低温烟气余热ORC系统工质选择及热经济性分析

以烧结余热锅炉出口烟气余热为有机朗肯循环(ORC)热源，建立亚临界ORC系统热力学模型和经济模型，研究不同循环工质下烟气进口温度、蒸发器节点温差和工质蒸发温度对系统热经济性能的影响。研究结果表明：烟气进口温度越高，蒸发器节点温差越小，系统净输出功越大。随着工质蒸发温度的增加，系统净输出功出现先增加后减小的情况。系统单位换热面积净输出功随蒸发器节点温差和工质蒸发温度的增加而增加，而随烟气进口温度的增加先增加后减小。当工质蒸发温度大于95℃时，工质R600a的热力性能最好，能获得最大的净输出功，反之工质R236ea的净输出功最大；当系统热力循环参数一定时，工质R601a的经济性能最好，能获得最大的单位换热面积净输出功，但其净输出功最小。     

有机朗肯循环发电系统试验平台设计

目前,我国的工业余热资源丰富,余热资源的合理利用必将对我国能源结构的改革起到很好的促进作用.有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)是提高能源利用效率的有效途径之一.其具有结构简单、适用热源温度范围广、余热回收效率高等优点,ORC发电技术已成为余热回收领域的热点课题之一.针对低温余热ORC发电技术进行了理论分析和工质研究,完成了发电目标为20kW、以向心透平为膨胀机的低温余热ORC发电系统试验平台的设计,并完成了数据采集及控制系统的设计.20kW(小功率)向心透平的设计,扩大了低温余热ORC发电系统的应用范围,促进了余热资源产业的发展.     

烧结冷却烟气低温余热ORC系统建模与热经济性能

本文以烧结冷却烟气低温余热为有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)系统热源,建立超临界ORC系统热力和经济模型,并选取R134a为ORC工质,研究变温热源下膨胀机的进口温度和压力,以及工质冷凝温度对系统热经济性能的影响。研究结果表明：系统净输出功随膨胀机进口温度的增加而增加,随膨胀机进口压力和工质冷凝温度的增加而减小,但系统单位温度的传热量随之均减小。当系统热力参数一定时,热源进口温度越大,系统净输出功和单位温度的传热量越大。在实际操作过程中,存在适宜的热源进口温度和系统热力参数使得ORC系统获得较大的净输出功和较小的单位温度传热量。     

烧结余热发电技术及系统的优化分析

简要介绍了烧结余热发电技术及系统流程,提出了以余热有效利用率来评价烧结余热发电系统的性能.通过对不同工况下烧结余热发电系统的发电量进行理论计算和比较,同时考虑生产设备及运行限制因素,对烧结余热烟气参数进行了优化选取.通过建立烧结余热发电双压系统的热力模型,计算分析了主蒸汽温度、主蒸汽压力、低压蒸汽温度和压力及其选取对系统余热有效利用率的影响和变化规律,为烧结余热发电系统的优化设计与运行提供了较科学的依据.     

一种烧结余热复合循环发电系统的构建与分析

烧结余热竖罐式回收是一种极具发展前景的烧结矿余热回收方式,其技术关键在于烧结矿的取热技术和能量转换技术。以空气闭式循环为取热方式,以CO_2跨临界循环和R123有机朗肯循环为能量转换方式,创新地构建烧结竖罐余热复合循环发电系统,并确定工艺流程中各个节点的热工参数。此外,从发电量和■效率等方面,探究循环工质的蒸发压力和蒸发温度对系统性能的影响。结果表明:在一定条件下,吨矿发电量为43.03 kW·h,■效率为55.66%;同时,适当提高蒸发压力和蒸发温度可以提高系统吨矿发电量和系统■效率。     

有机朗肯循环回收低温烧结余热发电的可行性分析

基于烧结环冷四段冷却废气余热的特点和有机朗肯循环(ORC)原理,提出了利用有机朗肯循环回收环冷机四段低温废气余热发电的工艺方法,并以国内某360 m2烧结机为例,讨论了该工艺的技术和经济可行性。研究结果表明:以R245fa为工质的ORC系统净输出功率约为670 kW,年发电量约为5.58×106kWh;项目投资回收期为4年,内部收益率为33%,财务净现值为3000万元,具有较好的节能效益。     

