熱發(fā)電

廢熱發(fā)電通?？刹捎茫簭U熱蒸汽動力循環(huán)發(fā)電和廢熱有機朗肯循環(huán)發(fā)電等。

廢熱發(fā)電蒸汽動力循環(huán)

對于廢氣余熱回收， 傳統(tǒng)的方法是以水為工質(zhì)的蒸汽動力循環(huán)，該類技術(shù)相對比較成熟，已經(jīng)在多個行業(yè)得到應(yīng)用，主要有單壓余熱發(fā)電系統(tǒng)、雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)及閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)等。

（1）單壓余熱發(fā)電系統(tǒng)

單壓余熱發(fā)電循環(huán) 是在余熱鍋爐中利用煙氣余熱加熱給水，產(chǎn)生單壓過熱蒸汽，進入汽輪機做功，做過功的蒸汽經(jīng)過冷凝、除氧送入余熱鍋爐完成循環(huán)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、運行維護簡便、投資小等優(yōu)點，普遍采用。然而，該系統(tǒng)缺點是廢氣余熱得不到充分利用，其發(fā)電能力相對較低。

（2）雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)

雙壓余熱發(fā)電循環(huán)是將給水分為兩路，在余熱鍋爐中被熱煙氣加熱，產(chǎn)生兩股壓力不同的蒸汽，一股高壓蒸汽從主汽門進入汽輪機發(fā)電，另一股低壓蒸汽從汽輪機的中間級進入汽輪機，與主蒸汽一起做功，增大發(fā)電量。該系統(tǒng)總體來說，發(fā)電能力較高，但由于采用兩種壓力蒸汽，因此系統(tǒng)復(fù)雜，投資較大。淮鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項目就是采用雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)。

（3）閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)

閃蒸余熱發(fā)電循環(huán)是一路由余熱鍋爐生產(chǎn)的主蒸汽送入汽輪機做功，另一路由余熱鍋爐生產(chǎn)高溫?zé)崴腿腴W蒸器降壓蒸發(fā)出蒸汽，補入汽輪機做功。該系統(tǒng)發(fā)電能力和投資在前兩種系統(tǒng)之間。廢氣蒸汽動力循環(huán)發(fā)電技術(shù)的難點在于補汽凝汽式汽輪機的研發(fā)，我國已在該技術(shù)上取得突破，國產(chǎn)補汽凝汽式汽輪機已在多個項目獲得應(yīng)用。以上介紹的三種系統(tǒng)如何選用，要綜合考慮投資大小、投資回報、運行穩(wěn)定性和運行經(jīng)濟性后確定。

廢熱發(fā)電有機朗肯循環(huán)

對于低溫廢氣余熱回收，除了采用蒸汽動力循環(huán)外，還可采用有機朗肯循環(huán)(ORC)。該循環(huán)工作時，有機工質(zhì)在換熱器內(nèi)吸收低溫余熱，蒸發(fā)汽化后進入渦輪機做功，渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，做過功后的乏汽被冷凝后形成液體由工質(zhì)泵送入換熱器吸熱完成循環(huán)。該循環(huán)所利用的熱源溫度多為溫度230℃以下，甚至100℃左右的熱源。ORC 技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于水泥廠、石化廠、造紙廠、燃?xì)廨啓C及內(nèi)燃機等工業(yè)領(lǐng)域的余熱發(fā)電。盡管有機朗肯循環(huán)發(fā)電已經(jīng)有商業(yè)應(yīng)用，但該技術(shù)還在不斷完善中。近年來，該技術(shù)的研究熱點主要集中在：有機工質(zhì)的選擇，熱力系統(tǒng)優(yōu)化等。

有機朗肯循環(huán)工質(zhì)的選擇應(yīng)著重考慮工質(zhì)的毒性、易燃性、化學(xué)穩(wěn)定性、腐蝕性及熱力特性等，同時對其經(jīng)濟性及環(huán)保方面都有要求，即要求對臭氧層無破壞作用。根據(jù)工質(zhì)在溫熵圖上飽和汽化線的斜率不同，有機工質(zhì)可分為干流體、等熵流體與濕流體。如果選擇干流體，則進入渦輪機的工質(zhì)只需加熱到飽和蒸汽即可，過熱反而會降低系統(tǒng)效率。如果選擇濕流體，則進入渦輪機的工質(zhì)需加熱到過熱蒸汽。

熱力系統(tǒng)優(yōu)化方面，可采用內(nèi)置熱交換器，利用乏汽余熱加熱冷凝液，這種方法對于濕流體過熱循環(huán)的效率有一定提高。還可以采用抽汽回?zé)崾接袡C朗肯循環(huán)，該循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生等量電能所需的吸熱量要比普通ORC 系統(tǒng)低、熱效率更高、產(chǎn)生等量電能所需的熱量更少，具有更好的性能。但這兩種方法均需增加設(shè)備投資，運行維護工作量大，因此需經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較后決定。

采用立式余熱鍋爐和補汽式汽輪發(fā)電機組的二級余熱發(fā)電系統(tǒng)。 立式余熱鍋爐徹底解決了臥式余熱鍋爐漏風(fēng)及爐內(nèi)溫度場實際分布與鍋爐設(shè)計時所假想的溫度完全不相同的問題， 可以大大提高鍋爐蒸汽產(chǎn)量；篦冷機 或立式余熱鍋爐排出的200℃左右廢氣余熱可以充分回收并用以發(fā)電。這樣可使噸熟料余熱發(fā)電量在熟料熱耗不變的前提下提高到195千瓦小時以上，使水泥窯綜合能耗達(dá)到同規(guī)模預(yù)分解窯的能耗水平，而經(jīng)濟效益遠(yuǎn)高于預(yù)分解窯。

余熱發(fā)電窯二級余熱補燃發(fā)電系統(tǒng)除具有二級余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點外，還可解決水泥窯煤粉制備系統(tǒng)的運行安全及環(huán)保問題。同時，對于嚴(yán)重缺電地區(qū)或同時具有立窯、立波爾窯、濕法窯、干法回轉(zhuǎn)窯等其它窯型的水泥廠，也可解決供電問題，并能夠進一步提高經(jīng)濟效益。