中低温余热发电技术_盖东兴

低温余热发电的利用技术作者：郑杰来源：《科学与技术》 2019年第1期摘要：余热资源来源丰富，按温度等级被分为（＞400度）高温余热、（250-～400度）中温余热、（＜250度）低温余热。

其中，高温、中温余热的热源品质较高，可选择余热利用方法较多，可选择各种型式的换热设备、拖动设备、发电设备。

低温余热的利用方法选择相对较少，低温余热只能产生热水或者低参数的蒸汽，应用领域相对较少。

所以，有时只能希望用来发电，接下来举例详细分析利用低温余热资源发电的方法。

关键词：低温余热；螺杆膨胀机；ORC发电1.低温余热发电利用的技术路线1.1 低温余热利用简介低温余热是指热源温低于250度，而常规汽轮机发电需要的蒸汽参数最低为1.27Mpa，温度为340度，即使补汽凝汽式机组的补汽，参数也在0.25MPa，温度200度。

余热用于发电的应用需要将热源换热成热水或者蒸汽，考虑换热器的换热效率、换热面积等因素，换热器最低要保证20度左右的端差，而温度140度蒸汽对应的饱和压力0.36Mpa（ａ），已不适用于常规汽轮发电机组。

因此，当余热热源温度在低于160度的热源就很难利用。

1.2 低温余热发电利用方式烧结厂全厂的热平衡，已没有能与之匹配简洁有效的直接利用方式，只能用来发电。

如果用来发电，可采用两种方式：1）将烟气换热成压力0.36MPa（ａ）、温度140度或者更低参数的饱和蒸汽，选用低品位热能汽轮机或者螺杆膨胀机进行发电；2）将烟气换热成热水，通过热水－制冷剂换热连接ORC发电系统直接发电。

2 低品位热能汽轮机或者螺杆膨胀机发电2.1 螺杆膨胀机工作原理：1）进气过程：介质经进气口进入转子的齿间容积后，将推动转子旋转，并使齿间容积不断扩大。

2）膨胀过程：随着齿间容积继续增大，介质体积膨胀温度降低，同时输出动力到转子的伸出轴处。

3）排气过程：当齿间容积排气口相通时，便开始排气过程，直至齿间容积减少为零，完成一个工作循环为止。

低温余热发电循环技术一、低温余热发电低温余热发电技术是通过回收低于300～400℃的中低温的废蒸汽、烟气所含的低品位的热量来发电，它将低品位的或废弃的热能转化为高级能源——电能。

二、低温余热发电循环技术1、朗肯循环朗肯循环一般指蒸汽郎肯循环，适用于烟气高于350℃以上的余热。

在朗肯循环中，水在锅炉（或余热锅炉）中被加热，产生高温和高压蒸汽。

该蒸汽流过汽轮机时急剧膨胀后冷却至低温、低压的尾气，该汽轮机驱动一台发电机发出电力。

从汽轮机排出的尾气被具有环境温度的空气，或被来自冷却水池或冷却塔中的冷却水冷却成水。

凝结水接着被泵入锅炉重复上述过程。

这种简单的朗肯循环框图如图一所示。

朗肯循环电厂的效率较差，即使是容量最大、采用朗肯循环的最新型的燃煤电厂，一般来说其循环效率都超不过35%（目前国内亚临界参数燃煤电厂的循环效率已达38%，超临界和超超临界参数的燃煤电厂的循环效率分别可达40和43%左右），也就是说燃料燃烧产生的总热量中仅有35%被转换成了热能。

这65%的能量损失是由于一系列的原因造成的。

其中约15%的能量损失是由于燃料中的水分、炉墙的热辐射、排烟损失和自耗电所造成的。

朗肯循环是目前槽式太阳能热电站中广泛采用的动力循环模式, 用太阳热加热集热器中的导热油,经过换热产生蒸汽, 驱动汽轮机带动发电机发电代表性的电站有美国的SEGS 系列电站, 西班牙的Andaso l 系列电站等。

2、有机朗肯循环有机朗肯循环采用高分子量有机工质（如正戊烷）, 相变温度低, 可以从温度较低的热源吸热, 并转化为电能。

主要优点是运行温度较低, 可以将槽式集热温度由390°降到304°,降低集热损失; 采用有机工质, 电站可以建在缺水的沙漠地区。

有机朗肯循环系统的主要缺点是循环效率低, 气温较高时比蒸汽循环低15% ~ 25% ，同时成本较高。

3、卡琳娜循环卡琳娜循环系统适合中低温余热利用，是实现200℃以下热电转换最有效的途径。

钢铁行业中低品质余热综合利用聚焦 --开发身边的“三峡”来源：钢之家 2014-09-05 11:36:03【摘要】就在我国钢铁业身边，如果把每年产生的中低品质余热综合利用起来发电，相当于三个三峡电站发出的电。