涟钢360m~2烧结余热发电热经济性探讨

涟钢360 m~2烧结环冷机烟气余热发电项目自2009年底投运以来,由于多种原因,余热发电生产极不稳顺,造成发电机组开停机次数多,发电产量低。为此,通过稳定烧结生产工艺,改进循环风机运行工况,改进余热发电系统的生产工艺,大幅提高了发电量,提高了烧结余热的利用率。     

烧结机烟气余热的有机朗肯循环发电

以烧结机烟气低温余热的有机朗肯循环发电为研究对象,选用R245fa, R113以及R600a三种适合低温热源的干工质,分析了蒸发温度、冷凝温度、热源温度、热源质量流量等操作参数对低温余热循环发电系统的输出功率和?效率的影响.该研究内容同样适用于其他低温热源的有机朗肯循环发电热力学性能分析.     

带补燃的低温余热发电系统的研究

利用热平衡及平衡分析来比较带补燃的低温余热发电系统和纯低温余热发电系统,结果表明,补燃降低了排烟损失,提高了余热锅炉效率,因此提高了系统循环热效率。但是在补燃条件下,余热锅炉损增大,导致带补燃的低温余热发电系统效率要低于纯低温余热发电系统。     

烧结余热发电技术应用及改进

烧结余热发电技术是利用烧结环冷机生产过程中产生的高温烟气进行余热回收,通过锅炉系统产生蒸汽,再由汽轮机进行发电,发电可应用于企业内部生产。由于烟气的循环利用,在回收生产过程产生的大量余热的同时,也减少了烧结环冷机原高温烟气对环境的热辐射及粉尘污染。对余热发电系统运行过程中出现的一些问题,如环冷机密封改造效果不佳、余热发电波动较大等进行分析和总结,并进行改进和完善,以提高发电效率。     

Comparison and Optimization of Mid-low Temperature Cogeneration Systems for Flue Gas in Iron and Steel Plants

Three generation systems, namely, steam Rankine cycle (SRC), organic Rankine cycle (ORC), and steam-organic combined Rankine cycle (S-ORC), were simulated using the Engineering Equation Solver (EES) to efficiently utilize flue gas emissions from 200 to 450 °C in iron and steel plants. Based on the simulation results for thermal efficiency, exergy efficiency, and power generation, the performances of the three power generation systems were compared and analyzed. To further utilize waste heat from the turbine exhaust steam of the ORC system, cascade ORC (CORC) was designed for heat sources above 300 °C. Based on a comprehensive performance comparison, the application of the ORC using R141 b is preferable for 200 to 300 °C flue gas. For 300 to 450 °C flue gas, CORC is an alternative technology to improve the efficiency and quality of waste heat utilization. For flue gas above 450 °C, S-ORC can achieve higher efficiency and power generation than conventional SRC, with a relatively small negative pressure and high dryness of the turbine outlet steam. Hence, S-ORC can be considered as a substitute for SRC.     

Optimization of Low-Temperature Exhaust Gas Waste Heat Fueled Organic Rankine Cycle

 Low temperature exhaust gases carrying large amount of waste heat are released by steel-making process and many other industries, Organic Rankine Cycles (ORCs) are proven to be the most promising technology to recover the low-temperature waste heat, thereby to get more financial benefits for these industries. The exergy analysis of ORC units driven by low-temperature exhaust gas waste heat and charged with dry and isentropic fluid was performed, and an intuitive approach with simple impressions was developed to calculate the performances of the ORC unit. Parameter optimization was conducted with turbine inlet temperature simplified as the variable and exergy efficiency or power output as the objective function by means of Penalty Function and Golden Section Searching algorithm based on the formulation of the optimization problem. The power generated by the optimized ORC unit can be nearly as twice as that generated by a non-optimized ORC unit. In addition, cycle parametric analysis was performed to examine the effects of thermodynamic parameters on the cycle performances such as thermal efficiency and exergy efficiency. It is proven that performance of ORC unit is mainly affected by the thermodynamic property of working fluid, the waste heat temperature, the pinch point temperature of the evaporator, the specific heat capacity of the heat carrier and the turbine inlet temperature under a given environment temperature.     

