国电海明 使您工作更轻松!         致力于用高新技术解决用户难题!   植根中关村热土 服务国家电力!

| 首页 | 公司简介 | 产品服务 | 技术交流 | 专业图书 | 信息反馈 |

首    页

典型客户

工程业绩

资料下载

 信 息

排名

远程电力抢修视频通讯系统

1

“国电之星”助手

2

短信息遥控系统

3


火车时刻查询

天 气 预 报

航班时刻查询

北京旅游查询


 

技术交流 


低温余发电技术项目简介

一、项目概述:

1、项目理由

能源是人类赖以生存和发展所不可或缺的资源。当前,我国在使用能源中存在着许多不合理的现象,造成了极大的浪费。同时,又有大量低温余热、丢弃不用,其结果不仅造成了惊人的能源浪费,而且还污染了环境。因此,如何运用新技术和新设备把低温余热源利用起来,越来越被人们重视。

低温余热发电技术是一种能最大限度地利用中、低温余热的纯余热利用型发电技术。该技术主要以200℃~500℃的低温废气作为热源,在不补燃的情况下,通过余热锅炉生产出过热蒸汽和一定量的饱和水,饱和水通过低温器低温出饱和蒸汽,与过热蒸汽一起进入多参数汽轮机作功、发电。

随着低温余热回收发电技术的日益成熟及其技术经济的可行性,它已越来越受到人们的高度重视,从国家能源局编制的《2010热电联产发展规划及2020年远景目标》可以知道中国余热发电的春天就要到了。

2. 项目公司情况

天润成(北京)资源节能科技有限公司是专业从事各种废气余热利用的综合性技术工程公司,主要从事建材行业、冶金行业、化工行业等工艺过程的废气余热发电技术的研究,提供余热发电系统设计服务,具备开发关键余热发电装备(如余热锅炉、汽轮机)的能力,可为各类废气余热综合利用项目提供设备成套服务,依托现代化的项目管理经验提供各类废气余热综合利用总承包工程服务。

天润成(北京)资源节能科技有限公司由一批长期从事余热发电的专业技术人员组建成公司的核心团队;公司拥有自主知识产权的余热发电系统核心技术----“单压低参数回热余热发电技术”(国家专利)以及余热锅炉、汽轮机的关键设计开发能力。公司依托先进的自有核心技术,超强的关键设备设计、开发及成套能力而成为余热发电行业的专业机构,可为各类工业用户创造出更多社会效益、环保效益和经济效益。

依靠技术进步来降低能源消耗、减少环境污染是推进循环经济发展、建设资源节约型社会的必然要求。对冶金、化工、建材、能源等耗能行业的废气余热回收利用并发电,已被列入国家《节能中长期专项规划》之中,也是开展循环经济试点的重点行业。其企业大量余热能源,均为该项目创造了运作的广阔市场和空间。

随着能源供应局势的变化,能源成本在总成本中所占的比例越来越高。利用各种工业过程产生的废热资源生产出电能,是提高能源消耗企业经济效益的重要途径之一,也是国家大力提倡并推广的节能改造、降低能耗的有效途径之一。

天润成(北京)资源节能科技有限公司就是在这样的背景下应运而生的,公司自主研发的专利技术“单压低参数回热余热发电技术”,在吸收闪蒸、单压余热发电技术的优点的基础上,结合国内发电设备设计制造水平,针对温度低、流量大、参数波动大等废气余热的特点而开发的先进技术,尤其适用于水泥、玻璃、冶金等行业的余热发电项目,能充分利用这些生产线产生的废气余热热能,将其转换成优质的清洁能源--电能,实现变废为宝, 在保证余热发电系统稳定运行的同时可比常规余热发电技术多20%的发电量,达到先进国家技术水平。

在余热发电项目建设中,天润成公司可为用户提供:

Ø        项目前期政策、技术、经济咨询;

Ø        工程设计服务;

Ø        工程核心技术、关键装备提供;

Ø        与合作伙伴联合总承包工程;

Ø        项目建设中的各类技术咨询服务;

Ø        售后服务及电厂运行指导;

Ø        项目建设融资服务;

Ø        项目相关政策咨询。

天润成公司与中国凯盛国际工程公司、中国建筑材料流通协会、中元国际设计研究院、中国建筑材料研究院及国内一流的余热锅炉、汽轮机生产厂建立了紧密的合作关系,共同为我国的余热发电事业做出贡献。
二、 政策、市场分析

