【適用環(huán)境要求】

• 適用行業(yè)領(lǐng)域

耗能工業(yè)如石油化工、煤化工、鋼鐵、水泥、紡織、玻璃等，以及地?zé)岚l(fā)電、太陽(yáng)能熱電、生物質(zhì)發(fā)電等。

• 應(yīng)用環(huán)境要求

該技術(shù)不受季節(jié)、地域、輸送距離等因素的影響，是一種普遍適用的余熱回收利用技術(shù)，適用于中低溫?zé)嵩矗ò?50oC以下的工藝過程產(chǎn)生的蒸汽、熱水、熱液，熱物流，300oC以下的氣體，450oC以下的煙氣等）。

【技術(shù)產(chǎn)品簡(jiǎn)介】

• 基本運(yùn)行原理

有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）發(fā)電系統(tǒng)是采用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行閉式熱力循環(huán)，利用冷熱源溫差，向外做功，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能的小型電站系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目的是利用較低溫度的熱源（或低溫冷源）進(jìn)行電力輸出，將低品位的熱能轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的熱能。

• 工藝流程圖表           

• 核心優(yōu)勢(shì)亮點(diǎn)

1.高效ORC向心式渦輪技術(shù)，核心技術(shù)來(lái)源于飛機(jī)制冷系統(tǒng)的渦輪膨脹機(jī)，高效可靠，等熵效率高達(dá)90%，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

2.針對(duì)R245fa工質(zhì)的仿真模擬渦輪設(shè)計(jì)技術(shù)，建立了全三元仿真模型，模擬了工質(zhì)在渦輪內(nèi)的流動(dòng)，作為渦輪設(shè)計(jì)依據(jù)。

3.專為渦輪機(jī)設(shè)計(jì)的回油系統(tǒng)，有效降低油路系統(tǒng)的輸送功耗。

4.采用工質(zhì)冷卻的半封閉三相異步發(fā)電機(jī)技術(shù)，根本解決了困擾開式發(fā)電機(jī)的潤(rùn)滑油及工質(zhì)泄漏等一系列問題。

5.先進(jìn)的渦輪加工制造、整機(jī)裝配技術(shù)。

6.同等熱源條件下，噸水發(fā)電量超過國(guó)際其他知名品牌（如UTC、GE），特別適用于余熱發(fā)電領(lǐng)域。

• 相關(guān)參數(shù)描述

膨脹機(jī)等熵效率：83%～90%

熱水溫度：90～180 ℃

噸水發(fā)電量：2.0～20 kWh/t

負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍：40%～100%

【經(jīng)濟(jì)效益分析】

• 投資回收周期

該技術(shù)直接將廢棄的余熱轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)電能，用戶可以直接就地消納，這是其他低溫余熱利用技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于發(fā)電能力1MW的ORC余熱發(fā)電機(jī)組，年平均發(fā)電量為714萬(wàn)kWh，年節(jié)約標(biāo)煤2285噸，年減排二氧化碳5618噸。該1MW的ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)，投資概算為1200~1500萬(wàn)元。按電價(jià)0.6元/kWh計(jì)算，發(fā)電系統(tǒng)的靜態(tài)投資回收期2.8~3.5年。

• 應(yīng)用效益情況

向心式ORC低溫發(fā)電機(jī)組及配套設(shè)備將為地?zé)崮堋⑻?yáng)能、工業(yè)余熱余能等新興能源的利用提供新的方案，促進(jìn)新能源的發(fā)展，其具有零污染的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其關(guān)鍵技術(shù)具有成本低，安全性高等優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用后可為企業(yè)用戶帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，降低原工藝成本，提高企業(yè)用戶競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，該技術(shù)具有可觀的節(jié)能減排效果，可降低用戶的工藝能耗，節(jié)約企業(yè)用戶的碳排放指標(biāo)。新產(chǎn)品形成的批量生產(chǎn)能力，對(duì)于增強(qiáng)國(guó)內(nèi)節(jié)能環(huán)保企業(yè)的自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)能力具有典型示范作用，對(duì)于提升節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力和推動(dòng)新能源、信息、制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

【潛力前景分析】

• 市場(chǎng)應(yīng)用潛力

預(yù)計(jì)5年后推廣可形成600MW低溫余熱發(fā)電能力（占總需求量的10-15%），年發(fā)電量達(dá)42.84億kWh，形成節(jié)能量137.1萬(wàn)噸標(biāo)煤/年，減排CO2達(dá)337.2萬(wàn)噸/年。增加設(shè)備基礎(chǔ)投資100億元人民幣，通過發(fā)電效益分享，可在3年內(nèi)回收投資，之后每年產(chǎn)生不低于30億元人民幣的節(jié)能收益。全部工業(yè)低溫余熱發(fā)電利用，可以形成超過1000億的市場(chǎng)規(guī)模，每年產(chǎn)生300億以上的節(jié)能收益。