烧结-冷却-余热回收系统热力学分析

采用热力学分析法剖析了烧结余热产生、转换与利用过程,绘制了烧结-冷却-余热回收系统的物流图和流图,建立了有关能量输出、转换与利用的评价指标,借此研究了国内某360m2烧结机的余热利用状况。结果表明:输出效率、转换效率、利用效率等指标可用来评价烧结余热回收等能量利用状况;烧结机、冷却机、余热锅炉、汽轮机发电4个环节的利用效率分别为0.30、0.52、0.71、0.39;目前烧结余热回收存在的主要问题是烧结烟气和冷却三段冷却废气所携带的显热尚未被利用;将烧结烟气和冷却三段废气余热用于点火煤气预热或锅炉给水预热,可使得烧结机和环冷机利用效率分别提高0.19和0.18。     

烧结余热发电或拖动系统工程设计优化措施

目前烧结余热回收在钢铁企业全面推广和应用,使烧结余热发电和拖动技术快速提升,烧结余热回收工程项目投产后的实际运行效果倍受关注。从工程设计角度,结合多年的工程实践经验,以最大限度的利用烧结余热、提高的余热发电效率、降低的厂自用电和最低的建设投资为设计优化原则,总结了烧结余热发电工程设计的优化措施。     

DCS在大型硅钙电炉烟气余热发电系统中的应用

阐述了分布式控制系统(distributed control system,简称DSC)在3×33 MV·A硅钙合金电炉、1×7.5 MW余热发电系统3台余热锅炉、6.5 MW汽轮机、7.5 MW发电机和电站电气系统中的应用,重点介绍了其技术可靠性的实现、热工自动化监控技术以及画面组态,对数据的采集、顺序控制系统和自动调节等相关技术问题进行了探讨。实践证明,该套DCS系统在大型硅钙电炉烟气余热发电系统的应用中,实现了可靠、安全、经济以及操作简单方便的目的,可作为类似工程参考。     

石油焦煅烧系统的烟气余热回收实践

介绍了石油焦煅烧系统烟气余热回收装置的工作原理、控制系统及稳定运行措施.运行后实现了烟气余热回收装置的高效运行,提升了成型设备的效能和用热稳定性,实现了煅烧烟气余热的充分利用,经济效果显著.     

邯钢烧结机冷却系统改造与余热发电效果提升

分析了邯钢炼铁厂435 m2烧结机余热发电存在的问题,指出环冷机漏风率高、余热回收率低是制约余热发电系统运行效果的关键因素。通过环冷机水密封改造、上罩全密闭改造、受料点直接取热、取热点前移、余热风量优化、密封材质改进等方法,余热发电率提高25%,环冷机漏风率由35%降至5%,年新增发电量1 440万kW·h,新增创效800余万元。结果表明,强化环冷机密封,优化风量配置是提高余热发电率的重要手段。     

高炉渣余热驱动空气布雷顿循环热力学分析

在高炉渣干式粒化余热回收装置的基础上,提出了高炉渣余热驱动的空气布雷顿循环装置,建立了该循环的有限时间热力学模型,对该装置的余热回收性能进行了研究。通过数值计算,分析了压气机压比、压气机进口相对压降（工质质量流率）和余热回收温度对循环功率、热回收效率和循环热效率的影响。结果表明：通过调整压气机进口相对压降和压气机压比,能使热回收效率和循环功率取得最大值;余热回收温度越高,循环功率、热回收效率和循环热效率也越高,同时,压气机进口相对压降的适用范围也越大。并以循环功率最大为目标,优化了压气机压比和压气机进口相对压降,得到了最大循环功率为51.46kW,最大热回收效率为11.98%,对应的循环热效率为20.71%。     

矿热炉烟气1×6 MW余热发电工艺与设备选型

铁合金行业烟气余热资源的综合利用是节能减排的主要方向。文章以比较典型的矿热炉冶炼与精炼工艺,即2×25.5 MVA锰硅矿热炉+1×6.3 MVA精炼炉为基础,配置1×6 MW余热发电,对矿热炉烟气余热发电工艺及设备选型进行了介绍并作了简单的技术经济分析,希望能为该技术的推广实施提供参考。     

泰钢180m^2烧结环冷机废气余热发电设计方案

为充分利用烧结废气余热,泰钢拟建立一套回收环冷机烟气余热进行蒸汽动力发电的系统。采用热风循环的方式,确定烟气设计参数、烟气流程和汽水流程,装机方案为1台BN4.5-1.57/0.35＋QF-6-2/6.3kV补汽-凝汽式汽轮发电机组和1台产22.5t/h、1.57MPa、320℃过热蒸汽的双压自除氧余热锅炉。分析认为,该项目发电量可达28800MW·h/a。