1、 政策分析

我国经济正处于一个高速发展时期,能源消耗也出现大幅度上升,为保证国民经济持续、快速、健康发展,就必须合理、有效地利用能源,不断地提高能源利用率。 低温余热回收发电是国家节能环保产业支持项目、是符合国家关于节约资源、保护环境及可持续发展的方针政策的。国家并且规定,对于容量大于1000千瓦的余热电站,应该无条件上网并给予优惠上网电价。

2、 市场推广应用分析

目前有低温余热发电利用的对象的范围、数量及其相应的状况和意向。

⑴是水泥工业。目前全国5000吨/日水泥窑有近百座,2000吨/日水泥窑有300多座。利用该低温余热发电技术可将其发散的烟汽转变为电能,其中5000吨/日产炉可产生电量大于6000KW/H,2500吨/日产烟气可发电量大于3500KW/H。而实际上,日产1000吨以上的新型干法水泥生产线就有余热发电潜力。

⑵玻璃行业。目前全国有近两百家大型浮法玻璃生产线,400吨/日产以上的企业余热发电潜力巨大。

⑶是钢铁工业:钢铁厂中的焦炉,大有潜力可挖。其中,干熄焦余热发电和烧结余热发电最具现实意义。

⑷是石油炼化、有色冶炼和专业焦化厂等等的大量余热回收源。如硫酸生产线余热发电、电石炉余热发电等。

三、 资源、技术条件评价

1、 低温余热资源评价

在钢铁、水泥、玻璃、石炼化等工业企业内有大量的每天24小时向外排放的300~400°C的中低温烟气、废蒸汽、废热水等余热资源。它们携带的能量属于中、低温余热。还有地热资源的热水温度也在300°C以下,更多的是100°C左右的低温热水。对于以上余热的利用目前大致有两种方式,一种是热利用,直接利用其热能供生产或生活需要,另一种是将其转换成使用方便,输送灵活的电能。我们研制开发的低温余热回收发电就是其中一种余热回收利用的高新技术项目,并通过实际运作证明,在技术经济上是可行的。

2、 低温余热发电技术评价

低温余热发电技术是国家发改委重点推广的专利成果。其核心是在高效换热器和低温非标汽轮机方面的重大突破和进展,这一技术可以成功地直接将低品位的余热转换成电能,不仅建厂投资成本低,而且经济效益显著,为大型企业余热回收利用,节能降耗找到了一条行之有效的途径和方法。

3、单压低参数回热余热发电系统技术的特点

单压低参数回热余热发电系统技术是基于成熟的常规单压发电技术,结合废气余热特点而开发的一种简单、余热利用率高、能够提高余热发电系统的发电量同时保证发电系统稳定可靠的系统技术。对应的系统为单压低参数回热余热发电系统,主要设备包括余热锅炉、汽轮机、发电机、冷却设备、回热装置、给水泵和补水系统等,各设备之间通过管路连接,汽轮机驱动发电机发电。系统流程框图见附图。

单压低参数回热余热发电系统技术尤其适用于类似水泥熟料新型干法生产线、平板玻璃浮法生产线和干法熄焦、烧结废热特性。系统选取了适当的、相对较低的工作压力参数、以及在系统内部设置了回热调节旁路及装置,能较好地适应了废气余热的特性(低品位及波动性),能最大程度地提高余热综合利用率;在同样废气参数下,在保证余热发电系统的安全、稳定、可靠前提下,余热发电系统的发电量最大。

单压低参数回热余热发电系统技术的特点如下:

l            充分适应水泥及玻璃生产线和干法熄焦、烧结的废气余热的低品位,将废热资源转化成电能;

l            系统设有调节装置,对废气参数的波动性有较好的适应性,可以保证余热发电系统的安全、稳定、可靠运行,系统随窑运转率高(>95%);

l            能最大程度回收利用废气余热热能,可降低排烟温度至90℃左右,余热利用率高,发电量大,比常规余热发电技术多1530%的发电量;

l            系统简单,所需技术、设备可全部在国内采购,节省投资,单位发电成本低,余热发电项目的整体经济性好;系统技术成熟可靠,系统构成简单,运行操作维护容易。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u           单压低参数回热余热发电系统的工作原理

在一定的汽轮机内效率的前提下,余热利用发电系统的发电量主要与过热蒸汽量和过热蒸汽的焓值有关。蒸汽量越大、焓值越高,发电系统的发电量越高。过热蒸汽的焓值与过热蒸汽的温度和压力有关,压力一定,温度越高其焓值越高,温度一定,压力越高其焓值越高。由于水蒸汽的特性决定了温度的变化幅度对焓值的影响大于压力的变化幅度对焓值的影响。

