利用球团烟气余热发电的可行性

2017-07-31于文华赵立荣

环球市场信息导报 2016年22期

关键词：集热器工质螺杆

于文华　赵立荣

由于当前我国能源利用率低、生态环境压力大，文章通过介绍余热回收利用现状，针对国内球团厂的排废烟气，阐述了利用废弃余热发电的方案以及取得的经济效益，探讨利用球团烟气余热发电的可行性。

项目背景及意义

余热利用现状及国家节能政策。当前我国能源利用仍存在利用效率低、经济效益差、生态环境压力大的主要问题，节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为发展战略规划的重要内容，是解决我国能源问题的重要途径。

目前我国能源利用率仅为33%左右，比发达国家低10%，至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃，因此，工业余热回收利用又被称为一种“新能源”，节能潜力巨大，已成为我国节能减排工作的一项重要内容。

国家发改委在“十二五”规划中要求：到2015年能源消耗的强度比2010年要下降16%，温室气体的排放强度要下降17%，主要污染物的排放总量要下降8～10%。要实现这些目标，其具体措施包括调整经济结构、淘汰落后产能、限制“两高”行业的发展，大力发展新兴产业、大力发展服务业。要积极推进技术进步，特别是节能减排的技术，节能减排的产品，实施节能减排重点工程，推进企业进行技术改造。

只有政府、企业、社会、群体的共同努力，全面落实国家节能减排的目标和措施，才能实现匕述目标。

余热现状

现有热源参数如下：

中低温烟气直接排入大气，造成热量浪费，随着国家节能、减排政策的推进，挖掘企业潜力，降低生产成本势在必行，利用高温烟气发电可以废气再利用，是节能、减排措施之一。

烟气余热利用可行性分析

200℃的烟气，可以采用ORC（有机朗肯循环）余热发电技术进行发电，根据热力学的有机朗肯循环原理，利用低品位余热发电，具有机械损耗低，热能利用率高、易启动，日常维护成本低等优点，可以满足需求。

通过本项目的实施，可年发电476.784×10Kwh，年节约标煤1668吨。

烟气余热发电项目方案

ORC（有机朗肯循环）余热发电技术简介。烟气余热发电属于低品位余热利用技术，传统的以高温、高压水蒸汽做为驱动力的汽轮机发电机组不再适用，采用ORC（有机朗肯循环）系统，利用有机工质在低温下蒸发的特性，采用有机工质做为循环工质，有机工质在蒸发器内吸热蒸发，产生一定的压力，驱动螺杆膨胀机发电。ORC（有机朗肯循环）余热发电原理图如下：

本工程中采用烟气集热器分别将烟气温度由200℃降温至160℃，收集到的热量可以将63.7t/h的热水从70℃升温至159℃，作为ORC螺杆膨胀发电的热源。

159℃的热水进入ORC机组的蒸发器，使低温液体有机工质吸热转变为有机工质蒸汽，工质蒸气进入螺杆膨胀机膨胀，驱动发电机发电；从蒸发器排出的热水再进入预热器加热即将进入蒸发器的液体工质；从预热器排出的70℃热水进入烟气集热器吸收烟气热量后再升温至159℃循环使用；而膨胀发电后的工质蒸气则进入蒸发式冷凝器冷凝为液体，再进入预热器循环使用。当螺杆机需检修或紧急停机时，螺杆机快关阀立即关闭，集热器进水阀门切断，循环水储存在储罐中，不影响前续工艺正常生产。

项目目标。总装机容量为：950 kw；净发电量为：602 kW。

方案配置

（1）ORC螺杆膨胀发电站KE950-110W-1-50一套。

a）主发电机的装机功率：950 kW；

b）蒸发式凝汽器耗水量：10.0t/h；

c）净发电功率：620kW（除去自身、蒸发冷、工质泵、油泵等耗功）

（2）热水泵2台。热水泵2台流量：80吨/小时，扬程：30m，额定功率：15kW，变频控制

（3）补水泵2台。补水泵2台流量：8吨/小时，扬程：67m，额定功率：3kW

满负荷运行时，净发电总量：620-15-3=602kW。

设备布置

螺杆膨胀发电站单台机组尺寸：一台KE950-110W-1-50长（m）×宽（m）×高（m）11*9*11，单台运行重量140吨；以上要求设备四周有1m以上的空间，安装位置要求室内（也可在室外加盖简易房），以靠近接入用户低压柜、冷却水源为最佳。

发电机组布置位置