低溫發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介

1、低溫發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介山西易通環(huán)能科技集團(tuán)有限公司2014228山西易通環(huán)能科技集團(tuán)有限公司情況簡(jiǎn)介山西易通環(huán)能科技集團(tuán)有限公司系從事工業(yè)余熱及地源熱綜合利用節(jié)能環(huán) 保技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、工程承建、技術(shù)服務(wù)于一體的科技型企業(yè)； 長(zhǎng)期為高耗能企業(yè)提供相應(yīng)的節(jié)能減排方案并提供相應(yīng)的節(jié)能設(shè)備的生產(chǎn)和節(jié) 能工程項(xiàng)目施工管理的企業(yè)。該公司主要生產(chǎn)的產(chǎn)品有：低溫發(fā)電機(jī)組、雙螺桿 膨脹機(jī)、雙螺桿空壓機(jī)、礦山污水凈化設(shè)備、地源熱利用成套設(shè)備、高效磁力選 礦系列產(chǎn)品等。2012年與天津大學(xué)通過(guò)科技成果轉(zhuǎn)讓與研發(fā)戰(zhàn)略合作，成為國(guó)家“973”課題成果受讓和延續(xù)研發(fā)示范單位；2013年10月16日，我國(guó)首臺(tái)雙循環(huán)

2、全流發(fā) 電機(jī)組在山西易通集團(tuán)的生產(chǎn)車(chē)間成功下線。該機(jī)組采用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、世界先進(jìn)的低溫發(fā)電技術(shù)，為低溫余熱回收利用領(lǐng)域開(kāi)辟了新的天地， 它的應(yīng)用標(biāo)志著我國(guó) 低溫?zé)嵩蠢寐实奶岣?，有望?shí)現(xiàn)低溫區(qū)余熱梯級(jí)利用。低溫余熱發(fā)電技術(shù)是國(guó) 家科技部多年立項(xiàng)連續(xù)支持并取得了科研成果的“ 973”科技項(xiàng)目，天津大學(xué)與 易通集團(tuán)合作開(kāi)發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的天易系列化低溫雙循環(huán)全流發(fā)電 機(jī)組。、低溫發(fā)電技術(shù)應(yīng)用背景我國(guó)八大能耗企業(yè)使用的能源占工業(yè)能源使用量的 70%以上，由于熱能使用 方式必定會(huì)帶來(lái)廢熱的排放，因此工業(yè)余熱的排放量是十分驚人的。 這些廢熱的 排放造成能源利用的極大浪費(fèi)，也是造成溫室效應(yīng)的主要因素。

3、目前溫度低于150 C的熱能無(wú)法實(shí)現(xiàn)發(fā)電利用，在無(wú)直接熱利用的條件下, 基本排放到大氣中，造成極大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染，這種工業(yè)余熱的總量是非 常巨大的。如鋼鐵冶金行業(yè)、熱電行業(yè)、煤炭行業(yè)、石油煉化行業(yè)、化工行業(yè)、建材加工行業(yè)、食品加工行業(yè)等（圖1）都有工藝循環(huán)冷卻水、煙氣、乏蒸汽等 低品味能源排放。我國(guó)單位產(chǎn)值能耗比世界平均水平高2.4倍，能源利用效率比國(guó)際先進(jìn)水平低10個(gè)百分點(diǎn)，回收工業(yè)余熱可減少工業(yè)能源消耗和溫室氣體的 排放，具有巨大的節(jié)能潛力。鋼鐵行業(yè)冶金行業(yè)煤炭行業(yè)石化行業(yè)建材行業(yè)干燥行業(yè)油田行業(yè)化工行業(yè)圖1各工業(yè)余熱排放圖為充分利用大規(guī)模工業(yè)過(guò)程中的余熱，將其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的機(jī)械能、

