我国明确在《节能中长期发展专项规划》中提出余热余压利用工程是十大重点节能工程之一。
在推动工业节能方面部署愈加完善,重点推进电力、煤炭、钢铁、有色金属、石油化工、化工、纺织、印染等行业节能减排,加大力度推进减排技术的广泛应用,实现对工业余热的综合梯级利用。
据数据显示我国能源利用率仅为33%左右,较于发达国家低约10%,其中至少50%的工业耗能以各种形式的余热直接废弃,其中温度低于350℃以下的低温余热占总余热量的60%。
传统的发电技术的工作参数大多为高参数、大容量,无法利用这部分比较分散但是又有巨大总量的能源,这也直接导致了我国能源形式的严峻。
传统的发电设备系统构成复杂,锅炉给水需要除氧、除盐,在锅炉部件及管路上需要设置排污及疏放水管路;凝结器里需保持较高的真空度,要设置真空维持系统。透平进排气压力低,蒸汽体积较大,透平通流面积较大。通常透平进口蒸汽需具有一定的过热度,在余热锅炉中必然要设置过热蒸汽加热段,余热锅炉的结构比较复杂。需要较多的运行、维修人员,运行成本高,单机容量较大,系统满负荷运行率低。一般只适用于烟气温度高于350°C 以上的余热。
有机工质朗肯(ORC)循环发电技术弥补了350℃以下低压余热无法利用的空白,可高效回收低温余热资源,这对于我国提升能源利用率具有重大的意义。
低沸点特性的液态有机工质在蒸发器里从低温热源中吸收热量后蒸发成为较高压力的气态工质,进而推动透平膨胀机做功并带动发电机转动而发电。在透平机中做完功的工质乏气经过冷凝器重新冷却为液体,由循环泵打回蒸发器,再次吸热蒸发,由此循环。
此系统能够完全实现低温余热回收发电的最低余热资源达85℃,这是常规发电技术无法达到的,大大拓宽了可回收的余热资源范围。不仅如此,0.1MPa以上蒸汽、200 ℃以上烟气都是可回收的低压热源。
国内对于ORC发电技术研究的公司较多,但是多家仍在深入解决理论研究与工程实际相结合的问题,目前弘旭科技对于ORC发电技术研究已经突破多项关键技术攻克,是全球首家将双透平膨胀机、高速永磁同步发电机、同轴直联净密封、变速恒频并网控制等世界顶级技术融入其中。
双透平膨胀机采用双叶轮设计,充分利用机械能使转换效率得到了很大幅度的提高。
高速永磁同步发电机,采用稀土永磁转子,增大气隙磁密度的同时,发电机体积进一步降低,实现发电机体积最小化,提高功率质量比。发电机无电励磁,没有电磁损耗和电刷滑环间的摩擦接触损耗,机电转换效率可达97%。
静密封技术的研发有效防止有机介质泄露,解决了行业内工质泄漏的弊端,提高了机组稳定性,极大的降低了设备运行成本,同时变速恒频并网控制技术也能适应热源大幅度工况变动,使间断式工矿企业余热充分转化为电能。
技术的变革必将掀起新的能源利用高潮,在推进绿色低碳技术研发和推广应用,建设绿色制造和服务体系工作上,弘旭科技也会一直争做好行业示范企业。