在工业余热方面的有机工质发电技术

tjuandy

我国的能源形势日益严峻，如何更好地利用温度低于230℃的低品位能源是解决现能源问题的有效方法之一。对于现代工业生产来说，中高温废热一般都采用生产余热蒸汽来为生产提供热源或者直接驱动蒸汽轮机或燃气轮机带动发电机组发电加以利用，而低于230℃的低温余热能源约占余热能源总量的30%，利用这部分余热能源发电的技术还未完全实现工业化，如何更好地使低温余热发电技术在工业上实现利用，对提供能源利用率具有重要作用，同时也具有广阔市场前景。
目前工业上利用低温热能的发电技术主要是基于朗肯循环的热力发电系统，如有机物朗肯循环(Organic Rankine Cycle，ORC)、水蒸气扩容循环、Kalina循环、氨吸收式动力制冷复合循环等。而在这些低温热能发电技术中，存在一些关键性问题：1、工质的选择。工质的选择需满足条件：技术具有可行性、经济性好，符合环保要求。同时还有其它一些因素：传热性和流动性、化学稳定性和热稳定性、毒性、工质可燃性等等。2、发电效率。低温热能发电的热源温度不高使得系统的效率较低，这是其最大的局限性。如何在热力学定律允许的基础上最大限度地提高发电效率，是这项技术的核心问题。3、设备选型。低温热能发电的热源温度较低，能量品位也较低，如何在有限的温度范围内尽量利用其发电，这就对蒸发器、冷凝器、管道保温和系统密封等提出了更高要求。同时在研究成果的工业化和实际系统设计过程中，还要权衡各方面的因素，如设备成本、系统设计制造的可行性和难度等问题。
在工业生产中，余热能源普遍存在，人类所利用的热能中有50%最终以低品位废热的形式直接排放，回收工业余热有着巨大的节能潜力。如何更有效地利用有机工质进行低温余热发电，实现低品位能源的回收利用，是我国的开展节能减排工作的关键点之一。开发环保、安全、良好经济性和热力性质的有机工质和发电技术，是实现低温余热资源回收的重要手段，这需研究人员和设计人员的进一步研究和努力。