4、電能等， 本項(xiàng)研究設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出了低溫有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)， 用于回收和轉(zhuǎn)化工業(yè)過(guò) 程中的大量余熱資源，并轉(zhuǎn)化為高品位的電能，供運(yùn)行設(shè)備再利用，同時(shí)將原余 熱進(jìn)一步降低能級(jí)后再排出系統(tǒng)，使過(guò)程能量的優(yōu)化利用達(dá)到新的水平。三、低溫余熱發(fā)電技術(shù)原理有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電是利用液態(tài)有機(jī)工質(zhì)低沸點(diǎn)蒸發(fā)的熱物理性質(zhì)，經(jīng)蒸發(fā)器與低溫?zé)嵩磽Q熱，蒸發(fā)為飽和或者過(guò)熱蒸汽，推動(dòng)膨脹機(jī)做功，將攜帶的低品位 熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，由發(fā)電機(jī)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能。膨脹后的乏汽進(jìn)入冷凝器冷凝 為飽和液體，經(jīng)工質(zhì)循環(huán)泵加壓進(jìn)入蒸發(fā)器，完成循環(huán)，流程如圖2所示，除有機(jī)工質(zhì)循環(huán)之外，還有低溫?zé)嵩摧d體的循環(huán)和冷卻系統(tǒng)的循環(huán)。 圖3的T-S以及

5、P-V圖中a b c c e為理想的循環(huán)過(guò)程，可以理想化為兩個(gè)等壓過(guò)程（定壓 蒸發(fā)過(guò)程c d e a和定壓冷凝過(guò)程b c）和兩個(gè)等熵過(guò)程（等熵膨脹過(guò)程 a b和等熵壓縮過(guò)程c c）。圖中，a b c c d e a的面積代表了發(fā)電 量；而c d e a表示蒸發(fā)器中有機(jī)工質(zhì)的吸熱量；c c是工質(zhì)循環(huán)泵對(duì)工質(zhì) 液體的等熵壓縮過(guò)程。熱水回水e熱水供水冷卻水供水冷卻水回水圖2低溫有機(jī)工質(zhì)雙循環(huán)發(fā)電流程圖圖3朗肯循環(huán)圖（a:P-V圖；b:T-S圖）低溫有機(jī)工質(zhì)雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與單循環(huán)系統(tǒng)相比具有兩方面優(yōu)越性：第一， 作為換熱介質(zhì)的有機(jī)工質(zhì)在一個(gè)封閉的回路里循環(huán)工作，只要設(shè)備的密封性良 好，有機(jī)工質(zhì)的質(zhì)量不

6、會(huì)發(fā)生變化；第二，有機(jī)工質(zhì)的種類(lèi)很多，不同工質(zhì)都有 其最適宜發(fā)電的工況，因此雙循環(huán)系統(tǒng)可以根據(jù)不同的工況采用最適合的工質(zhì)發(fā) 電，靈活性比較強(qiáng)。四、低溫余熱發(fā)電機(jī)組主要設(shè)備簡(jiǎn)介1）換熱器低溫余熱發(fā)電機(jī)組的換熱器包括三個(gè)部分：預(yù)熱器、蒸發(fā)器、冷凝器。預(yù)熱器與蒸發(fā)器是機(jī)組的取熱設(shè)備，負(fù)責(zé)將能量從余熱流體中吸收出來(lái)。 取 熱技術(shù)是余熱利用發(fā)電的第一步，只有確定出理想的取熱方式和相應(yīng)的換熱器形 式，才可以完成后續(xù)的發(fā)電過(guò)程。針對(duì)低溫發(fā)電換熱特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了 殼管式預(yù)熱器+滿液式蒸發(fā)器”的組合式蒸 發(fā)器，利用殼管式換熱器為過(guò)冷液體提供較大換熱流程，以滿足較大溫升；利用滿液式蒸發(fā)器高效的沸騰換熱和儲(chǔ)液量大，穩(wěn)定

7、的提供有機(jī)工質(zhì)的飽和蒸汽。在 組合式蒸發(fā)器中，預(yù)熱器將過(guò)冷液體加熱到接近飽和，而蒸發(fā)器出口的工質(zhì)氣體 過(guò)熱度在1 °C左右。而冷凝器是發(fā)電機(jī)組的散熱設(shè)備，在有機(jī)朗肯循環(huán)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，冷凝器至 關(guān)重要，良好的散熱效果，可以降低冷凝溫度，提高發(fā)電效率?？梢愿鶕?jù)不同的 實(shí)際情況選用不同的冷凝器：蒸發(fā)式冷凝器。管殼式冷凝器、風(fēng)冷式冷凝器。換熱技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)是：加大低溫余熱的取熱溫差，以便能夠更大量地利用低溫余熱，目前的單級(jí)換熱取熱溫差可達(dá)到20 C以上，如管殼式換熱器。降低流體間的換熱溫差，以使發(fā)電溫度盡可能提高，并以提高換熱設(shè)備的熱效率。目前的換熱技術(shù)可使流體間的換熱溫差最小可達(dá)到1C