建材冶金行业的废气余热属于中低温余热资源,其特性之一是“热源品位低但热量大”。所谓热源品位低,是指废气温度不高,通常低于300-400℃;所谓热量大,是指废气量较大,携带的热量较多。

对于低品位的中、低温废气余热来说,要充分提高余热资源的综合利用率,则需要选择合理的窄点温度和相对较低的饱和压力。这主要是因为:

1、      从经济换热的角度出发,当废气余热的温度确定后则可能产生的过热蒸汽温度也是确定的。如,废气温度为400℃,则可产生的过热蒸汽温度为380℃,保持20℃的经济换热端差。

2、      一定数量和一定温度的废气余热通过余热回收装置进行回收利用后降到一定的温度,然后排向大气。这个过程中所释放出的热量的多少将决定余热利用系统不同的余热利用率。最后排向大气的温度越低,其余热利用率越高。从换热学的角度出发,对于余热发电系统,在饱和压力一定的情况下,只有降低窄点温差才能降低排向大气的废气温度,进而提高余热的利用效率。窄点温差是指工质饱和温度与废气温度之差值。

3、      在外部热源一定的情况下(也就是可以吸收热量一定的情况下),通过余热利用系统可以产生一定温度的过热蒸汽,过热蒸汽的产量与饱和压力有关,当饱和压力越高,过热蒸汽产汽量越少,反之,饱和压力越低,过热蒸汽产汽量越多。

根据上述几条可以得出如下结论:对中、低温余热资源而言,为获得数量更多的、一定温度的过热蒸汽,则需选择较小的窄点温差和相对较低的饱和压力。较小的窄点温差可以提高废气余热的利用率,工质则可吸收的热量也越多;选择相对较低的饱和压力,则会产生较多的过热蒸汽。

尽管饱和压力较低,但蒸汽的过热度较高,也就是过热蒸汽温度较高,相对应的焓值也较高,在汽轮机内部的作功能力越强。因此,只有同时采用较低的窄点温差和相对较低的饱和蒸汽压力,才能提高废气余热资源的利用率,提高蒸汽产量,进而提高余热资源的综合利用率。

各种工业过程产生的废气余热,受工业过程的影响,其参数(流量和温度)是不稳定的,有较大的波动范围,尤其是温度参数,在瞬间最大可有100-150℃的波动。利用废气余热进行发电是各种工业过程的配套工程,从使用性质上决定了余热发电系统必须无条件适应废气参数的波动。

废气参数的波动对余热锅炉的影响较大。余热锅炉通常都是按照废气余热的设计参数进行设计的。当实际运行参数比设计参数低时,余热锅炉将无法达到额定出力,但不影响发电系统的稳定可靠运行。但是当实际运行参数比设计参数高时,则超出了余热锅炉的设计范围,将会造成省煤器中未饱和水产生汽化现象,部分蒸汽从水中溢出,产生水击现象,这将影响余热锅炉的安全运行,影响整个余热发电系统稳定可靠运行。

单从余热锅炉的角度出发,适应这种波动性的解决方法是:1、余热锅炉增大窄点温差、增大省煤器出口水温的未饱和度;2、系统设置调节旁路。

余热锅炉是一种特种锅炉,专门用于回收各种废热资源的热能,用来将水加热变成水蒸汽,与常规锅炉不同之处主要在于余热锅炉没有燃烧装置,同样,锅炉制造厂家可以根据不同的使用要求设计制造出不同规格的产品。

增大窄点温差和增大省煤器出口水温的未饱和温度,是从余热锅炉设备的角度出发,对废气余热温度参数的波动设计出一定的适应范围。当超过这个范围时,依然会出现上述水击现象,影响锅炉的安全稳定。另外,增大窄点温差将导致较低的余热利用率。

因此,为彻底解决适应废气余热波动性的问题,则需从系统上着手解决,除选择合理的窄点温差、增大过热蒸汽产量、提高余热利用率以外,在系统上设置调节旁路来适应废气余热的波动性,即,从省煤器出口抽取一定数量的热水,通过对水量的调节来防止汽化现象的产生,从而保证余热锅炉的安全稳定运行。水量的调节可通过变频给水方式实现,抽出的热水用于锅炉给水加热,这样还可以提高锅炉的热效率。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


各系统技术之对比

 

