工业低品位余热发电技术.pptx

工业低品位余热发电技术.pptx

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569.HK）是中国最大的石化行业安全及紧急控制系统综合解决方案供货商、中国最大的本地控阀制造商、中国最大的铁路信号系统解决方案供货商之一，集团于2007年在香港上市。

北京康吉森节能环保技术有限公司隶属于中国自动化集团旗下，是一家专门从事工业低品位余热回收发电技术、装备、解决方案的综合性节能服务公司。

为广大客户优化能源利用方式，极大地提高能源的利用效率，降低企业能耗，减少碳排放以及对环境造成的热污染。

公司的业务范围,余热利用项目咨询（项目建议书，可研报告等）余热利用项目整体设计余热发电机组供应节能蒸汽透平（ECT）发电机组有机朗肯循环（ORC）发电机组余热利用项目EPC“交钥匙”工程余热利用项目实施所有技术服务,公司的业务范围,能源利用率低下。

以煤为例，每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3、美国的28.6。

高能耗是我们不得不承认的现状。

跟随高耗能而来的，是生产过程中产生的高排放；在目前国家政策提倡可持续发展、低碳经济的大环境下，各耗能行业均面临着节能减排的巨大压力。

我国工业用能中近60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于350以下的低温余热，约占余热总量的60%，目前技术实现对其有效的回收利用较低。

（低品位能源）,低品位余热利用的问题,虽然低品位余热总量大，来源广，但若想利用起来还存在以下问题：

热源品位低，回收困难；余热资源波动性大，热源不稳定；余热资源利用起来一般效率较低，投资经济性差；受限于场地及现有工艺，上一套余热利用设备要大动干戈；余热利用设备还需设专人值守，增加企业用工成本。

我公司的节能蒸汽透平（ECT）发电机组，及有机朗肯循环（ORC）发电机组完美的解决了以上难题！

如何解决上述问题,热源品位低，回收困难；我公司产品最低能回收0.2MPa（a）的蒸汽，90以上的热水，涵盖了绝大部分的低品位余热。

余热资源波动性大，热源不稳定；我公司产品能在30%120%设计工况内运行，并可频繁、快速的启停。

余热资源利用起来一般效率较低，投资经济性差；我公司产品为高转速设计，发电效率高，通常在3年内可回收成本。

受限于场地及现有工艺，上一套余热利用设备要大动干戈；我公司产品为撬装式设计，结构紧凑，占地面积小，并可代替工艺中的减温减压器，应用灵活。

余热利用设备还需设专人值守，增加企业用工成本。

我公司产品使用维护简单，可靠性高，无需设专人值守。

公司介绍,节能蒸汽透平（ECT）发电机组,有机朗肯循环（ORC）发电机组,2,1,3,ECT概述,ECT（EnergyConservationTurbine）可回收各行业生产中的低品位的工业尾气或饱和蒸汽，根据不同工艺需求，ECT有背压式、纯凝式、抽凝式、抽背式等机型，可根据热源及工艺流程为用户灵活设计。

ECT能利用的蒸汽压力从0.2MPa（a）-10MPa（a），单机额定功率205500KW。

工作原理,蒸汽从入口端引至透平喷嘴，在喷嘴内将压力能转换成动能，蒸汽离开喷嘴的速度约为200400米/秒。

蒸汽离开喷嘴后，冲击透平转子叶片，对透平做功，透平转子输出旋转机械能。

透平转子的转速为12000转/分，经齿轮箱减速至发电机运行转速（3000或1500转/分），再由联轴器传递到发电机，由发电机转换为电能输出。

做完功后的蒸汽，可以进入凝汽器凝结或根据下游生产工艺的需要，进入下游的生产设备，提供热能。

ECT的控制单元（PLC）通过控制蒸汽的流量控制阀，来调整透平转子的转速和进入生产工艺的蒸汽压力等参数，以满足生产工艺对蒸汽的要求。

ECT机组布置轴侧图,ECT机组分解图,ECT的六大核心优势,适应性广，发电效率高材料可靠，叶轮耐水蚀应用灵活，可快速启停整体撬装，安装很便捷控制简单，可无人值守维护量小，运行成本低,ECT的六大核心优势,适应性广，发电效率高,应用范围：

