分析,ORC技术相比传统余热发电在发电效率、热量利用率、单位面积发电量及环境友好性等多方面具有明显优势,能够更充分地利用低品位余热资源,提高余热利用效率。

典型应用案例ORC技术可广泛应用于各类工业余热回收利用场景,包括钢铁、水泥、化工、电力等行业。这些行业产生大量中低温余热,通过ORC系统有效转化为电力,提高能源利用效率,实现节能减排。ORC机组安装简单、运行稳定、维护方便,可根据余热温度、热量等因素灵活选择合适的ORC系统,广受行业青睐。已在许多大型工厂和电厂实现成功应用,显示出巨大的节能减排潜力。

钢铁行业余热利用高温余热回收钢铁生产过程中,高炉、焦炉、转炉等工序产生大量高温余热,可用于发电、供热等。中低温余热利用钢渣、烟气等中低温余热可用于热水供给、空气预热等,提高整体能源利用效率。余热发电技术采用有机朗肯循环等技术,可将中低温余热转化为电力,进一步提高余热利用率。

水泥行业余热利用丰富的余热资源水泥生产过程产生大量中低温余热,包括窑头烟气、窑内料层等,可利用潜力巨大。节能环保效益利用水泥厂余热发电可显著降低能耗,减少二氧化碳排放,实现节能减排的双重目标。发电与供热兼顾ORC技术可将水泥窑余热同时转化为