湘电低温余热ORC发电技术取得新突破 助力“双碳”战略又添新成果

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  近日,由湘电自主研发的315kW ORC低温余热发电系统样机,通过了不同环境运行试验,成功实现发电。这是湘电服务国家“双碳”战略,加快绿色低碳装备技术研发,为我国高效利用低温余热资源、加快形成绿色生产生活方式提供的又一解决方案。

  系统搭载了配备电磁轴承的高速永磁发电机。小功率高速透平膨胀涡轮直驱永磁发电技术,发电效率达到84%;转速高、结构紧凑,能更好地适应不同的工况条件及场合;零部件较少,运维简便,利用率较高。

  通过研究不同工作参数(包括:热源的入口温度、热源流体与工质流体的质量比)下最佳蒸发压力,及其最大热回收效率技术,确定最佳工质流量下热回收系统总效率最大点。

  将PWM整流器控制算法引入到电机设计中,从系统的角度解决发电机谐波大、转子发热等关键问题,实现发电机参数优化设计;

  采用基于双PWM变流器的交—直—交变频系统,应用全功率变流的并网技术,可实现不同工况下膨胀机的最大功率捕获控制,提高了系统的发电效率;

  低温余热直驱发电机采用全功率变流器将电网与发电机隔离,有利于实现低温余热直驱发电系统的故障穿越,具有很高的可靠性和稳定性。

  该系统预计每年可提供180万千瓦时的清洁电力,相当于减少二氧化碳排放逾1700吨,植树造林约70亩,对于企业节能减排、环境保护、降低运行成本等具有十分显著的效果。

  什么是ORC ORC低温余热发电系统学名为有机朗肯循环发电系统(Organic Rankine Cycle),是一种回收低温热能的有效技术途径,通过采用低沸点有机工质,吸收低温能量,将其变为高压蒸气,推动涡轮工作,实现发电。

  ORC低温余热发电系统可广泛用于钢铁、水泥、石化、电力、冶金、玻璃等行业,对降低能耗、环境保护具有重要意义,能为客户带来可观的社会和经济效益,具有广阔的市场前景。

  我国的低温余热资源主要来源于工业余热以及地热、生物质能、太阳能等温度小于200℃的热源。据权威部门统计,近年来,我国工业能源消耗量占当年全国能源消耗总量的70%以上,而工业领域里至少有60%的能量以低品位废热的形式被直接排放,未被利用。我国利用余热资源进行发电,可提供的清洁电力相当于近20个三峡工程的发电量。低温余热发电,可以降低能源消耗,提高能源利用水平,有效解决环境和生态问题,是一项变废为宝的高效节能技术,对于当前我国提高能源资源配置与利用效率,助推“双碳”重大战略目标实现具有十分重要的意义。



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