球团竖炉低温排烟余热利用的ORC技术应用

汤雯

摘要：以某球团企业竖炉排放烟气为热源，采用ORC技术，对余热发电的热力性能和設备成本进行了计算，筛选了循环工质和ORC系统排烟温度。

关键词：低温烟气余热利用；有机朗肯循环；经济性优化

引言

当前能源危机日益严重，余热利用成为节能减排热点。有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle， ORC）采用低沸点有机工质发电，是回收低温余热资源的一条有效新途径，已被广泛研究并开始应用于各种低品位能源发电领域[1-2]。由于ORC循环在低品位热能利用方面具有独特优点和广阔应用前景，因此ORC工质筛选和循环参数优化也成为各国学者和科研机构的重要课题[3-5]。

本文以ORC系统经济性为优化目标，采用R245fa、R600a和R601a三种低沸点有机工质，对某企业低温排烟ORC系统进行热力性能和设备及发电成本计算，对ORC工质进行筛选。

1.1ORC系统模型

3.结论

利用该企业#1竖炉的排烟余热，以R600a为工质，分析了ORC系统设备性能及成本，当ORC系统排烟温度为68℃时，可获电力约260kW，产出成本约为0.12$/（kW·h）。可用#2竖炉的排烟加热ORC系统排烟，以配合脱硫塔设计条件。

参考文献：

[1]Liu Qiang， Duan Yuanyuan， Wan Xuchai. Power generation systems using continuous blowdown waste heat from drum boilers driving an organic Rankine cycle[J]. Proceeding of the CSEE， 2013， 33（35）： 2-7（in Chinese）.

[2]Chen Qicheng， XuJinliang， MiaoZheng. Working fluid selection for medium temperature organic Rankine cycle[J]. Proceeding of the CSEE， 2013， 33（32）： 2-7（in Chinese）.

[3]Bahaa Saleh， Gerald Koglbauer， Martin Wendland， et al. Working fluids for low-temperature organic Rankine cycles[J]. Energy， 2007， 32（7）：1210-1221.

[4]Guo Tao， Wang Huaixin， Zhang S. J. Selection of working fluids for a novel low-temperature geothermally-powered ORC based cogeneration system[J]. Energy Conversion and Mangement， 2011，52（6）：2384-2391.

[5]Sun Jian， Li Wenhua. Operation optimization of an organic rankine cycle （ORC） heat recovery power plant[J]. Applied Thermal Engineering， 2011， 31（11）：2032-2041.