基于工业余热与可再生能源耦合的赤峰市低碳供热研究

以赤峰市大温差供热工程实践为例,介绍了赤峰市低碳供热方案的设计理念和实施步骤。从赤峰市供热热源紧缺,城区周边电厂乏汽余热、工业余热和弃风电力转化热量潜力估算,降低一次网回水温度必要性,大温差供热推进和分阶段实施过程,各阶段热平衡等5个方面进行了详细说明。根据规划,至2035年赤峰市中心城区供热热量来源于非供暖季储存弃风电力转化热量和工业余热,以及供暖季工业余热和燃煤调峰电厂热量,单位供热面积的二氧化碳排放强度是现状的1/30。

煤矿瓦斯抽采液环真空泵新型降温及余热利用方法研究

瓦斯抽采液环真空泵温度高是导致其运行效率低和使用寿命短的重要原因。基于液环泵无用功耗散理论,定量分析了泵的产热-散热机理,提出了基于低温热泵的瓦斯抽采泵智能降温及余热利用技术,并搭建了工程试验系统,研究了进液温度、工作液流量、环境温度等参数对系统降温效果的影响。以李村煤矿2BEC87型瓦斯抽采泵为试验对象,在吸气负压为-53 kPa、进液流量为10 m3/h时,进液温度可由35℃降至16℃,运行温度由54℃降至45℃,降温效果显著;抽采泵运行效率提高了7%以上。

工业低温余热回收利用研究进展

工业生产过程中产生的大量低温余热通过烟气、冷却介质等形式散发到环境中,将这些热能回收利用对提高能源利用率、促进实现“双碳”目标具有重要作用。文章通过详细回顾现有工厂利用低温余热的案例,对比不同热源条件下的换热方案及节能效果,得出低温余热具有余热制热、原材料预热及防冻、余热制冷、余热发电等广泛用途;指出在利用低温余热资源时,应重点关注热源的特点及工厂需求等方面,选择与企业适配的余热利用方式;并对低温余热在节能减排中发挥的重要作用提出展望。

氢氧化铝焙烧炉低温烟气余热发电系统

本文简要介绍了氢氧化铝焙烧生产氧化铝过程中所产生低温烟气的一种余热利用系统-低温烟气余热发电系统,该系统利用有机朗肯循环原理,将烟气中的部分热能转化为电能,单台4 000 t/d焙烧炉的低温烟气每小时发电功率约为741.7 kW,并分析了该余热利用系统的经济价值及社会意义,为行业从业者确定经济可行的氢氧化铝焙烧炉余热利用方案提供参考。

基于能量流分析的低温能耗研究

为研究低温环境下导致电耗恶化的主要因素,文章通过整车能量流分析方法,测试了常温(23℃)和低温(-7℃)环境下中国乘用车行驶工况(CLTC-P)各个部件能量消耗。测试结果表明,低温和常温的主要能耗差异部件为电驱、压缩机、低压风扇、鼓风机、水泵等。其中压缩机和电驱消耗增加占比较大,所以重点剖析低温电驱恶化的原因,理论分析电驱低温能耗恶化的原因为低温底盘阻力恶化、低温电驱润滑油粘度增加、电机效率恶化等。为了验证润滑油温对电驱电耗的影响,通过电驱水泵流量控制电驱油温,在不同油温下进行低温CLTC-P工况电耗测试。为了验证低温电驱余热通热泵系统和自加热电驱油温这两个方案的能耗差异,实验过程中同时记录电驱电耗和压缩机电耗以及电驱油温,实验结果表明电驱余热自加热油温总电耗更优。

电厂循环水低温余热回收研究和示范

某燃机热电联产电厂采用电加热水罐对除盐水进行加热,此方式耗电量大,效果不好。针对该问题,设计了一种高效低阻折流杆换热器,提出一种利用循环水低温余热加热除盐水代替电加热的新工艺,并进行了工程示范。对该换热器共轭传热进行了数值模拟研究来优化设计,数值模拟结果表明新型折流杆换热器结构在压降、总传热系数之间取得了良好平衡,且在低雷诺数下能维持较高的总传热系数,适应变负荷运行要求。对示范工程进行了低负荷测试,测试结果与模拟值吻合,验证了换热器在低雷诺数时具有良好的换热性能,克服了常规折流杆换热器的通病。

