绿色技术No.|246 工业低温余热新型螺杆膨胀高效热水发电技术

楼市科学 2024-07-19 23:17 湖南

导语：

钢铁、有色、水泥、玻璃、合成氨、烧碱、电石、黄磷、硫酸、石油化工等行业余热资源十分丰富，余热资源总量高达4亿吨标准煤，其中大量的低温余热资源未得到有效利用，低温余热发电前景十分广阔。新型螺杆膨胀高效热水发电技术是平台近年来重点支持转化推广的绿色低碳技术，通过平台的精准对接服务，目前已在湖南、广东、广西、江苏、山东等地启动了一批项目落地，技术得到客户和投资方的高度认可，该技术具有很多独特优点，平台特发布技术公告，面向全国大面积推广应用，相关技术具体内容如下：

注：以下资料及数据由技术方提供，技术方承诺文中数据及资料无误，为其真实性负全责。为了降低技术应用风险，请务必在平台全程跟踪服务和监督下进行精准对接。

技术背景

工业余热主要指工业企业热能转换设备及用能设备在生产过程中排放的废热、废水、废气等低品位能源。利用余热回收技术将这些低品位能源加以回收利用，是节能的重要手段之一。按照余热资源载体的温度高低，可把余热资源按品味进行划分，温度高则代表余热资源的可做功能力高，即是所谓“高品位余热资源”。温度低，则代表该余热资源品味较低。低品位余热资源的来源及利用难点。余热资源的主要来源为：①烟气的余热；②高温产品和炉渣的余热；③冷却介质的余热；④可燃废气、废液和废料的余热；⑤废汽、废水余热；⑥化学反应余热。比较典型的低品位余热资源有：①锅炉（加热炉）等排放的烟气，一般在140~180℃；②高炉渣、炼钢渣的冲渣水，温度在60~9 0℃；③循环冷却水，大部分在30~50℃；油田采出水，在30~60℃。低品位余热资源的利用难点在于：①大部分低品位余热资源含有腐蚀性的物质，对设备长期安全运行构成不小的影响；②有的低品位余热资源具有间歇性的特点，难于连续运行；③由于品味较低，难以在现场附近寻找到合适的供热（冷）负荷；④用于发电，效率较低，技术还有待成熟，经济效益偏低。

技术市场潜力分析

从余热资源的来源来看，可分为高温烟气和冷却介质等六类，其中高温烟气余热和冷却介质余热占比最高，分别占50%和20%，而其他来源分别是废水、废气余热占11%，化学反应余热8%，可燃废气、废液和废料余热7%，高温产品和炉渣的余热4%。从余热资源品位来看，约46%为400℃及以上的高品质余热资源，其余约54%则为400℃以下的中低品质余热资源。在工业生产中,使用着各种窑炉,如回转窑、加热炉、转炉、反射炉、沸腾焙烧炉等。这些窑炉都耗用大量的燃料,它们的热效率都很低,一般只有30%左右,而被高温烟气、高温炉渣、高温产品等带走的热量却达到40%～60%,其中可利用的余热在冶金方面约占燃料消耗量的三分之一,机械、玻璃、造纸等方面占15%以上。芳烃联合装置生产工艺过程中，在脱庚烷塔顶物料、成品塔顶物料、邻二甲苯塔顶物料装置处通常需用空冷或水冷的方式将物料冷却，热源未充分利用造成大量的电能和水资源浪费，同时会对环境产生热污染。化工石油行业是国民经济的重要基础和支柱产业，在服务国民经济发展的过程中，自身也消耗着大量的能源。化工能耗约80%的总热能是以低品位热能排放的，因此，低温热能的有效利用是提高化工能源利用率的关键。钢铁冶金行业是能源消耗大户，占全国总能源消耗量的15%～16%。钢铁联合企业的能量损失一般约占总输入能量的66%，其中废气占13%，冷却水占16%，固体显热占13%，散热损失占24%，钢铁冶金行业余热利用潜能巨大。大量余热资源中，350℃以下的中低温烟气余热、低压饱和蒸汽（直接排放）、高炉冲渣水等，回收经济性较差、技术难度高，还未得到有效利用。

技术简介和特点

采用中低温高效发电螺杆膨胀机对产出或排放的中低温过热蒸汽、饱和蒸汽、废热水汽、汽液两相热源及150℃以上废烟气、排出气压等都能运用发电。设备运行中，低温低压通过进气调门自动调节，不停机发电（瞬时零压也不停机），延长发电时间，提高发电效能，减少用户启机、关机的麻烦，无需专人管理。提高主轴旋转速度和发电功率，每吨余废汽每小时发电量90～100度。还能重复回转发电，凝水得到重复回用，节约水资源。长时间运转无异常、故障现象，无需更换零部件。使用寿命达30年以上。结构简单紧凑，外观美观大方，模块集装式，方便设备运输、移动和安装。

成功案例