这是我们钢铁从业人员熟悉的场景：高炉红渣、转炉红渣在水的冲击中，热气腾腾；连接加热炉的烟囱冒着白烟，连绵不绝…..这些热量有些被回收了，还有相当一部分中低品质的余热，每天从我们身边，在我们眼皮子底下飘向空中，重回大地。

重要突破：钢铁行业中低品质余热综合利用技术开发成功今年6月，中低品质余热资源的技术产业化应用突破之作：有机工质朗肯循环（ORC）透平发电技术在包钢获得成功。

据《中国冶金报》6月26日报道，从包钢传来令业界振奋的消息：我国首套兆瓦级采用有机工质朗肯循环（ORC）透平技术的中低温余热综合利用项目，在经过八个月试运行，正式投入使用，实现了稳定并网发电。

这套在包钢薄板厂宽厚板2号加热炉上安装的系统，是我国钢铁业解决中低品质热源余热利用的首次产业化成功实践。

数字难精：钢铁业身边有几个“三峡”？在采访一些业内人士时，在一些报道中，记者多次遇到这样的说法：就在我国钢铁业身边，如果把每年产生的中低品质余热综合利用起来发电，相当于三个三峡电站发出的电。

当第一次听到这种说法时，记者和许多人一样：很是诧异！当记者经历这次多纬度的采访后感到：这种以中低品质的余热形态陪伴钢铁业的巨大能量真的可与“三峡”一比。

谁是这个说法的第一人？这种说法的依据是什么？记者做了一番考证。

记者查到的数据表明：按设计，三峡电站年发电量887亿千瓦时；按实际，去年三峡电站发电量达到828亿千瓦时；据一家北京媒体报道，去年北京年用电量达400亿千瓦时。

三峡电站一年的发电量可供两个多点儿北京城的用电量。

这就意味着全国钢铁行业每年还有相当于三个三峡电站发出的电的余热有待利用；换个说法就是：这些余热如果全利用，发成电，可满足六七个北京城规模的大城市使用。

2023年中低温余热发电行业市场分析现状中低温余热发电是指利用工业生产过程中的中低温废热来发电，从而提高能源利用效率的一种技术。

近年来，随着人们对于能源的需求日益增加，中低温余热发电也逐渐被重视和应用。

本文将对中低温余热发电行业的市场分析现状进行详细介绍。

一、市场的发展概况中低温余热发电技术在我国起步较晚，但近年来得到了快速发展。

行业市场主要集中在工业领域，如钢铁、水泥、化工等行业，这些行业的工艺流程中产生的中低温余热资源较为丰富。

此外，餐饮业、住宅小区等领域也存在一定的中低温余热资源。

目前我国中低温余热发电装机容量超过1000万千瓦，年发电量超过500亿千瓦时。

二、市场的发展动力1. 节能减排政策的支持我国一直致力于节能减排工作，中低温余热发电作为一种高效利用能源的新技术，得到了政府的积极支持和鼓励。

相关政策的推进和实施，为中低温余热发电行业的发展提供了持续的动力。

2. 可再生能源发展需求中低温余热发电技术与传统能源的发电方式相比，具有更低的碳排放和环境污染。

在全球温室气体减排压力加大的背景下，中低温余热发电作为一种清洁能源形式将得到更广泛的应用，满足可再生能源发展的需求。

三、市场存在的问题1. 技术难题尚未解决中低温余热发电技术相对成熟，但仍存在一些关键技术难题有待解决，如热能转换效率低、设备运行稳定性不高等问题，这些问题限制了行业的发展。

2. 市场认知度不高目前，中低温余热发电技术在一些行业和地区的认知度相对较低，很多企业对于该技术的了解和应用仍不足。

这也导致了市场规模的扩大受到一定的限制。

四、市场发展趋势1. 技术进步和创新中低温余热发电技术在不断进步和创新，新的材料和设备正在不断应用于生产实践中，以提高能源转换效率和降低生产成本。

随着技术的进一步成熟，中低温余热发电行业将迎来更广阔的发展空间。

2. 市场规模的不断扩大随着中低温余热发电技术的应用推广和认知度的提高，中低温余热发电市场规模将逐渐扩大。

ORC低温余热发电系统行业发展前景预测与投资建议随着全球能源需求持续增长和环保意识的不断提升，低温余热发电系统作为一种高效利用工业废热的技术，逐渐受到人们的关注。