0.2MPa（a）10MPa（a）;单机功率范围20KW5500KW。

ECT设计时将透平机工作原理与航空涡轮动力技术相结合，使流道尺寸更符合蒸汽流动过程状态变化，从而减少无效损耗，达到最高效率。

每一台设备根据用户独特定制,使产品更符合用户实际情况。

核心部件叶轮：

材料和形状都经过特殊设计，增加了蒸汽膨胀过程的有效焓降，增大出力。

ECT的六大核心优势,材料可靠，叶轮耐水蚀所有与蒸汽接触部件均采用沉淀硬化不锈钢材料（17-4/13-8PH）。

叶盘和叶片用实心的不锈钢锻件一体铣削加工而成，叶片坚固、强度高、经久耐用。

高转速设计（12000转/分），相应叶轮径向尺寸小，运转中承受的力矩小。

耐水蚀能力强，末级排气湿度达17%。

ECT的六大核心优势,结构独特，启停迅速,叶轮为高速悬臂设计，与流管连接紧凑；流管为环形结构，能有效消除热应力的影响；所有级分别布置于两侧，使运行中产生的轴向推力相互抵消。

开机时暖机冷态810分钟、热态12分钟即可，可快速启停，适合频繁操作，能适应各种工况变动。

最低能利用0.2MPa（a）的蒸汽，单机功率范围205500KW。

ECT的六大核心优势,整体撬装，安装便捷透平、发电机及所有辅助设备集成在一个撬体上，该撬体作为一个完整单元，在工厂中完成组装、对中和试验，只需在现场与蒸汽管及其他电气设施对接。

单层布置，厂房结构简单。

机组安装在防振支撑上，对基础不产生动载荷，土建基础简单。

ECT的六大核心优势,控制简单，可无人值守PLC控制柜集成在撬体上，拥有友好的人机界面。

PLC内置程序可自动控制ECT系统的绝大部分操作，包括启动、运行、停止、保护和监测。

操作简单方便，能接受操作人员本地及远程输入的命令。

维护量小，运行成本低由160个独立部件组成，装配简单。

一两个人在短时间内就能处理大部分ECT零件出现的问题，具有“最易维护的蒸汽透平”的美誉。

只需每年更换一次机油。

可靠性高，使用寿命20年以上。

ECT的六大核心优势,因无需大小修及停机维护，所以年有效运行时间比常规汽轮机大大增加。

ECT机组的控制系统整体解决方案,ECT机组控制系统的功能Steamturbinespeedcontrol汽轮机调速控制Steamturbineoverspeedprotect汽轮机超速保护PerformanceControl,mainandassistmachinetechnicsparametermonitor机组性能控制、主机及辅机的工艺参数监控Turbinetemperatureandvibrationmonitor温度、振动监控SequencingControl顺序控制Theinterlocklogiccontroloftheturbineandunit.机组和装置的联锁逻辑控制,ECT机组的控制系统整体解决方案,ECT典型的机组起机曲线,适用热源介质,工作原理,转速,0.6MPa以上饱和蒸汽、过热蒸汽通过蒸汽高速冲击叶轮推动转子旋转一般60009000转/分,饱和蒸汽、过热蒸汽，两相流体、热液通过工质容积变化推动螺杆旋转1500/3000转/分,0.2MPa（a）以上饱和蒸汽、过热蒸汽、湿蒸汽通过蒸汽高速冲击叶轮推动转子旋转12000转/分,进排汽压差排汽压力,30kg/cm以上可设计成高真空,1316kg/cm不能设计成高真空,30kg/cm以上可设计成高真空,自动化程度,需设专职值守,需设专职值守,不需设专职值守,安装,需繁重的土建基础，安装时需各部件依次组装，精度要求高，过程复杂,需土建基础，安装时需各部件依次组装,整体撬装，安装在防振支撑上，安装十分简单，不需土建基础,外形尺寸,外形尺寸大,单机外形尺寸不大，但常需使用多台机组，使占地面积较大,结构紧凑，外形尺寸小,维护保养,运行维护复杂，需定期检修，检修过程复杂，工作量大，耗时长,运行维护较简单，需定期检修,维护量小，只需每年更换机油一次,ECT机组与其他余热发电产品的比较,ECT机组的应用案例,广西防城港博拉暨广顺化工有限公司2008年建成投产，目前已成功运行7年余，装机容量625KW，选择纯凝式发电机组，额定发电量560KW，发电供厂区内使用，每年可节电417万KWh，出口电压按用户要求设定为400V，发出的电并入厂区内400V系统，供厂区自用。