8、,如板式換熱器和熱管式換熱器。管殼式換熱器板式換熱器熱管式換熱器圖4各種換熱器目前的換熱器（各種換熱器圖如圖 4所示）很難兼顧上述兩種優(yōu)良的品質(zhì)， 同時(shí)工業(yè)余熱的形態(tài)復(fù)雜，余熱流體中的成分復(fù)雜，內(nèi)含酸性物質(zhì)和顆粒物質(zhì)是 常見(jiàn)的。因此取熱用換熱器需要你根據(jù)實(shí)際情況采用不同的材質(zhì)和形式以解決換 熱設(shè)備的防酸問(wèn)題和防堵問(wèn)題。2）螺桿膨脹機(jī)余熱發(fā)電機(jī)組采用汽液全流雙螺桿膨脹機(jī)作為系統(tǒng)的機(jī)械動(dòng)力輸出設(shè)備，螺桿膨脹機(jī)是一種依據(jù)容積變化原理工作的雙軸回轉(zhuǎn)式螺桿機(jī)械。它的結(jié)構(gòu)與螺桿壓縮機(jī)基本相同，主要由一對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子、缸體、軸承、同步齒輪、密封組件以及 聯(lián)軸節(jié)等零件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其氣缸呈兩圓相交的“”字形，兩

9、根按一定傳 動(dòng)比反向旋轉(zhuǎn)相互嚙合的螺旋形陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子平行地置于氣缸中。其工作過(guò)程如下 圖：進(jìn)氣過(guò)程封閉劉稈膨脹過(guò)程樣氣過(guò)程圖5螺桿膨脹機(jī)的工作過(guò)程它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單運(yùn)行平穩(wěn)、易維護(hù)、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)，是目前唯一能適應(yīng)汽、水兩相介質(zhì)的動(dòng)力機(jī)。與汽輪機(jī)相比，他不需要對(duì)工質(zhì)的過(guò)熱度進(jìn)行嚴(yán)格控制, 拓寬了發(fā)電機(jī)組的適用領(lǐng)域。目前天津大學(xué)與易通集團(tuán)正全力開(kāi)發(fā)更加高效的螺桿膨脹機(jī)，從其機(jī)體的形式和螺桿的線型入手，新一代的螺桿膨脹機(jī)必將會(huì)對(duì)整個(gè)發(fā)電機(jī)組性能的提升和 發(fā)電效率的提高產(chǎn)生巨大的提升。3）上網(wǎng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)：含機(jī)組控制設(shè)備和發(fā)電上網(wǎng)電氣兩部分組成。 機(jī)組控制可實(shí)現(xiàn)無(wú) 人值守，并實(shí)時(shí)采集和記錄發(fā)電機(jī)組的運(yùn)

10、行數(shù)據(jù)；并網(wǎng)方式采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)并網(wǎng)和下網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)變負(fù)荷狀態(tài)的并網(wǎng)和掛網(wǎng)技術(shù)， 達(dá)到高效、節(jié)能、穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化控制的目的，并最大程度地減少操作崗位定員， 以降低成本。并網(wǎng)送電后，電能直接輸入企業(yè)的電網(wǎng)，驅(qū)動(dòng)各種用電器，并網(wǎng)不會(huì)對(duì)電網(wǎng) 的供電品質(zhì)帶來(lái)任何影響。機(jī)組的自動(dòng)保護(hù)控制系統(tǒng)，會(huì)在機(jī)組遇到突發(fā)情況下， 迅速切斷發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的連接，并且降低螺桿機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 確保電網(wǎng)和發(fā) 電機(jī)的安全。五、低溫余熱發(fā)電技術(shù)研究進(jìn)展1992天津大學(xué)承擔(dān)國(guó)家 八五”攻關(guān)計(jì)劃完成單循環(huán)全流發(fā)電機(jī)組（見(jiàn)圖6）， 已經(jīng)投入使用，主要用于150C以上的余熱發(fā)電，最大機(jī)組已經(jīng)達(dá)到 500 kW

