法国研发制造ORC机组——节能减排+绿色能源

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基础信息

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装备制造,节能环保
生产|加工|制造、大型设备|机电设备|重工业、能源|电力、电气|电力|水利

技术详述

一、技术背景

朗肯循环是一个传统上采用蒸汽作为工质从而带动汽轮机进行发电的热力学循环。有机朗肯循环(ORC)透平机组也拥有着相同的工作原理,只不过它采用特定的有机工质代替了水。

该机组可将热能转换为电能,回收的热量将用于重新加热和汽化有机工质,蒸汽随后进入透平机膨胀做功,从而带动发电机发电。从透平机排出的工质被冷凝为液态之后继续在密闭循环中进行循环。

有机工质广泛的可用性以及多样的物理特性使得其可适用于蒸汽轮机无法涉及的各种不同温度范围。

在世界范围内已经有相当数量的ORC机组投入了运行,其中绝大多数都是在生物质能和地热能领域的应用。

二、相关介绍

我公司提供基于热力学能源效率与可再生能源生产的创新能源解决方案。我们设计、开发和生产有机朗肯循环(ORC)模块化机组,该机组可将工业废热或由可再生能源产生出来的热量转换为零二氧化碳排放的清洁电力能源。也同时开发高温热泵以及各种透平机械。           

我们的工程师团队在工业领域有着丰富的知识积累,他们不断地开发创新产品,以满足工业客户与能源生产商的期望。

由于每位客户都有着不同的特定需求,因此,我们不断调整我们的系统以适应和满足每位客户的需求,并且我们始终把我们的技术保持在最高的水平,这意味着:

  • 在温度、种类(水、油或蒸汽)和可用热源的工作条件等方面选择更为灵活。
  • 根据项目现场的现有条件选择不同的适用冷却系统(空气、水或海水冷却系统)。

我们知道如何设计和制造ORC透平机,所以我们能够根据客户的特定需求进行个性化的开发,量身打造适合的产品。我们同样运营着一个跨国和掌握多国语言的国际化团队。

由于我们的客户对于交钥匙解决方案有着越来越强烈的需求,我们参与了机组设计与建造的每一个环节。在提供自身ORC机组的同时,我们同样提供EPC交钥匙解决方案。这一方案包括了机械和电气工程、土建工程以及项目运行时所需要提供得主要设备。

三、技术介绍

一、生物质发电                                

在生物质能发电领域,我们的ORC模块化机组采用无毒不易燃的有机工质,通过与饱和蒸汽锅炉或过热水锅炉的连接来产生电能。

生物质能电厂尤其适用于:                                        

  • 代替发电量不超过2MWe的柴油发电机
  • 为生态街区提供绿色环保的热电冷联产
  • 通过回收利用岛屿地区的绿色垃圾从而为电网提供绿色电力


二、工业余热回收

ORC机组仅需要很少的维护,尤其适用于小型和中型模块化装置里中低温热能的回收。此外,高密度有机流体的应用使得ORC机组在部分负载条件下的热电转化效率远远大于传统蒸汽循环的热电转化效率。

应用领域:

铸造厂、玻璃厂、水泥行业、钢铁厂、有色冶金、化工化肥、陶瓷、轮船、电力行业、食品、制药

三、地热发电  

ORC模块化机组能够将90°C的地热资源回收用于热电联产。我们的ORC模块化机组使用得是无毒不易燃的有机工质,整个机组模块都非常便于安装和操作。


四、船舶能源回收

我们与一家容器制造企业合作开发了一款ORC模块化机组,旨在回收利用海洋船舶和货轮上柴油发动机的尾气余热。该ORC机组的尺寸已被尽可能地缩小,以便于在船舶有限的空间内进行安装,并且避免了额外的工业风险。

其出色的耐用性允许其在最大运行时间的条件下也无需进行维护,并且能够节省10%的燃料消耗。它的工作原理与应用于柴油机发电厂的ORC模块化机组几乎是相同的。

五、柴油机发电

ORC机组能够有效提高柴油机发电厂的能源效率,从而大幅降低发电成本。该机组用于回收柴油发动机和发电厂的余热,并且能够十分容易地安装在排气管道上。因此,ORC可通过免费的余热资源生产出十分具有价格竞争力的电力。在额定功率的运行条件下,该ORC机组的投资回收期小于5年,设计运行年限为20年。


此外,我公司还有垃圾焚烧发电、聚光光伏发电等技术。

技术优势

量身定制的解决方案,ORC机组的投资回收期小于5年。

ORC技术的主要优势在于:

  • 可回收利用70°C以上的热源用于发电。
  • 性能提升:高密度有机工质的应用提高了机组性能,甚至对于小规模发电功率的机组。
  • 更好的可靠性:采用干性有机工质,通过透平机膨胀做功时不会产生汽液两相,有效避免了透平机腐蚀的风险。

案例描述

我们聚焦全球市场,目前已在欧洲、亚洲、非洲和南美洲开展过业务工作。我们愿为其工业客户带来相关领域的最新技术以保证他们能够在最佳工艺条件下满足当地的能源供应需求。

一、热电联产机组                                    

这台600千瓦的机组将会使用当地生物质燃料燃烧后产生的过热水发电,剩余的5兆瓦热量将会给Port Marianne小区供热。                                   

此生物质机组能提供这个清洁社区的所有能源需求。在只使用可回收能源的条件下,它可以给小区楼宇同时提供电力,供热和空调。机组使用的生物质来自当地,这是运行费用降低,支持了当地的经济,并且降低了新社区对环境的影响。

小型ORC生物质机组的最低效率为75%,而高功率的热电联产机组的效率在50-60%,我们的机组生产可靠的可回收能源,并且相对于光伏发电和远海风能发电价格更低。                                 

法国设计并生产,已经安装并已于2014年10月正式运行。


二、工业余热回收

1. 位于法国西部的铸造厂                   

这个机组安装在化铁炉燃烧室的出口来回收铸造过程中的废热,用来发电。化铁炉是一个将废铁和焦炭转化成铸铁的铸造设备。这个过程会产生很多的CO,之后会在一个燃烧室中燃烧并被冷却后作为炉气处理。此1Mw的ORC机组连接到炉气冷却系统,在200°C通过热油回收热量。化铁炉的生产能力为20吨每小时,最大为30吨每小时,每天24小时,一周5天。可回收的热量大约在5到6MWth。ORC机组将会并入铸造厂电网,每年提供5000兆瓦的电量。ORC机组将会使现有冷却系统冗余,每年多节省100兆瓦。我们的ORC 机组的设计使其会被轻易地安装在工业环境中。机组的设计致力于更强劲的性能,并具有高可靠性和易于操作。法国铸造业技术中心(CTIF)和铸造厂的工程部参与了化铁炉和冷却系统的制造。道达尔公司和法国国家环境与能源管理局(ADEME)为项目提供了资金支持。


                                 

2. 我们还获得了中国最大的钢铁厂——上海宝山钢铁厂,和其下属宝钢节能的一台3.2兆瓦的低温余热ORC发电机组的订单。此机组是三烧结环冷低温改造项目的一部分。

我们还与中国包头钢铁集团、法国废物管理服务行业领导者Suez环境公司等众多公司进行了研发项目的合作。


适用对象

我们为目前利用率极低的中低温热源提供电力生产解决方案。为此,我们设计与实现用于提高能源利用效率与分布式可再生能源生产的工业规模ORC机组。

我们的ORC模块化机组尤其适用于以下的应用领域:

  • 工业余热回收
  • 柴油发电机厂
  • 生物质能电厂
  • 地热发电厂
  • 太阳能发电厂
  • 船舶厂