ORC低温余热发电系统:YN高温膜法除尘

更新时间：2025-04-20 11:25:28

ORC低温余热发电系统

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朗肯循环中,工质是水蒸气、90℃以上的热水、300摄氏度以上的烟气等,由四大设备:锅炉（或换热器）、汽轮机、冷凝器和给水泵组成。工质在热力设备中不断进行等压加热、绝热膨胀、等压放热和绝热压缩四个过程,使热能不断转化为机械能。当利用低温有机工质(如上述的戊烷)作为循环的工质时,主要设备有:蒸发器、汽轮机、冷凝器和循环泵等。
对于低及中等的焓热,ORC技术与常规的水蒸气朗肯循环相比有很多优点,主要体现在回收显热方面有较高的效率,由于循环中显热/潜热不相等,而ORC技术中此比例大。因此采用ORC技术可回收较多的热量。
工作过程：
4- 1过程:锅炉及过热器中的等压加热过程,其中:(4- 5)段,由未饱和水等压预热成饱和水;(5- 6)段,再等压等温汽化为饱和蒸汽;(6- 1)段再等压加热成过热蒸汽。
1- 2过程:过热蒸汽在汽轮机中的绝热膨胀过程,工质对外作功。
2- 3过程:在冷凝器中的等压放热凝结过程。
3- 4过程:水在给水泵内的绝热压缩过程,在T- S图上,3、4两点几乎重合。
特点
(1)对较低温度热源的利用有更高的效率。
(2)戊烷比水蒸气密度大,比容小,因此所需汽轮机的尺寸(特别是减小汽轮机末级叶片的高度)、排气管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直径均较小。
(3)与水蒸气不同,戊烷在膨胀作功过程中,从高压到低压始终保持干燥状态,这就消除了形成湿气以及当高速小水滴冲击汽轮机时,产生腐蚀损坏的可能性。所以,ORC能比水蒸气汽轮机更有效地适应部分负荷运行及大的功率变动,不需要装过热器。
(4)在缺水地区,优先使用空气冷却的冷凝器。ORC电厂使用的空冷冷凝器要比水蒸气电厂使用的空冷冷凝器的体积小得多,价格也低得多。
(5)与水蒸气相比,由于有机工质的声速低,在低叶片速度时,能获得有利的空气动力配合,在50Hz时能产生较高的汽轮机效率,不需要装齿轮箱。
(6)有机工质冷凝压力高,整个系统在接近和稍高于大气压力的情况下工作,使得有机工质的漏失现象大为降低。
(7)有机工质凝固点很低(低于- 73℃),这就允许它在较低温度下仍能释放出能量。这样做,在寒冷天气可增加出力,冷凝器也不需要增加防冻设施。
应用领域：
ORC技术不仅用于石油化工、化工余热、烟气处理、水泥工厂的余热发电厂等
Ø 低沸点工质透平设计
Ø 发电系统设计
Ø 余热换热器设计
Ø 辅助、成套设备的设计
利用中低温下能产生高压气体的介质（有机工质、沸点较低）作为工质，在中低温下蒸发产生的高压气体去驱动透平的循环。它由余热锅炉换热器、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成。余热流体在换热器中放热给有机工质，工质由于吸热而成蒸气。这种蒸气通过透平膨胀作功，从而带动发电机发电或拖动其它转动机械。从透平排出的蒸气在冷凝器中向冷却水放出热量而凝结成液体，借助工质泵重新泵回换热器，如此不断循环就能发电或产生动力。
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YN高温膜法除尘