11、左 右；目前國(guó)內(nèi)企業(yè)的低溫發(fā)電機(jī)組的最低發(fā)電溫度一般在120C以上。如江西華電、開(kāi)山集團(tuán)等。美國(guó) UTC聯(lián)合技術(shù)公司最早開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)工業(yè)級(jí)機(jī)組技術(shù)，最低 發(fā)電溫度為80C，使用渦旋式動(dòng)力膨脹機(jī)，發(fā)電功率 260 kW （如圖7所示）;法 國(guó)目前尚在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)過(guò)程中，最低發(fā)電溫度為80E，使用雙螺桿式動(dòng)力膨脹機(jī)，發(fā)電功率50 kW （如圖8所示）。圖6項(xiàng)目試驗(yàn)機(jī)組圖7美國(guó)發(fā)電機(jī)組圖8法國(guó)發(fā)電機(jī)組2009年天津大學(xué)承擔(dān)國(guó)家“九七三”計(jì)劃研究的雙循環(huán)全流發(fā)電技術(shù)，主 要用于6090C的自然能、工業(yè)余熱能實(shí)施發(fā)電。適用于工業(yè)冷卻水、工業(yè)排放 蒸汽等余熱資源。圖9為本項(xiàng)目10千瓦低溫?zé)崴l(fā)電機(jī)組檢測(cè)運(yùn)行照片

12、。制用實(shí)現(xiàn)直接發(fā)魄迖網(wǎng)試絵瞬件：冷去母退：tir 攔*逋呈；2Stri 冷*隆瑩t有妙崑申Mr 9.2KW 4目豊爭(zhēng)電布如無(wú)助坊華z Z87 探吒珈辛三3 64ICW 曲聿血?jiǎng)?chuàng)=0.954圖9 10千瓦低溫?zé)崴l(fā)電機(jī)組檢測(cè)運(yùn)行圖本技術(shù)及產(chǎn)品主要的技術(shù)特點(diǎn)為：實(shí)現(xiàn)60 C以上的低溫余熱發(fā)電，這是目前環(huán)境溫度下，國(guó)內(nèi)外最低的發(fā)電 溫度；較好實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，提高一次能源利用率，具有明顯的節(jié)能效果?？苫厥崭鞣N形態(tài)的工業(yè)余熱，使排放溫度極大地降低；回收余熱發(fā)電后可降 低環(huán)境排放廢熱量和溫度，環(huán)境效益明顯。利用余熱生產(chǎn)工業(yè)電力，節(jié)省等量的生產(chǎn)用電；系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 并網(wǎng)及下網(wǎng)，適合熱量和溫度波

13、動(dòng)的發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程；建設(shè)及運(yùn)行方便、運(yùn)行費(fèi)用較低。余熱產(chǎn)生發(fā)電效益，變廢熱為資源，是可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)模式，發(fā)展前景廣 闊。本系統(tǒng)與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)系統(tǒng)相比，有以下優(yōu)勢(shì)：采用有機(jī)工質(zhì)飽和蒸汽膨脹：采用雙螺桿膨脹機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽輪機(jī)， 膨脹效 率高，適用于各種相態(tài)的流體；新型的發(fā)電工質(zhì)TD-2#完成了 55-65 C低溫?zé)嵩窗l(fā)電運(yùn)行測(cè)試，能更有效的 利用工業(yè)余熱；新型發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)：利用天津大學(xué)所設(shè)計(jì)的組合式蒸發(fā)器，可穩(wěn)定的產(chǎn)生 有機(jī)工質(zhì)飽和蒸汽，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠。簡(jiǎn)易的機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：機(jī)組采用了內(nèi)潤(rùn)滑技術(shù)，是設(shè)備的自耗電量減少，結(jié) 構(gòu)形式簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，維修方便。對(duì)比以上技術(shù)特征可見(jiàn)，本項(xiàng)目的技

