余熱發(fā)電系統(tǒng)

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(jī)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(jìn)入汽輪機(jī)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(hù)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(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，另一股低壓蒸汽從汽輪機(jī)的中間級進(jìn)入汽輪機(jī)，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(jī)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(bǔ)入汽輪機(jī)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(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)的研發(fā)，我國已在該技術(shù)上取得突破，國產(chǎn)補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)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(jì)性后確定。

廢熱發(fā)電有機(jī)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(jī)朗肯循環(huán)(ORC)。該循環(huán)工作時，有機(jī)工質(zhì)在換熱器內(nèi)吸收低溫余熱，蒸發(fā)汽化后進(jìn)入渦輪機(jī)做功，渦輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)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(jī)及內(nèi)燃機(jī)等工業(yè)領(lǐng)域的余熱發(fā)電。盡管有機(jī)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(jī)工質(zhì)的選擇，熱力系統(tǒng)優(yōu)化等。

有機(jī)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(jì)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(jī)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(jìn)入渦輪機(jī)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(jìn)入渦輪機(jī)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(jī)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(hù)工作量大，因此需經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后決定。

寧國水泥廠日產(chǎn)4000噸熟料生產(chǎn)線配套6480千瓦余熱發(fā)電系統(tǒng)屬中日合作能源綜合利用示范項目，是我國首套水泥窯純低溫余熱發(fā)電機(jī)組，始建于1996年10月18日，1998年3月6日竣工投產(chǎn)發(fā)電；日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線配套9100千瓦余熱發(fā)電項目2005年10月28日開工建設(shè)，是海螺自主設(shè)計、自主成套、自主建設(shè)的余熱發(fā)電系統(tǒng)，2006年7月29日竣工投運，建設(shè)歷時僅9個月。兩套余熱發(fā)電系統(tǒng)每年可節(jié)約原煤5萬噸以上，可減少二氧化碳排放達(dá)12萬噸。2100433B

項目規(guī)劃投資建設(shè)兩條日產(chǎn)5000噸新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，水泥粉磨系統(tǒng)320萬噸，配套建設(shè)1.8萬千瓦低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)及10萬噸石膏中轉(zhuǎn)站，計劃建成湖南省最大的水泥生產(chǎn)企業(yè)。2007年6月開工首條日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線，2008年9月建成投產(chǎn)，并同步投產(chǎn)水泥粉磨和余熱發(fā)電系統(tǒng)。