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ORC低温发电技术及需求
向心式ORC低温发电机组的应用需求分析
北京华航盛世能源技术有限公司
2014年03月
目录
一、行业技术需求
向心式ORC低温发电技术可应用的行业及资源（100度以上的热水或120度气体含水蒸气及160度以上烟气）包括，但不仅限于以下行业：
石化
炼油装置（过程废热）
分馏装置（过程废热）
工艺冷却凝结水
化工
加热炉、蒸汽锅炉排烟气等
化工过程废热（合成氨、干馏等）
煤化工的MTO装置
电力：锅炉排烟气、乏汽等
造纸：烘缸、蒸锅废气，黑液等
纺织：蒸汽凝水
天然气：LNG压缩机排气热回收
冶金
放散蒸汽
耗能设备余热（空压机等）
二、热源形式及参数要求：
热源形式
温度oC
流量范围m3/h
发电量范围kW
热水/凝结水（洁净）
100
176~215
184~225
110
109~155
184~263
125
58~
184~263
气体（洁净）
120
420000~510000
184~225
140
180000~250000
184~263
160
110000~160000
184~263
烟气
160
340000~480000
184~263
200
110000~160000
184~263
240
70000~100000-
184~263
综上所述：
表中为各热源形式下的流量及发电量区间，仅仅罗列了三个温度，因为热水在100度-250度，烟气可以更高温度，只不过加汽水换热器即可，因此参数不能全部罗列完全，从发电经济性方面考虑，在不同热源下，低于最小流量，不建议采用发电，因此，只要有相同品味的废热就可以进行发电，不仅限于以上行业及装置。
三、经济性分析
针对“十二五”期间节能减排的巨大压力，国家在制定节能减排目标的同时，加大了对其奖励和扶持的力度。2014年，北京市节能奖励的标准为600元/吨标煤。其中，中央财政奖励标准为240元/吨标煤，北京市财政奖励标准为360元/吨标煤。
向心式ORC低温余热发电系统经济性分析
项目
数值
单位
运行小时数
8000
小时/年
净发电功率
242
kW
电价
元/kWh
年发电收益
万元
节约标准煤
697
吨/年
减少CO2 排放量
1714
吨/年
国家及地方政府节能奖励*
万元
碳交易收入**
万元/年
初投资（暂估）
400
万元
每年总收益
万元
回报期
年
*按600元/吨标煤计算。
**按16元/吨CO2计算。
四、机组运行原理
华航盛世公司和广州北航新兴产业技术研究院共建了新能源余热发电工程应用中心，研究并改进了航空涡轮膨胀技术，研发出具有自主知识产权的ORC低温余热发电系统，制造出国内首台向心式ORC低温发电机组。
华航盛世向心式ORC发电系统示意图
华航盛世向心式ORC低温发电系统原理如图4所示。该系统包括三个回路：热水回路（红色管道）、有机工质回路（绿色管道）、冷却水回路（蓝色管道）。
热源水在图示红色管道内流动，进入机组的蒸发器，将热量传递给机组内的工质，热源水温度降低并离开蒸发器，送入后续工艺。
工质在图示绿色管道内封闭循环流动。液态工质进入蒸发器，吸收热源的热量，成为饱和或过热蒸汽，进入涡轮机，热能转化为机械能，带动发电机向外输出电力。过热工质蒸汽随后进入冷凝器，被冷却水冷却成为液体，进入工质泵。工质泵驱动工质循环流动。
冷却水在图示蓝色管道内流动。冷却水在水泵驱动下，进入机组的冷凝器，对工质流体进行冷却。冷却水温度升高并离开冷凝器，送入冷却塔将热量散至大气环境。
华航盛世向心式ORC发电系统解决了国内中低温余热无法发电的技术难题，具有良好的经济效益和社会效益，填补了我国大型低温余热发电设备的空白。
该系统的功能具有以下特点：
零燃料成本 ─ 驱动源来自地热或工业余热；
零排放 ─ 封闭式循环系统；
系统采用软并网技术，并网平稳，无扰动，安全可靠；
优秀可靠的智能控制系统，保证机组安全可靠运行，完善的本地监控系统和集中监控系统，实现便捷的本地和远程操控；
可不间断供电 ─ 基荷运行；
模块化系统，设备占地小，便于运输和安装。
华航盛世向心式ORC发电系统的核心技术居世界先进水平。与同类产品相比，具有如下技术及性能优势