14、術(shù)水平在國(guó)際上是先進(jìn)的， 不低于國(guó)際 現(xiàn)有的發(fā)展水平。在國(guó)內(nèi)是領(lǐng)先的，產(chǎn)品的優(yōu)秀性能將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)的空白。2012八月份天津大學(xué)與山西易通環(huán)能科技集團(tuán)有限公司合作至今，不斷優(yōu) 化低溫余熱發(fā)電機(jī)組，使其更加適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用，目前低溫發(fā)電裝備的單機(jī)容量已 經(jīng)達(dá)到300 kWh。六、低溫余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域能源領(lǐng)域中的生產(chǎn)工藝一般都伴隨著工業(yè)余熱的產(chǎn)生， 而我國(guó)八大能源行業(yè) 的能源消耗量占我國(guó)工業(yè)能耗的 70%以上。本項(xiàng)技術(shù)將為工業(yè)余熱提供相應(yīng)的發(fā) 電裝備。目前低溫發(fā)電裝備的單機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到 300 kWh。圖10300 kWh低溫發(fā)電機(jī)組以下的案例可以顯示出余熱問(wèn)題的嚴(yán)重性及本項(xiàng)技術(shù)的適用性。高爐工藝余

15、熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：冶金行業(yè)主要余熱形式：高爐沖渣水及其沖渣水蒸發(fā)出的乏蒸汽余熱的溫度及流量：沖渣水70-90r ,流量1000-1500t/h;乏蒸汽90C以上, 流量 50-80t/h余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、 環(huán)境污染高爐數(shù)量：約計(jì)1000座以上低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生2-3MWh工業(yè)電力回用，投資回收期2-4年；節(jié)能 減排濕析焦工藝余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：焦炭行業(yè)主要余熱形式：沖焦水及其沖焦水蒸發(fā)出的乏蒸汽余熱的溫度及流量：沖焦水 70-80r，流量700-1000t/h;乏蒸汽90C以上，流量 40-50t/d余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生

16、的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染煉焦?fàn)t數(shù)量：不詳?shù)蜏匕l(fā)電量及效果：產(chǎn)生 0.5-1.0MWh工業(yè)電力回用，投資回收期2-4年；節(jié)能減排干洗焦工藝余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：焦炭行業(yè)主要余熱形式：余熱鍋爐排放煙氣余熱的溫度及流量：150C，流量1-10萬(wàn)立方/時(shí)余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染煉焦?fàn)t數(shù)量：不詳?shù)蜏匕l(fā)電量及效果：產(chǎn)生 0.3-0.5MWh工業(yè)電力回用，投資回收期2-4年；節(jié)能減排工業(yè)窯爐工藝余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：建材行業(yè)主要余熱形式：窯爐排放煙氣余熱的溫度及流量：650-150C，流量2-10萬(wàn)立方/時(shí)

17、余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染工業(yè)窯爐數(shù)量：>10000個(gè)低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生0.1-1.0MWh工業(yè)電力回用，投資回收期 2-4年; 節(jié)能減排冶煉爐工藝余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：冶金行業(yè)主要余熱形式：排放煙氣余熱的溫度及流量：150-80C，流量15-20萬(wàn)立方/時(shí)余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染冶煉爐數(shù)量：>5000個(gè)低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生 0.5-1.0MWh工業(yè)電力回用，投資回收期 2-4年；節(jié)能減排燃煤發(fā)電工藝余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：電力行業(yè)主要余熱形式：鍋爐排污蒸汽、排放煙

18、氣余熱的溫度及流量：排污蒸汽溫度135C，約計(jì)流量2t/h （100噸鍋爐）；煙氣溫度150-100C，流量6-8萬(wàn)立方/時(shí)余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染鍋爐數(shù)量：超過(guò)10000臺(tái)低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生 0.5-0.8MWh工業(yè)電力回用，投資回收期 2-4年；節(jié)能減排核能發(fā)電工藝余熱反應(yīng)堆數(shù)量:不詳所屬行業(yè)領(lǐng)域：電力行業(yè)主要余熱形式：冷卻水余熱的溫度及流量：冷卻水溫度 145-200C，流量約計(jì)20萬(wàn)立方/時(shí)以上余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生

