我国经济取得了举世瞩目的发展,但经济的高速发展是以巨大的能源消耗为代价的。2011年我国能源消耗量高达26.5亿tce,而其中60%~65%都转化为不同载体和温度的废热。目前国内外对于120℃以下工业余热再利用的研究几乎空白。青岛科技大学能源与环保技术研究所攻克多个技术难关,成功开发了一系列低温工业余热发电技术与装备,在石化、化工、炼钢等领域得到了广泛应用。
双循环余热概况:
为了能充分利用低品位余热,双循环工业余热发电系统的研究就显得尤为重要。有机工质在蒸发器中吸收低温余热后转化为具有较高压力的气相工质,推动汽轮机带动发电机做功。从而输出电力,将低品位能量进一步利用。
主要研究内容:
低温余热发电的热力循环主要分为水蒸气朗肯循环及有机郎肯(ORC)两大类。对于有机工质,能充分利用更低温度的工业废热,同时不需要水蒸气循环所必备的防腐等必要设施,系统结构比较简单。这是课题组的主要研究方向。
有机工质循环系统的最大问题是密封,有机工质如果发生泄露,不仅减低换热效率和做功能力,更是对环境造成破坏。课题组组织攻关,已解决这一难题,有效减少有机工质泄漏量,进而做到零泄漏,并从分发挥有机工质的换热能力,最大效率的转换能源加以利用。
研究成果:
青岛科技大学能源与环保技术研究所目前已开发的低温余热双循环发电系统单机功率10KW~500KW。10KW小型有机工质汽轮机选用工质为R245fa,采用两端密封或新型选鄙视密封结构,近乎达到零泄漏效果,充分利用低温烟气余热,适用烟气温度范围110℃~250℃。
500KW功率的余热利用发电系统分为有机工质汽轮机体系和螺杆膨胀机体系,在石油化工行业、火力发电厂等均有应用。
总结:
低温双循环余热具有很大的发展前景,而且有许多亟待改进的方向,我们会在低温废热领域继续努力。相信不久的将来,我国的低温余热领域定会取得举世瞩目的成就!