• 推廣應(yīng)用現(xiàn)狀

目前行業(yè)推廣比例約0.5%，預(yù)計(jì)5年后推廣比例為15%，預(yù)計(jì)5年后形成的節(jié)能能力（tce）為137.1萬(wàn)tce/a。ORC低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，可在所有高耗能行業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣，包括鋼鐵、有色、化工、水泥、建材、石油與石化、輕工、煤炭等支柱性行業(yè)，余熱資源約占其燃料消耗總量的17%－67%，其中可回收利用的余熱資源約占余熱總資源的60%。目前我國(guó)余熱資源利用比例低，大型鋼鐵企業(yè)余熱利用率約為30%～50%，其他行業(yè)則更低，低溫余熱發(fā)電利用的提升潛力大。

【典型案例介紹】

中國(guó)石油化工股份有限公司茂名分公司的煉油4號(hào)柴油加氫余熱發(fā)電項(xiàng)目。

節(jié)能改造前用能情況：加氫脫硫后的柴油參數(shù)范圍為：溫度130℃～175℃，流量200t/h～390t/h；運(yùn)行時(shí)間為8400h；經(jīng)過15臺(tái)單臺(tái)耗電量為30kW的空冷器進(jìn)行冷卻，冷卻后的柴油溫度為68℃。（設(shè)計(jì)參數(shù)點(diǎn)為：140℃，流量為330t/h）。

空冷器年耗電量為：30kW×15×8400h/10000=378萬(wàn)kWh。

節(jié)能改造實(shí)施內(nèi)容：本項(xiàng)目配置一套HSRT余熱發(fā)電系統(tǒng)(包括3臺(tái)向心式ORC低溫發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量1950kW),將精制柴油降溫至62℃,同時(shí)免除了所有空冷器耗電。

節(jié)能減排效果分析：該項(xiàng)目改造了原工藝流程。140度以上的精制柴油直接進(jìn)入ORC余熱發(fā)電機(jī)組,將熱量釋放給機(jī)組后油溫降至62度。機(jī)組利用柴油的余熱，設(shè)計(jì)發(fā)電功率1779kW，同時(shí)節(jié)約空冷器耗電450KW，年節(jié)能5200噸標(biāo)煤，年減排二氧化碳12780噸。本項(xiàng)目通過采用ORC低溫發(fā)電系統(tǒng)，不但把柴油廢熱轉(zhuǎn)化成高品位電能，同時(shí)節(jié)約了原工藝系統(tǒng)中的空冷器耗電，發(fā)電增收的同時(shí)又可節(jié)約耗電，一增一減每年取得了1058.1萬(wàn)元的節(jié)能效益，本裝置能耗因此降低了35%以上，讓業(yè)主及投資方取得了雙贏，同時(shí)對(duì)于國(guó)家的節(jié)能減排，保衛(wèi)藍(lán)天做出貢獻(xiàn)。

節(jié)能改造投資額、效益和投資回收期分析：本項(xiàng)目投資額約1900萬(wàn)元，可把柴油廢熱轉(zhuǎn)化成高品位電能，年凈發(fā)電量1249.8萬(wàn)kW·h，節(jié)約原工藝空冷器年耗電量378萬(wàn)kW·h，當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.65元/kW·h，年節(jié)能效益1058.1萬(wàn)元，其中凈發(fā)電收益屬于節(jié)能分享，空冷器節(jié)電收益不分享，全部歸屬業(yè)主所有。該項(xiàng)目投資可以在三年內(nèi)回收，具有極佳的節(jié)能效果和較高的經(jīng)濟(jì)性。該項(xiàng)目為全球首臺(tái)套工業(yè)柴油（工藝物流）直接換熱的余熱發(fā)電項(xiàng)目，燃料成本為零，機(jī)組零排放，在煉油行業(yè)具備十分廣泛的推廣價(jià)值。

【信息提供單位】

• 單位名稱

北京華航盛世能源技術(shù)有限公司

• 單位簡(jiǎn)介

北京華航盛世能源技術(shù)有限公司成立于2011年12月，注冊(cè)資金4000萬(wàn),是由數(shù)名世界500強(qiáng)行業(yè)技術(shù)專家聯(lián)合北京航空航天大學(xué)共同發(fā)起成立的新型高科技企業(yè)，以工業(yè)節(jié)能解決方案為企業(yè)發(fā)展核心。華航盛世集合了眾多航空航天領(lǐng)域科研成果與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，在工業(yè)余熱余壓回收利用和系統(tǒng)優(yōu)化等節(jié)能減排領(lǐng)域，開發(fā)并推出了自主創(chuàng)新的產(chǎn)品、技術(shù)及先進(jìn)解決方案，以合同能源管理和能源站整體建設(shè)兩種方式開展業(yè)務(wù)。

公司堅(jiān)持以自主創(chuàng)新為發(fā)展基石，奉行“自主創(chuàng)新，正直誠(chéng)信，客戶滿意，可持續(xù)發(fā)展”的公司價(jià)值觀，集聚了建筑智能、工業(yè)節(jié)能等方面的資深專業(yè)團(tuán)隊(duì)，在建筑能源管理、系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能、工業(yè)余熱余壓回收等節(jié)能減排領(lǐng)域開發(fā)并推出了自主創(chuàng)新的產(chǎn)品和技術(shù)，為國(guó)家十二五期間節(jié)能減排領(lǐng)域提供先進(jìn)的解決方案，達(dá)到實(shí)現(xiàn)公司“創(chuàng)造更舒適、節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的世界”的公司愿景。

附件：向心渦輪中低品位余能有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù).pdf