19、200-250MWh工業(yè)電力回用，投資回收期 2-4年; 節(jié)能減排電解液工藝余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：電鍍行業(yè)主要余熱形式：電解液余熱的溫度及流量：溫度85C，流量約計(jì)立方/時(shí)以上余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、 環(huán)境污染生產(chǎn)線數(shù)量：>5000條低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生MWh工業(yè)電力回用，投資回收期2-4年；節(jié)能減排化工生產(chǎn)余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：化工行業(yè)主要余熱形式：合成過(guò)程、反應(yīng)過(guò)程釋放熱余熱的溫度及流量：溫度85-120C，流量不確定余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、 環(huán)境污染過(guò)程數(shù)量：數(shù)

20、量巨大低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生工業(yè)電力回用，投資回收期2-4年；節(jié)能減排化工精餾工藝余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：化工行業(yè)主要余熱形式：精餾產(chǎn)品蒸汽冷凝熱余熱的溫度及流量：溫度85r，流量不確定余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染過(guò)程數(shù)量：數(shù)量巨大低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生工業(yè)電力回用，投資回收期2-4年；節(jié)能減排動(dòng)力設(shè)備工藝余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：不確定主要余熱形式：設(shè)備運(yùn)行廢熱余熱的溫度及流量：溫度85-120C，流量不確定余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染設(shè)備數(shù)量：數(shù)量巨大低溫發(fā)電量及效果：

21、產(chǎn)生工業(yè)電力回用，投資回收期2-4年；節(jié)能減排油田地下余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：石油開(kāi)采行業(yè)主要余熱形式：油拌水余熱的溫度及流量：溫度105-85C，流量約計(jì)100立方/時(shí)以上余熱的去處：回灌地下產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失油井?dāng)?shù)量：>5000 口低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生 0.1-0.06MWh工業(yè)電力回用，投資回收期 2-4年；節(jié)能減排煉化工藝余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：石油化工行業(yè)主要余熱形式：工業(yè)冷卻水、廢熱蒸汽余熱的溫度及流量：溫度85-70C，流量約計(jì)10萬(wàn)立方/時(shí)以上余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染企業(yè)數(shù)量：>30家低溫發(fā)電量及

22、效果：產(chǎn)生 50-100MWh工業(yè)電力回用，投資回收期 2-4年；節(jié)能減排低溫冷能工藝余冷所屬行業(yè)領(lǐng)域：天然氣行業(yè)主要余冷形式：儲(chǔ)氣罐冷能余冷的溫度及流量：溫度-165C，罐儲(chǔ)量10立方/個(gè)，冷能數(shù)量巨大余冷的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：冷能損失儲(chǔ)氣罐數(shù)量：>100 座低溫發(fā)電量及效果：使用海水或環(huán)境空氣發(fā)電約計(jì)4MWh，工業(yè)電力回用,投資回收期2-4年；節(jié)能減排造紙業(yè)余熱所屬行業(yè)領(lǐng)域：造紙行業(yè)主要余熱形式：廢熱蒸汽余熱的溫度及流量：溫度100C，流量約計(jì)4-8t/h不定余熱的去處：排放大氣產(chǎn)生的效應(yīng)與后果：熱能損失、水量損失、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染企業(yè)數(shù)量：>

23、1000家低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生 0.5-1.0MWh工業(yè)電力回用，投資回收期 2-4年；節(jié)能減排天然能源所屬行業(yè)領(lǐng)域：清潔能源主要熱形式：太陽(yáng)能、地?zé)崮軣釡囟龋簻囟?5-60 C低溫發(fā)電量及效果：產(chǎn)生工業(yè)電力回用，投資回收期2-4年，節(jié)省礦物能源。七、低溫余熱發(fā)電機(jī)組工程應(yīng)用實(shí)例1）低溫余熱發(fā)電與精餾系統(tǒng)的聯(lián)合運(yùn)行試驗(yàn)化工領(lǐng)域中精餾工藝一直是將精餾塔出來(lái)的蒸汽產(chǎn)品通過(guò)冷凝器冷凝成液 態(tài)，并將全部冷凝余熱排放到室外。這種生產(chǎn)工藝不僅浪費(fèi)能源，還造成了環(huán)境 的熱污染。針對(duì)這種現(xiàn)狀，本實(shí)驗(yàn)首次用低溫發(fā)電機(jī)組取代原系統(tǒng)中的冷凝器， 利用蒸汽余熱實(shí)施發(fā)電，在滿足原工藝要求的同時(shí)最大限度的回收這部分余熱

