我國明確在《節能中長期發展專項規劃》中提出余熱余壓利用工程是十大重點節能工程之一。
在推動工業節能方面部署愈加完善,重點推進電力、煤炭、鋼鐵、有色金屬、石油化工、化工、紡織、印染等行業節能減排,加大力度推進減排技術的廣泛應用,實現對工業余熱的綜合梯級利用。
據數據顯示我國能源利用率僅為33%左右,較于發達國家低約10%,其中至少50%的工業耗能以各種形式的余熱直接廢棄,其中溫度低于350℃以下的低溫余熱占總余熱量的60%。
傳統的發電技術的工作參數大多為高參數、大容量,無法利用這部分比較分散但是又有巨大總量的能源,這也直接導致了我國能源形式的嚴峻。
傳統的發電設備系統構成復雜,鍋爐給水需要除氧、除鹽,在鍋爐部件及管路上需要設置排污及疏放水管路;凝結器里需保持較高的真空度,要設置真空維持系統。透平進排氣壓力低,蒸汽體積較大,透平通流面積較大。通常透平進口蒸汽需具有一定的過熱度,在余熱鍋爐中必然要設置過熱蒸汽加熱段,余熱鍋爐的結構比較復雜。需要較多的運行、維修人員,運行成本高,單機容量較大,系統滿負荷運行率低。一般只適用于煙氣溫度高于350°C 以上的余熱。
有機工質朗肯(ORC)循環發電技術彌補了350℃以下低壓余熱無法利用的空白,可高效回收低溫余熱資源,這對于我國提升能源利用率具有重大的意義。
低沸點特性的液態有機工質在蒸發器里從低溫熱源中吸收熱量后蒸發成為較高壓力的氣態工質,進而推動透平膨脹機做功并帶動發電機轉動而發電。在透平機中做完功的工質乏氣經過冷凝器重新冷卻為液體,由循環泵打回蒸發器,再次吸熱蒸發,由此循環。
此系統能夠完全實現低溫余熱回收發電的最低余熱資源達85℃,這是常規發電技術無法達到的,大大拓寬了可回收的余熱資源范圍。不僅如此,0.1MPa以上蒸汽、200 ℃以上煙氣都是可回收的低壓熱源。
國內對于ORC發電技術研究的公司較多,但是多家仍在深入解決理論研究與工程實際相結合的問題,目前弘旭科技對于ORC發電技術研究已經突破多項關鍵技術攻克,是全球首家將雙透平膨脹機、高速永磁同步發電機、同軸直聯凈密封、變速恒頻并網控制等世界頂級技術融入其中。
雙透平膨脹機采用雙葉輪設計,充分利用機械能使轉換效率得到了很大幅度的提高。
高速永磁同步發電機,采用稀土永磁轉子,增大氣隙磁密度的同時,發電機體積進一步降低,實現發電機體積最小化,提高功率質量比。發電機無電勵磁,沒有電磁損耗和電刷滑環間的摩擦接觸損耗,機電轉換效率可達97%。
靜密封技術的研發有效防止有機介質泄露,解決了行業內工質泄漏的弊端,提高了機組穩定性,極大的降低了設備運行成本,同時變速恒頻并網控制技術也能適應熱源大幅度工況變動,使間斷式工礦企業余熱充分轉化為電能。
技術的變革必將掀起新的能源利用高潮,在推進綠色低碳技術研發和推廣應用,建設綠色制造和服務體系工作上,弘旭科技也會一直爭做好行業示范企業。