ORC低温余热发电系统作为其中的一种重要技术路线，具有能耗低、环保、可持续等优点，在未来的发展中将有着广阔的市场前景。

本文将从技术进展、市场需求、竞争格局、政策支持等方面进行分析，预测ORC低温余热发电系统的发展前景，并提出投资建议。

技术进展：ORC低温余热发电系统是通过有机工质和热源之间的热力交换，将低温废热转化为电能的一种技术。

随着有机工质的不断改进和技术的成熟，ORC低温余热发电系统的效率逐渐提升，在热源温度低至80摄氏度的情况下，也能够高效发电。

未来，随着技术的持续创新和改进，ORC低温余热发电系统将会更加高效、稳定，推动其在市场中的应用。

市场需求：随着全球对能源资源的日益枯竭和环保意识的提高，低温余热发电系统作为一种高效利用废热资源的技术，受到越来越多的关注。

在工业、建筑、热电联产等领域，废热资源的潜力巨大，ORC低温余热发电系统的应用前景广阔。

未来，随着国家对清洁能源的政策支持和企业对节能降耗的需求增加，ORC低温余热发电系统的市场需求将会更加旺盛。

竞争格局：目前，ORC低温余热发电系统的市场竞争格局相对较为稳定，主要由一些技术领先的企业主导。

这些企业在技术研发、市场拓展、售后服务等方面具有一定的竞争优势。

未来，随着市场需求的不断增长和技术的不断进步，可能会涌现出更多的参与者，增加市场竞争的激烈程度。

政策支持：为了鼓励清洁能源的发展和提高能源利用效率，各国政府纷纷出台了一系列支持低温余热发电系统的政策。

例如，提供补贴、税收优惠、技术支持等方面的政策措施，为低温余热发电系统的推广应用提供了有力支持。

未来随着政策的不断完善和落实，ORC低温余热发电系统的发展前景将更加明朗。

投资建议：基于以上分析，我认为ORC低温余热发电系统具有较好的发展前景和投资价值。

填补国际空白中国低温余热发电技术取得突破
王波
【期刊名称】《能源研究与信息》
【年(卷),期】2014(30)2
【摘要】60℃以上的工业余热就能稳定发电．近日，由天津大学和山西易通环能科技集团有限公司自主研发的低温余热发电机组经过一年多的工艺改进，实现产品大型化生产．专家称，这一产品技术填补了国际上60-70℃的余热发电空白，具有巨大节能潜力和应用前景．
【总页数】1页(P121-121)
【关键词】余热发电技术;低温;国际;填补;中国;余热发电机组;工业余热;自主研发【作者】王波
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TQ433.42
【相关文献】
1.特种水泥厂余热发电技术填补国内空白 [J],
2.中国低温余热发电技术取得突破 [J], ;
3.新汶矿业集团填补特种水泥厂余热发电技术国内空白 [J], 周峰;潘殿祥
4.江西农垦又取得一项国际性技术突破填补世界高砷金精矿生物氧化提金技术空白
[J], 童梦宁
5.中国低温余热发电技术取得突破 [J], 吕晓宇;梁晓飞
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中低品位余热有机朗肯循环发电政策导向一览( 截止于2017年)有机朗肯循环(ORC)低温发电技术利用中低品味余热进行发电，该技术可利用80~300℃的低温热源进行发电，热电转换效率达到10~23%，向心涡轮透平是目前该领域内效率最高的低温发电技术。

这一技术可广泛用于化工石油、钢铁冶金、水泥建材、化肥制药、印染造纸等高能耗行业的余热回收发电，也可以推广到可再生能源如地热发电、太阳能光热发电和生物质发电等系统中。

我国中低品位余热有机朗肯循环发电技术的市场水平，与我国工业节能挖掘潜力需求、以及能源结构优化目标相比，有非常大的差距，之所以市场发展动能不足，主要原因表现在以下四方面：①一是自主技术能力不强：产学研结合不够紧密，企业ORC技术体系不完善，技术开发投入不足，一些核心技术尚未完全掌握；②二是产业集中度低：行业龙头骨干企业带动作用不强，ORC产品设备成套化、系列化、标准化水平低；③三是国外品牌掌握核心技术形成“垄断”格局，导致项目实施造价偏高，投资回报预期并不理想；④四是政策不完善：相关法规、标准体系以及金融、财税政策不健全。