常规单压系统

闪蒸系统

单压低参数回热系统

对废热参数波动的适应方式

以牺牲余热利用率、增大窄点温差为代价

系统设置闪蒸旁路

系统设置回热旁路

对废热参数波动的适应性

一般

适应性好

适应性好

锅炉窄点温差

较大

经济温差

经济温差

余热利用率

较低

余热发电能力

较低

吨熟料发电量

较低

变工况性能

一般

随窑运转率

较低

系统复杂程度

简单

复杂

简单

余热锅炉的性能

余热锅炉的性能好坏关乎余热发电系统能否安全、稳定、可靠运行的前提,此外余热锅炉出力的大小还决定了余热发电项目的整体经济性。

天润成(北京)资源节能科技有限公司在总结燃气联合循环、各种工业窑炉(水泥行业、冶金行业、化工行业)余热发电系统技术及装备的经验基础上,针对行业特点所开发专用的余热锅炉,主要具有如下特点:

l            开发出来的余热锅炉对废气余热资源的低品位及参数的波动性有较强的适应能力,可保证长期安全、可靠、稳定运行;

l            通过选取适当的、相对较低的工作压力参数,提高了余热锅炉的出力,在同样废气参数前提下,可增加1530%的产汽量,进而提高了余热发电系统的发电量,为企业创造较好的经济效益;

l            通过先进的设计指标,如窄点温差、换热端差等,大大提高了余热锅炉对废气余热的余热利用率(玻璃窑可达8085%),间接地提高生产企业全厂的能源利用率;

l            采用独特的密封设计手段,减少余热锅炉的漏风,进而提高了余热锅炉的热效率;

l            采用有效清灰和除灰方式,防止锅炉受热面积灰和腐蚀,保证锅炉的正常运行。

四、项目工程建设规模与设计方案

1、 项目工程建设规模

低温余热回收发电项目的工程建设规模主要根据工业企业所排放的余热源的参数和分布来确定。但从技术经济可行性分析,投资收益平衡点应保证单个电厂总发电量≥3000KW以上。发电容量越大,投资回收期越短,经济效益越高。

既电站建设投资规模至少在2500万元以上。

2、 项目方案设计与选择

低温余热回收发电项目方案设计包括现场勘察、现场测量、技术方案筛选及工程建设和施工方案的形成。最后再经厂方的评估和选择或修改。

工程项目设计方案选择的原则是对各种可能的技术方案进行技术经济可行性分析,从而找出最佳方案,确保以最小的投入,产生最佳的经济效益。

五、 技术方案、设备方案和工程实施方案

1、 技术方案:对各种不同参数的低温余热进行回收发电必须采取与之相对应的不同技术、手段和措施, 有针对性的决定。

2、 设备方案:设备的选用和配备是由相应的技术方案所决定的,但反过来设备的好坏直接影响到技术实施结果。因此,设备的选择、配备和采购必须经过精心的设计,形成一个合理的完善的方案。

3、 工程实施方案

在根据不同企业的不同类型余热所采取的不同技术设备方案的基础上,进行电站选址方案设计及传输管网和锅炉布设方案设计,低参数汽轮机工程设计,土建工程设计,整个发配电系统的方案设计和工程施工方案设计。其具体工程实施方案需根据某个具体电站来定。

典型案例分析

Ø        水泥熟料新型干法生产线余热发电工程

以配1×5000t/d水泥熟料新型干法生产线余热发电工程为例说明如下:

n        配置方案 :两炉一机,窑头和窑尾各配一台余热锅炉,系统设凝汽式汽轮发电机组

n        窑头废气流量(蓖冷机改造): 200000  Nm3/h

n        窑头废气温度(蓖冷机改造):  350360 ±150

n        窑尾废气流量:              320000  Nm3/h

n        窑尾废气温度:               350360 

n        窑头余热锅炉排烟温度               90

n        窑尾余热锅炉排烟温度              190

n        余热电站装机规模                 9000  kW

n        年运行时数                       7200  h

n        年发电量                    6.48×104  MWh

n        年供电量                    5.96×104  MWh

n        年创产值                         3046  万元(@511/MWh

n        平均发电成本                  0.12 /kWh

n        投资回收期                       23 

Ø        玻璃窑余热发电工程

以配2×450t/d燃用发生炉煤气的浮法玻璃生产线余热发电工程为例说明如下:

n        配置方案 :两炉一机,每条生产线各配一台锅炉,系统设凝汽式汽轮发电机组

n        废气流量               8400090000  Nm3/h±5000

n        废气温度                   440460 ±100

n        余热电站装机规模                 4000  kW

n        年运行时数                       7200  h

n        年发电量                    2.74×104  MWh

n        年供电量                    2.52×104  MWh

n        年创产值                         1284  万元(@511/MWh

n        平均发电成本                  0.12 /kWh

n        投资回收期                       23 


六、 环境影响评价

1、环境影响评价

    低温余热回收发电项目是一种利用余热而不直接消耗原煤、原油、原气的清洁环保发电项目,不仅不对环境产生任何破坏和污染,反而有助于降低和减少余热直接排向空中所引起的对环境的污染。该发电项目对环境能造成影响的主要是在冷却水系统,但经精心设计和施工及工艺流程中循环利用,完全能控制和避免对环境产生任何不利影响。

2、 影响环境因素分析(略)

 

七、 项目工程实施进度

1、项目工程建设工期

建设工期一般在10个月左右。

2、        项目工程实施计划和安排(略)

 

八、 项目工程投资估算

8.1 项目工程投资估算内容及其估算额

    低温余热发电项目工程建设投资,根据设计和实际运行测算约为 8000~10000元/KW。

8.2 项目工程投入总资金及分期投入计划(略)

8.3 项目融资投资方式

余热发电项目融资以企业自筹为主,我公司可协助项目单位进行项目融资筹划运作。

 

九、 项目工程经济分析和评价(略)

1、 项目工程经济分析和评价内容

2、 项目工程经济和评价的基础依据与参数选择

3、 项目工程年收益及投资回收期

年纯收益 =(电价年收益 所有成本费用)

静态投资回收期一般在 2~5 年。

 

十、 项目工程风险分析和控制

1、 风险因素识别与评估

    余热发电是符合国家关于节约资源、保护环境及可持续发展的方针政策的。国家并且规定,对于容量大于1000千瓦的余热电站,应该无条件上网并给予优惠上网电价。可能的风险来之于水泥生产线能否保证正常生产供气及行业保护主义。

2、 风险控制措施(略)

 

十一、项目总结与建议

1、     环保效益和节能效益显著

从环境保护的角度出发,工业企业建设余热发电站,用生产过程中产生的废气余热作为热源,整个发电工艺过程不需要燃烧燃料(煤、油和燃气),对大气环境不增加任何污染物(TSPSO2NOX)的排放。与火力发电厂发出同等电量相比较,还可节约能源,减少CO2及污染物的排放。此外由于可以降低排气温度,还可以减轻温室效应、对保护生态环境有促进作用。因此,建材、冶金行业利用废气余热发电其环保效益十分显著。

从企业挖掘自身节能潜力的角度出发,工业企业利用自身的废气余热,将废热资源转换成电能,所发电量自发自用。这对企业降低生产成本具有显著经济效益。

2、 实现对我国能源结构的优化

从能源利用率的角度出发,很多企业生产过程中的能源利用率为4060%左右,其余的废气热量随着废气排向大气中。余热发电建成后,可将排向大气的废气余热实现最大程度的回收,使得企业的能源利用率大幅提高(甚至达到90%以上),为企业的可持续发展创造了有利条件。

3、 符合国家的能源政策

企业利用废气余热进行发电,是节约能源、资源、降低企业成本、减少污染物的排放保护环境的有效途径之一,利国利民,符合国家的能源政策,对发展循环经济、保证经济可持续发展有着重要的战略意义。

4、 减缓电力供应紧张的局面

工业企业利用废气余热进行发电,可减缓电力供应紧张的局面。

5、 增加企业的经济效益

工业企业的废气余热进行发电,所发电量可为企业提供相当份额的电力,对于水泥企业可满足3040%的自身用电需求,对于玻璃企业可满足6080%的自身用电需求,且发电成本较低(0.120.15/kWh),电力的补充可为企业带来显著的经济效益。

综上所述,低温余热发电技术项目不仅技术经济上成熟可行,而且具有广阔的市场容量和前景,竞争优势明显,核心竞争力强。项目建设本身初期投资少,建设周期短,风险低,投资收益高,投资回收期短。称得上是一项利国利民的绿色环保工程,是值得建设和投资的风险极低的节能环保项目。

 

 

                              

国电海明公司  版权所有 

地址:北京市海淀区四道口路甲5号文林大厦 邮编:100081 

 电话:010-  62114015   传真:010-51410320  

7X24用户服务热线:13901221492 

 

您是本站第 位访问者 京ICP备06000358号