24、資 源，減少環(huán)境熱污染，這項(xiàng)技術(shù)的組合在化工領(lǐng)域?qū)⑹且粋€(gè)重大突破。原精餾工藝流程原精餾工藝系統(tǒng)是由導(dǎo)熱油爐循環(huán)加熱精餾塔釜中的物料， 液態(tài)的物料經(jīng)加 熱蒸發(fā)變成氣態(tài)，通過(guò)精餾塔進(jìn)入精餾塔上方的冷凝器， 氣態(tài)物料進(jìn)入冷凝器后 被冷卻水冷凝為液態(tài)進(jìn)入回液裝置， 液態(tài)物料一部分作為餾出液取出，其余部分 再由回液裝置進(jìn)入精餾塔中，如此循環(huán)。而冷卻水則回流到冷卻塔，經(jīng)冷卻后再 由水泵打入冷凝器，如此循環(huán)。具體流程如圖 7示。圖7原精餾工藝流程圖改造后的精餾工藝流程改造后的精餾工藝只是將低溫發(fā)電機(jī)組替代了原工藝中的冷凝器，其他設(shè)備流程完全不變。由精餾塔上升的氣態(tài)物料直接進(jìn)入發(fā)電機(jī)組的蒸發(fā)器側(cè)，有機(jī)工質(zhì)膨脹

25、后的乏汽進(jìn)入冷凝器冷凝成為飽和液體，由工質(zhì)循環(huán)泵加壓進(jìn)入蒸發(fā)器， 完成循環(huán)。而氣態(tài)物料被有機(jī)工質(zhì)吸收熱量后冷凝成液態(tài)流入儲(chǔ)液罐中，一部分作為回流液由液體循環(huán)泵加壓打入精餾塔中， 其余則作為餾出液取出。具體流程 如圖37所示。圖8改造后的精餾工藝流程圖2）淄博藍(lán)帆塑膠余熱發(fā)電工程工程簡(jiǎn)介本工程位于山東省淄博市某塑膠工廠。塑膠工藝生產(chǎn)中每單條生產(chǎn)線的廢氣 排放溫度在160 °C左右，每小時(shí)排放量為2萬(wàn)立方，排放前利用冷卻水冷卻至 50 C,使其中的化工原料得以冷凝回收，冷卻熱量和廢氣的剩余熱量則全部排 放大氣。同等的生產(chǎn)線該企業(yè)有 84條之多，其每天對(duì)外排放的熱量可達(dá)到140萬(wàn) kWh。

26、余熱利用本工程利用一種結(jié)合塑膠生產(chǎn)工藝，利用其過(guò)程中廢氣中的低溫余熱發(fā)電的 耦合技術(shù)與設(shè)備。利用160 C-50 C這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)的低溫?zé)嵩?，采用特定的?流發(fā)電循環(huán)，產(chǎn)生高品位電能，并將電力自用或上網(wǎng)，以解決現(xiàn)有大型化工企業(yè) 余熱利用率低及電力緊張的雙重問(wèn)題。原有塑膠工藝示意圖見(jiàn)圖9-a，生產(chǎn)線的廢熱氣（160C ）通過(guò)排放管路中進(jìn) 入水冷卻換熱器，熱量被冷卻水帶走，廢氣被冷卻至工藝要求溫度50C，進(jìn)入 后續(xù)物料回收工藝流程。而冷卻水則進(jìn)入冷卻塔，將攜帶的熱量散發(fā)至大氣mu II(a)«* j(b)圖9工藝流程圖(a:原塑膠工藝流程圖；b:低溫發(fā)電機(jī)組與原有工藝耦合示意圖)本工程利

27、用廢熱氣體的熱量實(shí)施發(fā)電，采用蒸發(fā)器代替原有工藝中的水冷卻 器，并將蒸發(fā)器獲取的熱量輸送到低溫全流發(fā)電機(jī)組中，產(chǎn)生電力，改造后的示意圖如圖9-b所示。改造后的系統(tǒng)利用蒸發(fā)器替代原來(lái)工藝中的水冷卻換熱器， 增加了低溫發(fā)電機(jī)組，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外輸出電力，同時(shí)保留使用原工藝中冷卻水泵 及冷卻塔，不用再針對(duì)低溫發(fā)電機(jī)組重新布置冷卻水系統(tǒng)，亦可充分利用現(xiàn)有資源，具有回收電力、減少排放、施工方便、節(jié)約初投資等諸多優(yōu)點(diǎn)。圖10為發(fā)電機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)安裝圖。圖10藍(lán)帆塑膠低溫發(fā)電機(jī)組安裝現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益 應(yīng)用本工程后，在保證廢熱氣冷卻后溫度達(dá)到要求的 50 C和不給原來(lái)工藝增加 額外負(fù)荷的前提下，實(shí)現(xiàn)了低溫余熱發(fā)電。