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新型炼钢转炉一次干法除尘技术
新型炼钢转炉一次烟气（煤气）高温干法除尘净化技术（专利号：ZL.2013.2.0516721.9专利发明人：杨慧斌）是我们自主研发的在行业内独创的领先技术，其独创性在于除尘达到国家要求的排放标准外，还能回收转炉煤气的高温余热。
技术创新亮点：
1、把传统的喷雾冷却塔改造成汽化冷却“高温换热降尘塔”回收煤气余热，同时重力沉降除尘。
2、高温膜过滤除尘没有火花放电，避免了转炉煤气遇到火花爆炸的隐患；
3、高温膜过滤除尘设有汽化冷却骨架梁，在除尘过滤的同时回收转炉煤气里的余热；
4、高温膜过滤除尘后的高温转炉净煤气再用“净煤气换热冷却塔”回收转炉煤气里的余热；
5、通过“高温换热降尘塔”“汽化冷却骨架梁”“净煤气换热冷却塔”对转炉煤气进行余热回收，比传统除尘工艺多回收蒸汽50～70kg/t钢；
6、系统运行阻力是传统湿法除尘系统的1/3，一次风机电机耗电降低2/3,纯干法回收粉尘，除尘灰利用价值高。
该技术经过我公司数年的研发，并经过在钢铁厂的中试，证明其排放能满足国家标准，不用进行污水处理，同时还能回收2.5MPa的饱和蒸汽，减排节能效果明显，转炉炼钢一次除尘与传统湿法比较可降低成本10～15元/吨。高温净化后的煤气余热转化成的蒸汽，用于发电、制冷、供热、工艺用汽等，经济效益显著，改变了传统的转炉传统干法除尘和湿法除尘工艺，转炉除尘采用该工艺能满足国家要求的减排标准并能同时回收余热，为企业节能减排。我公司研发的高温干法除尘技术，除尘工艺可靠、没有爆炸危险，其节能经济效益显著，不用处理污泥，粉尘回收利用率高。该技术国内创新，世界首创。
100t转炉湿法LT电除尘法、YN高温膜法技术经济指标比较
1、100t转炉一次除尘干法湿法用水指标
序号分类 YN干法高温膜法 LT干法
电除尘湿法
塔文备注
1 系统循环水量 18 36 840 干法除尘节省补充水量
20-9=11（m3/h）
2、系统循环水量840-18
=822m3/h；
1.1 高温雾冷器耗水量 10 20 40
1.2 煤气冷却器耗水量 8 16 0
1.3 一文、二文冲洗水量 0 0 800
2 汽化冷却 16 8 8
3 系统补充水量 9 18 20
3.1 水处理后污泥带水量 1 2 4
3.2 烟气（煤气）带走水量 8 16 16
2、100t转炉一次除尘干法湿法耗电指标（kw）
序号     分     类
      （kw） YN干法高温膜法 LT干法
电除尘湿法
塔文备注
1 一次除尘风机功率 800 800 2200 干法除尘比传统湿法除尘小时节约2470-850=1620kW
2 辅助配套功率，LT变压整流耗电 50 250 50
3 水处理设施功率 0 0 220
4 合计功率（kw） 850 1050 2470
3、100t转炉一次除尘干法湿法技术经济指标
序号    分类 YN干法高温膜法 LT干法
电除尘湿法
塔文备注
1 系统运行阻力（kPa） 10 9 30    环境效益经济效益显著
   湿法除尘有污泥处理系统投资
2 净煤气含尘浓度（mg/ Nm3） 20 20 120
3 多回收蒸汽t/h.炉 15 0 0
4 投资（万元） 2200 2500 1690
4.1 除尘工艺设备 1900 2100 500
4.2 三电设备与控制 300 400 250
4.3 除尘风机房 0 0 100
4.4 水处理设施土建 0 0 440
4.5 水处理设施 0 0 425
50t转炉湿法LT电除尘法、YN高温膜法技术经济指标比较
1、50t转炉一次除尘干法湿法耗电指标（kw）
序号     分     项
       YN干法高温膜法（kw） LT电除尘（kw）湿法塔文（kw）备注
1 一次除尘风机功率 450 450 1200 节电1470-450=1020kW
按照风机高速运行时间60%计算
1020÷100×60%
=6.12kW/t钢
2 辅助配套功率，LT变压整流耗电 0 250 50
3 水处理设施功率 0 0 220
4 合计功率（kw） 450 700 1470
2、50t转炉一次除尘干法湿法用水指标
序号分类 YN干法高温膜法 LT
电除尘湿法
塔文备注
1 系统循环水量 9 18 420 干法除尘节省补充水量
12-4=8（m3/h）
2、系统循环水量420-9
=411m3/h；
　
　
　
　
1.1 高温雾冷器耗水量 5 10 0
1.2 煤气冷却器耗水量 4 8 0
1.3 一文、二文冲洗水量 0 0 420
2 汽化冷却 8 0 0
3 系统补充水量 4.5 9 14
3.1 灰尘或污泥带水量 0.5 1 2
3.2 烟气（煤气）带走水量 4 8 12
3、50t转炉一次除尘干法湿法技术经济指标
序号    分类 YN干法高温膜法 LT
电除尘湿法
塔文备注
1 系统运行阻力（kPa） 10 9 30 环境效益经济效益显著
湿法除尘有污泥处理系统投资
　
　
　
　
　
　
　
2 净煤气含尘浓度（mg/ Nm3） 20 20 120
3 多回收蒸汽t/h.炉 7.5 0 0
4 投资（万元） 1400 1500 1015
4.1 除尘工艺设备 1100 1150 100
4.2 三电设备与控制 300 350 150
4.3 除尘风机房 0 0 100
4.4 水处理设施土建 0 0 340
4.5 水处理设施 0 0 325