以下为经济性指标分析：

广西防城港博拉暨广顺化工有限公司,中国石化扬子石油化工有限公司该项目重芳烃塔顶低温热产生的0.35MPa（G）饱和蒸汽13t/h，无有效利用途径。

2015年订购康吉森ECT机组成套，装机容量1500KW，选择纯凝式发电机组，额定发电量1185KW，发电供厂区内使用，每年可节电882万KWh，节省凝结水10.4万吨，出口电压按用户要求设定为6.3kV，发出的电并入厂区内6.3kV系统，供厂区自用。

以下为经济性指标分析：

中国石化扬子石油化工有限公司,中国石化扬子石油化工有限公司,中国石化扬子石油化工有限公司,中国石化扬子石油化工有限公司,中国石化扬子石油化工有限公司,中国石化扬子石油化工有限公司,中国石化扬子石油化工有限公司,中国石化扬子石油化工有限公司,ECT项目业绩列表,公司介绍,节能蒸汽透平（ECT）发电机组,有机朗肯循环（ORC）发电机组,2,1,3,CHR125型有机朗肯循环（ORC）余热发电机组，能将90以上的热水、热液或150以上的烟气，将其热能转化成电能。

采用了专利的集成功率模块（IPM），将永磁磁悬浮轴承、稀土永磁高速电机、最环保工质R245fa等世界顶级技术融合其中，实现了发电效率大幅度的提升。

能适用于不同热源和多种应用环境，运行稳定性十分可靠。

ORC概述,ORC机组的分类,按照热源温度范围的不同，CHR125型ORC机组可分为以下两类：

中温型机组：

使用120以上热源，额定输出功率125KW，发电全效率12%14%。

低温型机组：

使用90120的热源，额定输出功率125KW，发电全效率6%8%。

ORC成撬基本组成,112”（285cm）,79”（200cm）,46”（117cm）,MT中温型,85.4”（216.8cm）,116.1”（294.9cm）,49.1”（124.6cm）,XLT低温型,CHR125ORC余热发电机组性能参数,电压,三相38VAC到有机工质,R245fa，闭合回路，不破坏臭氧层,集成功率模块IPM,电力电子柜PE,储液罐,配电柜PDU,入口和旁通切断阀,PLC柜（磁悬浮控制器）,工质泵,手动关断阀,现场接口,回热器（仅MT中温型机组）,储液罐,现场接口,配电柜PDU,Carefree集成功率模块（IPM）,（PLC）&磁悬浮轴承控制器（MBC）,电力电子柜PE,ORC撬装部件介绍,ORC撬装部件介绍,冷凝器,蒸发器,在Consen工厂完成冷凝器和蒸发器两器的配置，以及所有检验程序合格后，为客户提供成套设备如上图所示。

ORC成套机组提供,ORC的工作原理,有机朗肯循环与常规的蒸汽朗肯循环类似，只是采用的是低沸点有机物作为工质。

该循环系统由蒸发器、透平机、冷凝器、工质泵及有机工质组成。

工质在蒸发器中从低温热源中吸收热量产生有机蒸汽，进而推动透平机旋转，带动发电机发电，在透平机中做完功的乏汽先经过回热器再释放出一部分热量，再进入冷凝器中重新冷却为液体，进入储液罐，由工质泵打入蒸发器，以此循环。

ORC机组的核心技术优势,核心部件IPM（集成功率模块）技术：

IPM集成功率模块采用透平和发电机一体化设计，发电机为高速稀土永磁电机，转速分别为26500RPM（MT）和24500RPM（XLT），效率高达98%，轴承选用磁悬浮控制轴承，发电机壳体为屏蔽体，无泄漏点，工质选用R