低温余热发电在己内酰胺项目中的应用

基于当前己内酰胺装置蒸汽消耗大,蒸汽凝液余热未完全利用的现状,以600 kt/a己内酰胺装置为例,介绍了低温余热发电在己内酰胺装置中的应用及节能效果。结果表明:600 kt/a己内酰胺装置蒸汽消耗量约1020 t/h,蒸汽凝液回收总量约870 t/h,在保证装置冷冻水对蒸汽凝液需求的同时,充分利用蒸汽凝液作为热源,采用有机朗肯循环(ORC)低温余热发电系统,以1,1,1,3,3-五氟丙烷作为有机工质进行低温余热发电,发电系统运行稳定、安全,每年净发电量达1.784×10^(7)kW·h,相当于减少标煤消耗5607 t,减少CO_(2)减排量10601 t,同时可节约循环水量1.440×10^(7)t,节能和经济效果显著。

水源热泵在水泥纯低温余热发电系统中的应用

论文以某纯低温余热发电供热项目改造为例,从干法水泥纯低温余热发电技术背景出发,阐述回收循环冷却水余热用于供热的必要性,介绍该项目水源热泵机组回收该部分余热的系统流程及运行方案,同时提出项目改造设计过程中应注意的问题,并说明项目改造后的节能效果和经济性。

基于ORC系统的不同低温余热发电技术应用分析

相关文件提出,积极稳妥推进峰碳中和是推动绿色发展,促进人与自然和谐共生的重要任务。自2020年提出至今,“双碳”目标受到了社会的持续关注。在这期间,新能源、储能、能源整合等新技术得到了快速发展,其中包括有机朗肯低温余热发电技术。

“双碳”目标下低温余热利用技术研究进展

低温余热高效利用对耗能较高的工业过程实现节能降碳具有重要作用。文章综述了4类低温余热利用技术,包括应用较广泛的热功转换技术、吸收式制冷技术和热泵技术,以及目前研究较多的吸附式余热利用技术,概述了不同低温余热利用技术的工艺特点及研究进展,并从余热温度、余热量、余热性质、热用户需求和余热之比等特性,分析了选择合适低温余热利用技术的方法,提出了低温余热利用技术与换热网络的集成方法,并对低温余热高效回收利用在实现“双碳”目标的过程中发挥的作用提出了展望与建议。

某芳烃联合装置低温余热利用方案研究

以某芳烃厂抽余液塔和抽出液塔塔顶低温热利用为例,提出取热设计原则,以及塔顶低温热发生蒸汽的操作条件和流程。对蒸汽升压和蒸汽发电两种利用方式进行了详细分析和计算,得到优化的设计方案:采用蒸汽升压方案时,宜采用螺杆式压缩机进行升压;采用蒸汽发电方案时,在占地允许的情况下凝汽推荐采用空冷器冷却,环境温度对净发电量影响较大,建议采用空气冷却器设计气温进行设计。对于蒸汽升压和蒸汽发电两种方案的选择,升压蒸汽应优先替代由较高品位蒸汽减压得到的蒸汽,此时方案效益最优;如无可替代的用户,当电价高于0.54元/(kW·h)时,推荐采用蒸汽发电方案。

有机朗肯循环低温余热发电系统研究

余热发电是我国节能发展中的重点节能工程之一,有机朗肯循环是低温余热发电领域的主要技术。阐述了在有机朗肯循环工作原理的基础上,分析了国内外相关领域的应用现状,并对有机朗肯循环低温余热发电系统中的重要参数、设备的选择进行了详细分析和阐述,以提高余热回收的效果。

我国工业余热回收利用技术综述

节能减排主要依靠工业领域,工业余热利用是重要内容。本文从余热利用过程能量转换情况角度,概述了国内用于余热利用的热交换技术、热功转换余热发电技术及余热制冷制热技术及其设备的技术特点及应用概况,分析了工业余热利用中的存在的问题,认为需进一步推广余热锅炉及低温汽轮机余热发电技术,提高中高温余热的利用率,需要强化研究并掌握有机朗肯循环等300℃以下低温余热发电技术,积极向工程应用推广,提高低品位余热利用率。

纯低温余热发电系统的优化分析

通过建立纯低温余热发电系统的热力学模型,计算分析了过热蒸汽压力、进口烟气温度和节点温差等因素对纯低温余热发电系统发电性能的影响.结果表明:在设计纯低温余热发电系统时,存在一优化过热蒸汽压力,使得纯低温余热发电系统的单位烟气发电功率最大;随着进口烟气温度的升高,系统单位烟气发电功率增大,对应的优化过热蒸汽压力升高;而随着节点温差的增大,系统单位烟气发电功率减小,对应的优化过热蒸汽压力降低.

