成果详情
针对工业余热回收的ORC发电技术

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研发背景
有机工质朗肯循环(Organic Rankine Cycle,简称ORC)技术,是针对85-200℃的工业低品质放散余热利用而设计的发电系统。

应用范围
  ORC余热发电的应用范围,主要针对工业生产过程中,放散到环境中的0.3MPa以下,85-120℃的热液、乏汽或各种工业制成品的余热回收利用。

技术路线及原理
ORC余热发电系统的工作原理和汽轮机发电机组相同,只是常规的汽轮机发电机组使用的工作工质是水,而ORC发电机组使用的是有机物质(R245、R123)。有机工质的选定由余热的温度决定,不同的温度选用不同的工质,常用的工质有R134、R245fa是目前国际通用的工质,安全可靠、无毒不易燃,物理化学特性稳定。利用有机工质低沸点特性(35-65℃蒸发)回收工业余热。

技术特色
ORC发电系统的主要配置有蒸发器、螺杆膨胀机、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。当工业余热热源进入ORC系统的蒸发器一次侧时,工质泵将液态工质泵入蒸发器,有机工质在蒸发器(二次侧)内与余热源进行热交换,有机工质在蒸发器内汽化,相变为具有一定压力的气体,同时由液态相变为气态;有机工质气体通过膨胀机,将自身压力能和热能转换成机械能,做功后工质气体的温度和压力降低,呈气液两相状态,膨胀机拖动发电机将机械能转换成电能;做功后气液两相工质,在冷凝器内全部冷凝为全液相,进入储液槽;冷凝后的液态工质由工质泵再次泵入蒸发器进行下一个做功循环。

经济效益分析
ORC发电装置由于系统复杂,技术难度大,各种部件品质要求高,工程造价比汽轮发电机组要高二到三倍。各地工业用电,峰谷平均电价一般在0.6-0.8元,投资回收期一般约为3-4年。