低品位工業(yè)余熱高效利用2.29

低品位工業(yè)余熱發(fā)電

天津快透平科技發(fā)展有限公司天津市空港經(jīng)濟(jì)區(qū)航空路278號(hào)2017.2.17在中國(guó)，各主要工業(yè)部門的余熱資源率平均達(dá)7.3%，而余熱資源回收率僅34.9%。低品位工業(yè)余熱（溫度<230℃、壓力<1.6MPa），具有規(guī)模小、波動(dòng)頻繁、回收難度大的特點(diǎn)，總體回收率很可能大幅小于這個(gè)回收率34.9%的平均水平。影響工業(yè)低品質(zhì)熱源利用的主要原因：1.觀念以往我們只注重?zé)嵩粗袩岬氖褂?，忽略熱源推?dòng)機(jī)械做功能力（?）的變化。在使用中輕易對(duì)熱源減壓減溫，造成熱源品質(zhì)流失。2.技術(shù)以往受回收難度和回收效率的制約，很多低品質(zhì)熱源無(wú)法有效回收只能丟棄。使用環(huán)節(jié)--壓差發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中當(dāng)蒸汽壓力、溫度高于工藝要求時(shí)，最普遍的做法就是安裝減壓閥節(jié)流降壓、噴入冷卻水降溫。忽略散熱損失，蒸汽經(jīng)過(guò)減壓減溫后，攜帶的總熱量沒(méi)有減少。根據(jù)熱量守恒的觀點(diǎn)計(jì)算，使用減壓閥不存在能量損失，因此認(rèn)為該方法簡(jiǎn)單高效。然而以上，熱量守恒算法只考慮了熱源中“熱”的數(shù)量的變化情況，卻沒(méi)有反映減溫減壓過(guò)程蒸汽做功能力的變化。事實(shí)上，蒸汽節(jié)流減壓是不可逆過(guò)程，在該過(guò)程中蒸汽做功能力被大大削弱了。減溫減壓過(guò)程蒸汽做功能力的變化使用減壓閥減壓，蒸汽的做功能力被平白削弱，沒(méi)有帶來(lái)任何收益。如果減壓過(guò)程在透平機(jī)械內(nèi)按設(shè)計(jì)要求膨脹，就能夠完成減壓目標(biāo)的同時(shí)，順帶把浪費(fèi)的做功能力轉(zhuǎn)化為電，真正實(shí)現(xiàn)蒸汽能量的高效利用。（壓差發(fā)電熱—電轉(zhuǎn)化效率接近100%，遠(yuǎn)高于常規(guī)朗肯循環(huán)電站40%的熱效率。）壓差發(fā)電系統(tǒng)示意圖利用壓差發(fā)電，只是提取了蒸汽的做功能力，工程中無(wú)任何污染物產(chǎn)生，對(duì)生產(chǎn)、對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何不良影響。理論上，壓差發(fā)電每發(fā)一度電，就可以減少燃煤電廠燃燒300克煤帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。同時(shí)，壓差發(fā)電項(xiàng)目帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收益也非?？捎^。10t/h,1.3MPa飽和蒸汽降壓發(fā)電收益進(jìn)口表壓1.31.31.31.3MPa出口表壓10.80.60.4MPa蒸汽量10101010t/h出口冷凝水量0.160.280.430.62t/h發(fā)電功率107.11196.70309.21460.25kW年工作小時(shí)數(shù)7200720072007200h/年年發(fā)電77.12141.62222.63331.38萬(wàn)度電價(jià)0.800.800.800.80元/度發(fā)電收益61.70113.30178.10265.10萬(wàn)元增購(gòu)蒸汽0.190.340.520.75t/小時(shí)蒸汽單價(jià)208208208208元/t增加消耗39.7470.43107.33155.97元/小時(shí)綜合收益45.9586.93140.03212.24元/小時(shí)年綜合收益33.0862.59100.82152.81萬(wàn)元/年排放環(huán)節(jié)--廢熱發(fā)電當(dāng)熱源溫度、壓力低于生產(chǎn)工藝要求時(shí)，很多熱量、攜能介質(zhì)都因無(wú)法利用而丟棄，造成巨大浪費(fèi)。例如：1.無(wú)壓或低壓蒸汽的直接放散2.80-100℃熱水直接排放或經(jīng)冷卻塔降溫以下給出了較典型余熱資源回收利用收益情況。1t/h、100℃、0.01MPa飽和蒸汽的回收發(fā)電收益情況項(xiàng)目參數(shù)單位蒸汽溫度103℃蒸汽絕對(duì)壓力0.11MPA蒸汽排放量1t/h凝汽溫度42℃發(fā)電功率87.8kW年工作小時(shí)數(shù)7200h年發(fā)電63.216萬(wàn)度電價(jià)0.8元/度發(fā)電收益50.57萬(wàn)元/年100t/h，80℃熱水回收發(fā)電收益情況項(xiàng)目參數(shù)單位熱水溫度80℃絕對(duì)壓力0.1MPA熱水流量100t/h排水溫度63℃發(fā)電功率92.1kW年工作小時(shí)數(shù)7200h年發(fā)電66.31萬(wàn)度電價(jià)0.8元/度發(fā)電收益53.0萬(wàn)元/年工程實(shí)施根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，余熱發(fā)電站可集成為撬裝或集裝箱內(nèi)，能作為模塊非常方便的嵌入已有系統(tǒng)中。余熱電站運(yùn)行高度自動(dòng)化，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)行。電力并網(wǎng)設(shè)備成熟可靠，回收得到的電能一般就近供生產(chǎn)使用。典型方案我們天津快透平科技發(fā)展有限公司是一家專門從事流體機(jī)械及系統(tǒng)研究、開(kāi)發(fā)、制造和銷售的高技術(shù)公司，公司的所有產(chǎn)品均為自行研發(fā)制造，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。產(chǎn)品包括：徑流、軸流壓縮機(jī)和渦輪；單螺桿壓縮機(jī)和膨脹機(jī)、高速永磁變頻電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，以及由上述產(chǎn)品為核心所組成的應(yīng)用系統(tǒng)。為某企業(yè)定制的渦輪膨脹機(jī)壓差電站

三維設(shè)計(jì)圖（在建）渦輪壓縮機(jī)及高速電機(jī)為核心的MV