针对上述不利因素，天加热能凝心聚力，攻坚克难，建立中国最大的低温发电研发制造基地，以引进的国际先进品牌及掌握的成熟技术产品为依托，加强自身技术创新能力，强化行业龙头带头作用，占领市场领先地位，从而国产化、本土化发展工业绿动力，推广地热能应用。

不断发展壮大中的中低温余热发电市场，将不断涌现更新的有机朗肯循环工业余热发电、地热发电等能源设备技术，并提供高效综合能源解决方案。

借助行业政策的“东风”，余热发电市场将培育出更多优秀的节能环保设备品牌。

目前，随着行业技术的深入发展，有关中低品位余热有机朗肯循环发电的各项政策将逐渐明朗起来。

近几年中低品位余热有机朗肯循环发电主要政策导向一览如下：(截止2017年01月)。

No.1《重大节能技术与装备产业化工程实施方案》发改环资[2014]2423号发布日期：2014.10.27No.2《国家重点节能低碳技术推广目录(2014年本,节能部分)》2014年第24号发布日期：2014.12.31◆No.3《国际“双十佳”最佳节能技术和实践清单》2015年第32号发布日期：2015.12.16关键词：No.4《国家重点节能低碳技术推广目录(2015年本,节能部分)》2015年第35号发布日期：2015.12.30◆No.5《能源技术革命创新行动计划》发改能源[2016]513号发布日期：2016.04.07No.6《“十三五”节能环保产业发展规划》2016年12月发布日期：2016.12.22No.7《国家重点节能低碳技术推广目录(2016年本,节能部分)》2016第30号发布日期：2016.12.30◆推广前景及节能减排潜力预计未来5 年，全国低品位ORC 发电的总装机容量可达50 万kW，形成的年节能能力约为150 万tce,减排能力400 万tCO2。

低温余热orc发电耦合co2捕集随着全球能源需求的增加和环境问题的日益突出，清洁能源的开发和利用成为人们关注的焦点。

在工业生产和能源消耗中，大量的余热和废热被排放到大气中，造成能源资源的浪费和环境污染。

低温余热organic Rankine cycle（ORC）发电技术以其在低温条件下高效转化低品质热能为电能的特点，成为一种有效利用余热的方式。

而同时采用CO2捕集技术，可以减少二氧化碳的排放，实现低碳发展。

本文将探讨低温余热ORC发电与CO2捕集的耦合技术以及其应用前景。

一、低温余热ORC发电技术简介低温余热ORC发电技术借助有机工质在闭合回路内进行工作，通过低温热能驱动涡轮机发电。

它适用于工业和市政废热发电、太阳能热能利用、地热能及余热的利用等领域，有助于提高能源利用效率，减少温室气体排放。

低温余热ORC发电系统主要由余热供应器、有机工质循环系统、涡轮发电机组和冷却器组成。

首先，低温余热被传送至余热供应器，使得有机工质发生蒸发。

然后，蒸汽驱动涡轮旋转，带动发电机发电。

最后，蒸汽在冷却器中冷却，凝结成液体，回到余热供应器重新进行循环。

二、CO2捕集技术及其意义CO2捕集技术是一项重要的碳减排措施，通过将工业排放的二氧化碳分离、捕集和储存，可以有效减少大气中的温室气体浓度，减缓全球变暖。

常见的CO2捕集技术包括物理吸收、化学吸收、膜分离和吸附分离等。

CO2捕集技术的意义在于减少温室气体排放，缓解能源消耗对气候变化的影响。

尤其对于工业生产过程中产生的大量CO2排放，采用捕集技术可以在一定程度上实现清洁生产，为实现低碳经济和可持续发展奠定基础。

三、低温余热ORC发电与CO2捕集的耦合技术低温余热ORC发电与CO2捕集的耦合技术可以实现能源的高效利用和排放的减少。

在低温余热ORC发电系统中添加CO2捕集装置，可将燃烧过程中产生的二氧化碳分离并收集，进一步提高发电系统的环保性能。

具体实施流程如下：首先，将低温余热引入余热供应器，驱动有机工质发生蒸发，并将蒸汽带动涡轮发电机发电。