1、低温热水有机朗肯循环发电项目介绍九江分公司 王 军2015 年 9 月22日 一、项目背景 二、2014年项目的进展情况 三、2015年项目的开展情况 二、方案论证 三、工程概况 四、项目进展 根据九江分公司800万吨/年油品质量升级改造工程的基础设计测算，除装置、制冷、采暖、伴热等使用外，还富余约830/778 t/h(9570)低温热水。新区低温热系统与老区低温热系统目前也没有较好的整合方案，余热发电是回收这部分低品位余热的好办法。一、项目背景一、项目背景 设计参数 结合热源情况，考虑到温位比较低，项目采有机朗肯循环发电技术，初步筛选了三种有机工质（R245fa，R600a和R134a）进
2、行工艺参数优化及对比分析，其中R245fa和R134a属于氟利昂类制冷剂，R600a为异丁烷。工艺参数优化及工质工艺参数优化及工质筛选筛选 采用采用R245faR245fa，R600aR600a和和R134aR134a分别进行工艺参数优化分别进行工艺参数优化（见下表见下表）。对。对比可知，三种工质的净发电量相差不大。比可知，三种工质的净发电量相差不大。R600aR600a的作功能力最强，这是因的作功能力最强，这是因为在净发电量相差不多的情况下，采用为在净发电量相差不多的情况下，采用R600aR600a时工质流量最小。时工质流量最小。发电装置发电装置参数对比分析参数对比分析 ODPODP，Ozo
3、ne Depletion PotentialOzone Depletion Potential，反映工质对臭氧层破坏程度；，反映工质对臭氧层破坏程度；GWPGWP，Global Warming PotentialGlobal Warming Potential，工质的温室效应指数。由，工质的温室效应指数。由ODPODP和和GWPGWP指数可知，指数可知，R600aR600a环保性能最好，环保性能最好，R245faR245fa次之，次之，R134aR134a环保特性最差。环保特性最差。从安全特性看，从安全特性看，R245faR245fa和和R134aR134a毒性强一些，毒性强一些，R600aR
4、600a属于可燃工质属于可燃工质。环保安全特性对比分析环保安全特性对比分析 由下表可知，三种工质的充注费用相差非常大。由下表可知，三种工质的充注费用相差非常大。R600aR600a费用最低，费用最低，R134aR134a是是R600aR600a的的7 7倍，倍，R245faR245fa是是R600aR600a的近的近2020倍。采用价格较昂贵的工质，后续维倍。采用价格较昂贵的工质，后续维修成本的大幅度增加。修成本的大幅度增加。从经济性上来看从经济性上来看R600aR600a明显优于明显优于其他两种工质其他两种工质。经济性经济性对比分析对比分析 透透平式膨胀机和螺杆膨胀机对比见下表。由下表可知，
5、透平式膨胀机具有平式膨胀机和螺杆膨胀机对比见下表。由下表可知，透平式膨胀机具有效率高，单机功率大，维护成本低等优点效率高，单机功率大，维护成本低等优点。原动机选型原动机选型分析分析 九江分公司九江分公司800800万吨油品升级改造项目富余低温万吨油品升级改造项目富余低温热热资源有二十多兆瓦，资源有二十多兆瓦，采用透平式采用透平式膨胀机膨胀机，只需要一台；采用螺杆膨胀机，至少需要，只需要一台；采用螺杆膨胀机，至少需要2 2台机组，增台机组，增加了并网加了并网费用费用及日常管理维护工作。及日常管理维护工作。通常通常15MW15MW左右的低温热，装机功率就可以达到兆瓦级。左右的低温热，装机功率就可以
6、达到兆瓦级。石化石化系统企业的系统企业的低温热资源非常大（百兆瓦级）低温热资源非常大（百兆瓦级），开发兆瓦级有机朗肯循环发电装置符合石开发兆瓦级有机朗肯循环发电装置符合石化系统应用需求，是技术发展的趋势化系统应用需求，是技术发展的趋势。国外国外的有机朗肯循环发电装置几乎全部采用透平式膨胀机，单机功率范的有机朗肯循环发电装置几乎全部采用透平式膨胀机，单机功率范围在围在280kW280kW14MW14MW。方案论证方案论证 针对针对800800万吨万吨/年油品质量升级改造工程富余低温热水，开展了有机朗肯年油品质量升级改造工程富余低温热水，开展了有机朗肯循环工艺优化，工质筛选对比分析，原动机选型分析
7、等工作，确定了以下技循环工艺优化，工质筛选对比分析，原动机选型分析等工作，确定了以下技术路线和指标：术路线和指标：1 1、采用有机朗肯循环发电技术，工质选用、采用有机朗肯循环发电技术，工质选用R600aR600a（异丁烷），采用透平（异丁烷），采用透平式有机工质膨胀机；式有机工质膨胀机；2 2、夏季净发电功率、夏季净发电功率1048kW1048kW，发电效率，发电效率4.56%4.56%；冬季净发电功率；冬季净发电功率1404kW1404kW，发电效率发电效率6.10%6.10%。方案论证结论方案论证结论 余热发电站用于处理全厂工艺装置及系统产生的热水余热发电站用于处理全厂工艺装置及系统产生的
8、热水，涉涉及一套基于有机朗肯循环技术的低温热水发电装置，装机容量及一套基于有机朗肯循环技术的低温热水发电装置，装机容量1.6MW1.6MW。主要包括热水。主要包括热水/异丁烷换热系统，膨胀机发电机组，循异丁烷换热系统，膨胀机发电机组，循环水环水/异丁烷换热系统，异丁烷循环泵，异丁烷自动加注系统异丁烷换热系统，异丁烷循环泵，异丁烷自动加注系统。工程投资工程投资19001900万元万元。公用公用工程工程 目前工程设计基本完成，主要设备制造完成，土建开始施工，预计10月底建成。四、四、项目项目进展情况进展情况图图1 1 余热发电站用换热设备余热发电站用换热设备四、四、项目项目进展情况进展情况图图2 2 余热发电站用透平膨胀机余热发电站用透平膨胀机图图3 3 余热发电站用余热发电站用发电机发电机图图4 4 余热发电站用齿轮箱余热发电站用齿轮箱
