康吉森工业低品位余热利用技术介绍.pptx

1、,工业低品位余热利用技术介绍,公司介绍,1,节能蒸汽透平（ECT）发电机组,2,有机朗肯循环（ORC）发电机组,3,目录,CONTENTS,公司介绍,1,节能蒸汽透平（ECT）发电机组,2,有机朗肯循环（ORC）发电机组,3,目录,CONTENTS,集团介绍,中国自动化集团有限公司（Stock Code: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、中国最大的本地控制阀制造商、中国最大的铁 路信号系统解决方案供货商之一，及中国铁路行业牵引系统、辅助电源相关设备的合 资格供货商之一，集团于2007年在香港上市。集团拥有北京康吉森自动化设备有限公司、吴忠仪表有限责任公司、

2、北京康吉森 油气工程技术有限公司、中京工程设计软件技术有限公司、北京康吉森交通技术有限 公司、南京华士电子科技有限公司等。1999年成立以来，集团在石油化工行业已销售3300多套安全及紧急控制系统，在 铁路信号行业则有2000多套系统。凭借雄厚的工程能力及庞大的销售网络，集团在 石油化工行业安全及紧急控制系统于2007年的市场占有率达72%，铁路信号行业占 有率达30%以上。,4,公司介绍,2015年，集团将之前作为孵化项目并已持续运转四年的节能环 保业务独立成立为北京康吉森节能环保技术有限公司。并期望节能环保公司能为集团业务开启新的篇章。北京康吉森节能环保技术有限公司是工业低品位余热回收发电

3、技 术、装备、解决方案的综合性节能服务公司。致力于节能环保事业，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。,5,公司的主要业务,余热利用工程：中低温余热利用产品及解决方案余热利用工程服务余热发电机组：节能蒸汽透平（ECT）发电机组有机朗肯循环（ORC）发电机组,6,我国能源利用现状,中国2013年一次能源消费量达到35亿吨标准煤，占全球总量的22.4%（已成为全球第一能源消费大国）。能源利用效率低下。我国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3、美国的28.6。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

4、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。,7,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。,8,我公司的解决方案,我公司与美国Starcontrol公司旗下的Turbotech合作的 节能蒸汽透平（

5、ECT）机组。我公司与美国AE公司合作的有机朗肯循环（ORC）机组。,9,完美的解决了以上难题!,低品位余热利用不再是问题,热源品位低，回收困难；我公司产品最低能回收0.3Mpa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

6、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。,10,公司介绍,1,节能蒸汽透平（ECT）发电机组,2,有机朗肯循环（ORC）发电机组,3,目录,CONTENTS,ECT概述,美国Starcontrol公司旗下的Turbotech公司与中国自动化集团旗下的美国Trisen Turbomachinery Controls公司合作，利用美国航空航天涡轮技术，研发出节能蒸汽透平（ECT，Energy Conservation Turbine），ECT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

7、程为用户灵 活设计。ECT能利用的蒸汽压力从0.3Mpa（a）11Mpa（a），单机额定功率305000KW。,12,ECT机组外型图,13,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400600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

8、量控制阀和压力控制阀，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。,14,ECT机组布置轴测图,15,ECT机组分解图,16,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,17,ECT的六大核心优势,适应性广，发电效率高ECT设计时将透平机工作原理与涡 轮增压技术相结合，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。叶轮经过特殊设计，能承受排汽湿 度17%，增加了蒸汽膨胀过程的有 效焓降。叶轮为高速悬臂设计，与环形流管紧凑相连，有效消除热应力的

9、影响。,18,ECT的六大核心优势,材料可靠，叶轮耐水蚀设计、材料选取、加工各方面保证叶 轮强度。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。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)转盘和叶 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。,19,ECT的六大核心优势,应用灵活，可快速启停开机时暖机冷态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。每一台均根据用户热源参数进行单独设计，使设计工况贴近实际运行工况，使机组保持在高效率工况范围内运行。ECT有背压式、纯凝式、抽凝式、抽 背

10、式等机型，可应用于各种蒸汽减温 减压及蒸汽排放等情况。,最低能利用0.3MPa（a）的蒸汽，单机功率范围305000KW。,20,ECT的六大核心优势,整体撬装，安装很便捷透平、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。,21,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

11、受操作人员 本地及远程输入的命令。,22,ECT的六大核心优势,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。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。,23,解决方案示例,某北方工厂产生富余0.8MPa的饱和蒸汽8.7t/h，无有效利用途径。根据我司设计方案，选用一台装机容量1050KW的抽凝式ECT机组。在非采暖季时，工厂产生的蒸汽全部用于发电，发完电后的蒸汽凝结成水，循环 利用；在采暖季时，每小时需取用3.5吨0

12、.2MPa的蒸汽用于采暖。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：,24,解决方案示例,25,解决方案示例,26,业绩展示,27,业绩展示,28,公司介绍,1,节能蒸汽透平（ECT）发电机组,2,有机朗肯循环（ORC）发电机组,3,目录,CONTENTS,ORC概述,我公司与美国AE（Access Energy）公司合作的CHR125型有机郎肯循环(ORC)余热发电机组，能够将小规模商业和工业废弃热源转化成实用级 无污染电力能源。这款自含式系统采用了专利的Carefree 集成功率模块(IPM)。能将90以上的热水、热液或150以

13、上的烟气，将其热能转化成电 能。在这一过程中，不需要消耗额外的燃料，也不会带来新的排放。实现经 济与环保的双收益。目前全球范围内实际应用的产品总装机容量超过20MW，运行稳定性十 分可靠。适用于不同热源和多种应用环境，如：工业废热、地热、太阳能热、生物质能、垃圾焚烧、乏燃料利用、压缩机级间冷却等。,30,ORC机组分解图,31,ORC机组的尺寸重量,ORC机组为整体撬装 结构，重量仅为 2.946kg，安装便捷。卓越的并网接口，使并 网更加简单。,32,ORC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

14、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。,33,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%。,34,ORC机组的核心技术优势,ORC机组的核心部件IPM（集成功率模块）采用三项高新技术：发电机采用稀土永磁转子增大气隙磁密度，发

15、电机的体积进一步降低，实现发电机体积最小化，提高功率质量比；没 有电励磁，就没有电磁损耗和电刷滑环间的摩擦接触损耗，从而提高了机-电转换率。,充分利用发电机的放热工质贯通IPM，既冷 却了发电机又充分利用了 发电机运行过程中放出的 热量，提高了热效率。,35,ORC机组的核心技术优势,磁悬浮轴承高速旋转的透平机叶轮与同步发电机的转子直接耦合，并作为一个整体依附于磁悬浮轴承 之上，悬浮于发电机定子之间，没有轴伸端，没有接触轴承，不存在动密封，没有润滑装 置，不存在机械损耗。极大地减少了循环系统的内损耗。,以上三项高新技术使发电机效率达到98！,36,有机工质介绍,ORC机组采用R245fa工质。该工质是目前用于有机朗肯循环首选工质，其具有以下优点：与大气环境友好，不破坏大气臭氧层1个大气压下沸点15，临界温度及压力合适热稳定性好，最高使用温度可达到250与密封材料、常见金属等兼容性好不可燃，安全性好换热系数高，换热压降小，降低设备成本采用R245fa工质，可以使整个朗肯循环效率达到最佳！,37,ORC机组应用案例,38,ORC机组出厂检验,ORC机组在我公司集成车间进行出厂检验,39,ORC机组出厂检验,40,业绩展示,41,结语,节能降耗是“新常态”下耗能企业的生存之本,42,我们愿助您利用好每一分资源！,43,