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“双碳”举行时!CA88节能PFHE高度适配有机朗肯循环 ,助力余热接纳发电更高质高效

“双碳”举行时!CA88节能PFHE高度适配有机朗肯循环 ,助力余热接纳发电更高质高效

2022/11/19

许多工业生产历程以能源麋集型为特点 ,会释放大宗废气和废蒸气 ,保存大宗余热。我国工业余热资源富厚 ,余热资源约占其燃料消耗总量的17%-67% ,其中可接纳率达60%。特殊是在钢铁、有色、化工、水泥、建材、石油与石化、轻工、煤炭等行业 ,余热资源约占其燃料消耗总量的17%-67% ,其中可接纳使用的余热资源约占余热总资源的60%。

 

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凭证余热资源温度的崎岖可分为高温余热(高于500℃) ,中温余热(200-500℃)和低温余热(低于200℃)。高中温余热可以直接使用 ,但低温余热一直是使用难点。在高耗能企业生长中 ,通过合理使用低温余热 ,可以大幅度节约能源 ,降低企业运行本钱。

 

低温余热发电是一项变废为宝的高效节能手艺 ,通过接纳钢铁、水泥、石化等行业生产历程中排放的中低温废烟气、蒸汽、热水等所含的低品位热量来发电。该手艺使用余热而不直接消耗能源 ,不对情形爆发任何破损和污染 ,并且有助于降低和镌汰余热气体直接排向空中所引起的对情形的污染。

 

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由于整个历程效率低下 ,加上现有手艺无法接纳废热 ,导致现代工业损失大宗能量 ,该部分能量直接进入空气或冷却系统。为有用阻止这样的能源铺张 ,有机朗肯循环低温余热发电手艺应运而生。

 

有机朗肯循环Organic Rankine Cycle ,简称ORC降低了对温度的要求 ,可高效接纳中低温余热资源(350℃以下 ,低压或常压) ,使接纳废热举行发电具有了经济可行性 ,关于提高我国能源使用率、节能减排、情形;ぞ哂兄饕庖。

 

ORC发电原理及流程

有机朗肯循环是以低沸点有机物为工质的朗肯循环 ,主要由换热器、透平、冷凝器和工质泵四大部分组成。

 

有机工质在换热器中从余热流中吸收热量 ,天生具一定压力和温度的蒸汽 ,蒸汽进入透平机械膨胀做功 ,从而发动发电机或拖动其它动力机械。从透平倾轧的蒸汽在凝汽器中向冷却水放热 ,凝聚成液态 ,最后借助工质泵重新回到换热器 ,云云一直地循环下去。

 

整个ORC发电系统包括四部分:热源回路红色管路、有机工质回路绿色管路、冷却水回路蓝色管路、电网黄色部分。

 

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ORC发电系统组成

 

1热源余热资源在图示红色管道内流动 ,进入机组的蒸发器 ,将热量转达给机组内的工质 ,热源水温度降低并脱离蒸发器 ,送入后续工艺;

2工质在图示绿色管道内往复循环流动。液态工质进入蒸发器 ,吸收热源的热量 ,成为饱和或过热蒸汽 ,进入涡轮透平机 ,热能转化为机械能 ,同时发动发电机向外输出电力。过热蒸汽工质随后进入冷凝器 ,被冷却水冷却成为液体 ,进入工质泵。工质泵驱动工质周而复始流动。

3冷却水在图示蓝色管道内流动。冷却水在水泵驱动下 ,进入机组的冷凝器 ,对工质流体举行冷却。冷却水温度升高并脱离冷凝器 ,送入冷却塔将热量散至大气情形。

4发电机发出电能 ,并入电网使用。

 

ORC发电手艺应用偏向

有机朗肯循环发电手艺可普遍用于钢铁、水泥、石化、电力、冶金、玻璃等行业 ,主要有以下几种形式。

1、工业余热接纳工业余热可镌汰工业能耗和温室气体的排放?墒褂么蟠蠖脊ひ道袒虻绯欧诺难唐 ,温度一样平常不高于400℃。

2、地热地热发电使用地热蒸汽或者热水作为热源 ,我国现在已经勘探发明的地热田均属热水型热储。所使用的地热水大多在饱和状态周围 ,温度一样平常不凌驾200℃。

3、太阳能太阳能能量密度低 ,热源温度不高 ,需接纳基于集热手艺的有机朗肯循环热电系统 ,经由集热装置后 ,温度可以抵达300℃。例如用平板集热器网络低于100℃的太阳热水作驱动热源 ,用ORC透一律组成低温太阳能热力发电系统 ,可作为漫衍式能源。

4、生物质能生物质能发电接纳有机朗肯循环主要是由于在机组规模较小时 ,有机工质具有更高的涡轮机效率。别的 ,有机朗肯循环还被用于液化自然气LNG的冷能接纳等场合。

 

 

CA88节能高效紧凑换热器

为提高有机朗肯循环系统效率 ,需要举行系统的优化设计 ,包括循环热力参数确定、工质的选择、换热器设计等。

 

换热器直接跟热源和冷源接触 ,是整个有机朗肯循环的要害装备之一 ,其换热效率对有机朗肯循环效率起到主要影响;蝗绕鞯纳杓菩枰局び嗳鹊睦嘈秃吞氐憷淳傩 ,包括蒸发器、冷凝器、预热器等 ,同时需要思量防腐、防磨、除灰除垢、降低阻力等问题。

 

扩散焊接板翅式换热器PFHE)适用于气-液以及气-气之间换热 ,与钎焊板翅式换热器较量 ,具有焊接无焊料、耐侵蚀性强(氯、酸、碱、氨、汞等)、耐崎岖温(-200~900)、耐高压(4-15MPa)、低漏率(1*10-9Pa·m3/s)、质料适用规模广(钛、不锈钢、镍白铜等)。同时 ,二次焊接对扩散焊芯体焊缝无任何影响等优点。

 

CA88节能研爆发产的PFHE适用于有机朗肯循环系统 ,体积小、大功率、焊接无焊料特点 ,兼具清静、高性能和高可靠性。

 

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CA88节能PFHE拥有高紧凑性 ,体积和重量仅为古板管壳式换热器的1/6左右。芯体内部接纳真空扩散焊接制成 ,焊接强度等同于母材 ,无焊堵危害 ,耐侵蚀性能进一步增强。它能够避免工质混淆 ,超低 ,并且有很高的热接纳效率 ,比起古板壳管式换热器越发契合有机朗肯循环系统。

 

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CA88节能PFHE已用于各ORC系统 ,包括重卡ORC系统核电ORC系统舰船ORC系统等。

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