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大型煤化工項目低品位熱能利用研究

文檔作者：張　亮文檔來源：中國五環(huán)工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年02月21日
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Ｄｅｃ．２０１３ 化肥設計
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ
第５１ 卷　第６ 期
２０１３ 年１２ 月
大型煤化工項目低品位熱能利用研究
張　亮
（中國五環(huán)工程有限公司，湖北武漢?。矗常埃玻玻常?
摘　要：介紹了有機朗肯循環(huán)發(fā)電機組的基本原理和螺桿膨脹發(fā)電機組的基本結(jié)構(gòu)；簡述了利用低壓蒸汽冷凝液
余熱的經(jīng)濟效益和節(jié)能減排效益。研究結(jié)果表明：采用螺桿膨脹發(fā)電機組回收低溫余熱，不僅可以提高項目能效
０．２％，還可減少排放ＣＯ２ ２５ ５３２ ｔ／ａ，節(jié)約標準煤９ ８２０ ｔ／ａ。
關(guān)鍵詞：低壓蒸汽冷凝液；余熱；有機朗肯循環(huán)；螺桿膨脹發(fā)電機組；節(jié)能
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４ －８９０１．２０１３．０６．００６
中圖分類號：ＴＱ５４６　　文獻標識碼：Ａ　　文章編號：１００４ －８９０１（２０１３）０６ －００２２ －０３
Researching on Utilization of Low Grade Heat Energy in Large-sized Chemical Engineering Project of Coal
ＺＨＡＮＧ Ｌｉａｎｇ
（China Wuhuan Engineering Company Ltd．，Wuhan Hubei　４３０２２３　China）
Abstract：Ａｕｔｈｏｒ ｈａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ Ｃｙｃｌｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｕｎｉｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｃｒｅｗ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔｓ；
ｈａｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｂｅｎｅｆｉｔ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｏｆ ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｔｅａｍ ｃｏｎｄｅｎ -
ｓａｔｅ．Ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｕｓｉｎｇ ｓｃｒｅｗ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔｓ ｔｏ ｒｅｃｏｖｅｒ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｏｆ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｅ ｏｆ
ｐｒｏｊｅｃｔ ｂｙ ０．２％， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ＣＯ２ ｂｙ ２５ ５３２ ｔ／ａ ａｎｄ ｓａｖｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｏａｌ ｂｙ ９ ８２０ ｔ／ａ．
Keywords：ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｔｅａｍ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ； ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ； Ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ Ｃｙｃｌｅ； ｃｒｅｗ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔｓ； ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｖｅｒｖａｔｉｏｎ
ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４ －８９０１．２０１３．０６．００６
　　節(jié)能減排，降低燃料消耗指標，是我國當前能
源發(fā)展戰(zhàn)略的主要內(nèi)容，處于優(yōu)先發(fā)展的地位。工
業(yè)是國民經(jīng)濟的耗能大戶，亦是節(jié)能的重點行業(yè)，
在我國，至少５０％的工業(yè)耗能以各種形式的余熱被
直接廢棄，這既造成能源浪費，又造成環(huán)境熱污染，
所以回收利用工業(yè)低品位熱能具有重要的現(xiàn)實意
義［１］ 。化工行業(yè)尤其存在大量的低品位余熱，如低
壓蒸汽及低壓蒸汽冷凝液等，有效地利用這些低品
位余熱不僅對項目本身具有一定的經(jīng)濟效益，對節(jié)
能減排亦有深遠的意義。
目前，以色列、日本、美國、德國等國的低溫熱
能發(fā)電技術(shù)居世界領(lǐng)先地位，已開發(fā)了有機朗肯循
環(huán)余熱發(fā)電機組系統(tǒng)等，并取得了顯著的經(jīng)濟效
益［２］ 。近年來，浙江大學、上海交通大學等單位相
繼開展了相關(guān)的研究工作，但主要是對有機工質(zhì)的
選取和熱力循環(huán)設計進行了一定的理論研究，總體
來說，國內(nèi)對有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的工程應用研究工
作較少。本文主要針對有機朗肯循環(huán)應用的可行
性和技術(shù)經(jīng)濟性進行分析研究，以期推廣有機朗肯
循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)在國內(nèi)工程領(lǐng)域的應用，對我國的低
品位能量利用和節(jié)能減排工作起到推動作用。
1　有機郎肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)概況
1.1　有機朗肯循環(huán)原理
有機朗肯循環(huán)（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ Ｃｙｃｌｅ，簡稱
ＯＲＣ）是以低沸點有機物為工質(zhì)的朗肯循環(huán)，由蒸
發(fā)器、透平、冷凝器和有機泵等４ 大部件組成。低
壓蒸汽冷凝液（低品位熱能也可以是低壓蒸汽）輸
送至低溫工質(zhì)蒸發(fā)器，將冷凝液的熱量轉(zhuǎn)換給低溫
工質(zhì)，冷凝液的溫度降至７５ ℃左右。低溫工質(zhì)經(jīng)過
蒸發(fā)器吸熱后，產(chǎn)生飽和狀態(tài)的低溫工質(zhì)蒸汽，引
導進入專用的螺桿膨脹機發(fā)電機組發(fā)電，低溫工質(zhì)
降壓降溫后再進入冷凝器（水冷）凝結(jié)成液態(tài)，由工
作者簡介： 張亮（１９８３ 年－），男，湖北武漢人，２００８ 年畢業(yè)于華中科
技大學熱能動力專業(yè)，碩士，工程師，從事熱工工藝系統(tǒng)的設計和研
究等工作。
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