低溫余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)

低溫余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)摘要：低溫余熱廣泛存在于高耗能行業(yè)中，有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕利用低溫技術(shù)在工業(yè)余熱、地?zé)岬阮I(lǐng)域商業(yè)化成功。在承受有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕發(fā)電技術(shù)時(shí)要充分考慮工程的經(jīng)濟(jì)效益，而不能一味地考慮余熱的回收效率。關(guān)鍵詞：低溫余熱有機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收 經(jīng)濟(jì)性分析隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和消費(fèi)構(gòu)造持續(xù)升級(jí)，我國(guó)能源需求剛性增長(zhǎng)，資源環(huán)境問(wèn)題仍是制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)展的瓶頸之一，節(jié)能減排照舊形勢(shì)嚴(yán)峻、任務(wù)困難[1]。加大節(jié)能減排設(shè)備的研發(fā)，即削減能源鋪張和環(huán)境污染，將制造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。等高耗能行業(yè)中，據(jù)工信部統(tǒng)計(jì)，目前，在七大高耗能行業(yè)中余熱總資源量約54%左右，假設(shè)1840KW有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕發(fā)電原理有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕發(fā)電系統(tǒng)和傳統(tǒng)的朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)原理一樣，區(qū)分在于有機(jī)朗肯循環(huán)承受低沸點(diǎn)的有機(jī)工質(zhì)作為循環(huán)工質(zhì)，最大限度的回收余熱資發(fā)電系統(tǒng)主要設(shè)備包括：換熱器〔蒸發(fā)器和冷凝器〕，低沸點(diǎn)工質(zhì)透平壓縮機(jī)，膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)等〔1〕。1有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕發(fā)電系統(tǒng)圖有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕4〔1-2〕，有機(jī)工質(zhì)泵做功：〔Kg/s〕〔KJ/Kg〕1〔KJ/Kg〕2——工質(zhì)泵出口等熵工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕——工質(zhì)泵效率式中：——蒸發(fā)器入口工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕〔2-3-4——工質(zhì)泵出口等熵工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕——工質(zhì)泵效率式中：——蒸發(fā)器入口工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕——蒸發(fā)器出口工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕〔4-5程〕，膨脹做功量——蒸發(fā)器出口工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕為：式中：——膨脹機(jī)入口工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕——膨脹機(jī)出口工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕——膨脹機(jī)等熵膨脹效率式中：——膨脹機(jī)入口工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕——膨脹機(jī)出口工質(zhì)焓值〔KJ/Kg〕——膨脹機(jī)等熵膨脹效率過(guò)程放出的總熱量為：有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕系統(tǒng)整體發(fā)電效率為：余熱回收經(jīng)濟(jì)性分析〕為例，利用有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕發(fā)電機(jī)組〔2〕回收低溫余熱，計(jì)算有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕發(fā)電經(jīng)濟(jì)性。1名稱(chēng)單位工程介質(zhì)熱水流量t/h55進(jìn)口溫度℃108出口溫度℃762ORC名稱(chēng)單位平均總裝機(jī)功率KW160輸出功率kW120凈輸出功率kW108年運(yùn)行時(shí)間h8000平均凈發(fā)電功率KW108年凈發(fā)電量KWh86.4年節(jié)約標(biāo)煤噸347CO2減排噸/年866SO2減排噸/年2.9NOX減排噸/年2.5備注：1.承受冷卻水冷卻，冷卻水溫差5℃；2.凈輸出功率=輸出功率-工質(zhì)泵功率-油泵功率；依據(jù)工廠(chǎng)自發(fā)電0.6元/KWh計(jì)算，該機(jī)組全年可實(shí)現(xiàn)收益51.84萬(wàn)元。8000/KW1282.47會(huì)效益顯著。結(jié)論〔ORC〕發(fā)電技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用，將制造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。有機(jī)朗肯循環(huán)〔ORC〕發(fā)電是余熱利用的有效方式之一，但不是唯一的參考文件[1]許紅星.我國(guó)能源利用現(xiàn)狀與對(duì)策[J].中外能源,2023,15(1):3-14.[D].重慶大學(xué),2023[D].上海交通大學(xué),2023邵龍ORC系統(tǒng)向心透平膨脹機(jī)動(dòng)態(tài)特性爭(zhēng)論[D].鄭州大