28、經(jīng)折算，本項(xiàng)目每年可節(jié)省標(biāo)煤97.71 噸，CO2減排量2135噸，SO2減排量6.63,氮化物減排量為3.21噸，因此本項(xiàng) 目產(chǎn)生了巨大的環(huán)境效益和節(jié)能效果3）天津文體中心地?zé)岚l(fā)電工程工程簡(jiǎn)介本工程位于天津市解放南路文體中心內(nèi)。天津地區(qū)擁有較為豐富的地?zé)豳Y源，盡 量利用地?zé)豳Y源將有利于可在生能源的高效利用，緩解當(dāng)前能源緊張的局面。在建筑物內(nèi)部利用地?zé)崮苓M(jìn)行發(fā)電和制冷可有效降低建筑能耗。根據(jù)地質(zhì)資料顯 示，項(xiàng)目所處地區(qū)的地?zé)峤?jīng)換熱器后可提供 100m3/h的85C熱水。地?zé)崂帽竟こ汤?5C地?zé)崴瑹崴ㄟ^(guò)管道進(jìn)入低溫發(fā)電機(jī)組蒸發(fā)器，經(jīng)過(guò)取熱后 熱水溫度降為75C，降溫后的熱水仍可以作為吸收

29、式制冷和供暖所需的熱源。同時(shí)發(fā)電機(jī)組可輸出50kw的高品質(zhì)電能，供建筑物用電設(shè)備所用或并入電網(wǎng)地?zé)? EOkW圖11地?zé)岚l(fā)電藝流程圖目前該機(jī)組已經(jīng)安裝完成，年發(fā)電量為80萬(wàn)度電，滿足該小區(qū)居民用電圖12天津零能耗建筑示范工程4）中核工業(yè)集團(tuán)百斯頓科技公司太陽(yáng)能發(fā)電工程工程簡(jiǎn)介太陽(yáng)能是可再生的綠色能源。白天，在標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光照下，即大氣質(zhì)量AM1.5、溫度為25C的條件下，輻射強(qiáng)度為1000W/m2,如果可以把這些能量用來(lái)發(fā)電，我們的 能源緊張的問(wèn)題肯定能得到緩解。若發(fā)電效率達(dá)到一定值，肯定能解決能源緊 張和現(xiàn)有的化石燃料污染環(huán)境的問(wèn)題。中核工業(yè)集團(tuán)百斯頓科技公司在這種 理念指導(dǎo)下，搭建了太陽(yáng)能發(fā)電試驗(yàn)臺(tái)太陽(yáng)能利用集熱器吸收太陽(yáng)輻照，集熱器內(nèi)換熱介質(zhì)溫度升高，換熱介質(zhì)通過(guò)蒸發(fā)器把熱量 傳給有機(jī)工質(zhì)。有機(jī)工質(zhì)在蒸發(fā)器中定壓加熱，高壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī) 膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；膨脹機(jī)尾部排出的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器中定壓冷凝， 冷凝器出口的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過(guò)泵加壓后進(jìn)入蒸發(fā)器完成一次發(fā)電循環(huán)。下圖為正在 搭建的發(fā)電機(jī)組。該機(jī)組裝機(jī)容量為50Kw，每年可發(fā)電30萬(wàn)度電，目前正處于 調(diào)試階段。圖12中核工業(yè)集團(tuán)北京百斯頓科技公司太陽(yáng)能發(fā)電工程4）華南紙業(yè)有限責(zé)任公司鍋爐余熱發(fā)電工程工程簡(jiǎn)介造紙過(guò)程中需要鍋爐產(chǎn)生蒸汽對(duì)紙進(jìn)行干燥，