基于超临界CO_2布雷顿循环的塔式太阳能集热发电系统

为了提高太阳能热发电系统的性能,建立了以熔融盐为传热介质、再压缩式超临界CO2布雷顿(SCO2)循环为动力循环的塔式太阳能集热发电系统的分析模型,分析了定日镜、腔式吸热器、再压缩式SCO2发电系统3个子系统的性能,并研究了太阳辐射强度和采用不同底循环的SCO2发电系统对整个电站性能的影响,最后对采用不同类型的蒸汽动力循环和SCO2循环为动力子系统的5种塔式太阳能集热发电系统进行了对比。结果显示:吸热器的能量损失率最小,但损失率最大;随着太阳辐射强度增大,吸热器和整个电站的热效率和效率均增大;采用有机朗肯循环和跨临CO2(TCO2)循环作为底循环对SCO2发电系统进行余热回收,可提高整个电站的热效率,并且SCO2-TCO2循环具有更高的热效率;相同条件下,不同的SCO2循环均比蒸汽动力循环具有更高的热效率和效率,其中基于SCO2-TCO2的塔式太阳能电站热效率最高。

低温废热高效回收系统及其评价

通过一定的设备系统将大量放散的具有一定品位的热能回收发电 ,是废热回收的高价值方法。而对于原本品位不高的低温废热 ,如何有效地提高其回收率 ,则是低温废热回收中值得研究的课题。本文介绍一种多次闪蒸—混汽发电的废热回收发电系统 ,并采用火用方法对其热经济性做出了评价。

几种低沸点工质余热发电系统的热力性能比较

基于低品位余热的有机朗肯循环(ORC)发电系统,以某工业装置排出的流量为3×105 m3/h、温度为120℃的低温烟气为研究对象,针对几种高温有机工质,分析工质流量以及汽轮机膨胀比对系统性能的影响。研究结果表明:当工质流量小于15 kg/s时,汽轮机及循环热效率随着工质流量增大而迅速提高;但当工质流量超过15 kg/s时,汽轮机效率及热效率变化不大;工质的沸点越大,汽轮机内效率越高;随着汽轮机膨胀比的增加,系统所需的质量流量减小,而系统的热效率及效率提高;当工质流量或吸热量相同时,几种工质中R123的循环热效率最高,输出功率最大,是系统工质的较好选择。

低温热源喷射式发电制冷复合系统特性分析

提出一种低温热源喷射式发电制冷复合系统。该系统将有机物朗肯循环与喷射式制冷循环相结合,利用透平排气驱动喷射器工作,同时实现发电和制冷的功能。在定义系统评价指标的基础上,选取性能优良的有机物R245fa作为工质,建立系统仿真模型,进行计算分析。计算结果表明,在热源蒸发温度Tg=120℃,制冷蒸发温度Te=7℃,冷凝温度Tc=25℃的标准工况下,系统的热力学第一定律效率可达37%,热力学第一定律折合效率可达15.6%,火用效率可达37.5%。分析同时表明,提高热源蒸发温度Tg,提高制冷蒸发温度Te,降低冷凝温度Tc,有利于提高系统的工作性能;提高透平膨胀比β可以提高系统电冷比R。

电站锅炉烟气余热利用的热力学分析与优化设计原则

利用锅炉尾部烟气余热加热回热系统中的凝结水,可排挤部分抽汽返回汽轮机内继续膨胀做功,在一定程度上提高机组效率,有利于电厂的节能降耗。在典型百万千瓦机组选定工况的基础上,结合工程约束条件限制,开展利用电站锅炉烟气余热加热凝结水的多种典型集成方案设计;并运用"等效焓降法"和"常规热平衡法"对其进行热力学比较分析。研究结果表明:两种方法的计算结果非常接近,可作为工程计算的相互验证;低温省煤器回收的热量在满足约束条件的情况下排挤更高级的抽汽可获得更好的节能效果;同时,合理利用串并联方式有可能获得更好的热力学性能。

电站锅炉尾部烟气余热利用系统技术经济性比较

以某600MW超超临界燃烟煤机组为对比机组,对常规低温省煤器、低温省煤器前移和旁通烟道3种锅炉尾部烟气余热利用系统进行了热经济性与技术经济性比较.结果表明:回收锅炉排烟由122℃降温至90℃的余热,3种系统可使机组供电标准煤耗分别减小1.51g/(kW·h)、1.71g/(kW·h)和2.81g/(kW·h),需分别投资1 125万元、1 940万元和1 685万元,动态投资回收期分别为4.42a、8.66a和3.29a;低温省煤器前移对机组供电效率的提高不明显,但因应用水媒式空气预热器,受热面投资显著增大,因而技术经济性欠佳;由于节能效果显著,旁通烟道表现出最优的热经济性和技术经济性,建议对其进一步研究和推广应用.