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ORegenTM余热回收技术:无水绿色能源

2014年09月10日 19:27
来源:凤凰创新

风,是北京的抹布。西伯利亚,是北京的清洁工。让西伯利亚的西北风快些到来吧!(@老徐时评)

据前瞻网报道,五年来北京雾霾天数仅有25天“良好”。北京这个中国政治文化中心,似乎变成了当年的伦敦,而这个城市里的两千多万人口,全都变成了觅食北京的“雾都孤儿”。雾霾天不仅钟情北京,国内一些其他地区的空气质量也令人堪忧。据去年的数据统计,全国平均雾霾日数创52年新高。

中国生态环境的基本状况是:总体在恶化,局部在改善,治理能力远远赶不上破坏速度,生态赤字逐渐扩大。其实,这一切环境问题都和能源结构、能源综合利用率有关。国际能源总署此前表示,到2035年中国天然气消费量或将增长5倍。目前,中国能源消耗总量的70%是煤,对煤电的依赖造成了严重的空气污染。提高天然气能源的使用占比,减煤增气势在必行。

我们知道在天然气开采和输送过程中会产生大量的余热气体,这部分的热值是否可以有效的再利用,提高能源利用率直接减少能源的消耗?这样,原本消耗能源过程中,要排入大气的污染物也间接减少了,我们也能避免沦为“人肉吸尘器”。展望未来巨大的油气能源市场,我们必须找到合理的解决方案。

正在北美和亚洲推行应用的ORegenTM项目,也许是个不错的范例。

一个典型的燃气轮机燃烧天然气产生的热量,高达三分之二会被浪费。于是,每年在美国浪费的热量会造成相当于数十亿美元的损失。使用ORegenTM技术将热量转换为清洁能源,不需要任何额外的能源,并能使温室气体排放为零。如果连接到PGT25 +燃气涡轮机,这个新系统可以在原有基础上提高电厂高达25%的效率,并每年减排超过38000吨的二氧化碳,相当于14000辆汽车的排放量。

第一个ORegenTM系统2014年在加拿大的阿尔伯塔省上线,不需要消耗燃料就能产生14兆瓦的清洁电力,电力足够14000加拿大家庭使用一年。

据计算,ORegenTM和类似的联合循环系统一样,每年操作超过8500小时将生成相同数量的能源。但是ORegenTM可以节省超过11000立方米的水,水量相当于四个奥林匹克游泳池。

ORegenTM意为“有机朗肯循环余热回收技术”,GE石油天然气集团ORegenTM产品业务的负责人王忠武介绍时比喻:“可以把ORegenTM当作是空调的逆过程,比如说:空调通电,压缩机会压缩冷媒,液态冷媒通过膨胀蒸发吸热从而制冷,反过来,如果给系统中的液态冷媒加热使之蒸发气化,然后高压气体驱动膨胀机发电。”在提高能效方面,相比于传统的余热回收技术,ORegenTM主要有四大优势:

一是不需要水。

如我们所知,传统燃气和蒸汽轮机的联合循环系统需使用大量的水,与之相比ORegenTM采用非水介质,彻底解决缺水地区的余热回收问题。

二是废热源适用温度更低。

ORegenTM的原理是利用从燃气轮机排出气体的废热,加热工作介质驱动膨胀机发电。在有机朗肯循环中,工作介质的选择是关键。ORegenTM选用的工作介质沸点低,比水更易沸腾。

王忠武介绍到:“燃气轮机排出400多度的废热,普通蒸汽轮机也可以利用这个热能。但ORegenTM和普通蒸汽轮机的最大区别是,当废热源温度降到200度以下的时候,就到了蒸汽轮机的无能区或者运行效率急剧下降,而ORegenTM系统还能平稳高效地运行。”

三是节能减排。

在石油化工行业中用作机械驱动的燃气轮机,大多数都是单循环,采用ORegenTM这样的联合循环能使能源综合利用率大大提高!为什么这么说呢?首先,它不需要水和附加燃料就能产生绿色能源,每年可以节省巨额的燃料费用。王忠武介绍说:“一个17兆瓦级别的ORegenTM机组一年可以节省约4千万立方米左右的天然气。”

王忠武举例说:“ORegenTM技术利用废热产生能源。虽然不是零排放,但是废热回收相当于少用了资源,间接降低碳排放。”

四是运营成本低。

王忠武在接受采访时说:“ORegenTM是一个闭路系统,冷热不断循环,介质少了定期补充,除此外不需要太多的维护。”

同时,ORegenTM采用无人值守、全自动操作,整个系统没有高温部件,维护成本低,不消耗水也不需要水处理系统,因此整套系统运营成本低也是其突出优势。

ORegenTM不仅仅是一个创新理念,这个专注于促进清洁技术的绿色创想计划已经被一些国家和机构认可,2013年5月,在文莱的首都斯里巴加湾市,文莱电力公司(BPC)和文莱国家能源公司宣布开始计划安装创新ORegenTM废热回收系统,以增加产出和效率。按计划,第二套ORegenTM系统将于2015年正式运行。

我们期待ORegenTM这项技术有一天能在中国得到推广和应用,提高能源综合利用率。(编译/实习编辑 张薇)

(注:有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle)是利用有机工质的朗肯循环。通过吸收低温热源的热量,利用膨胀机做功发电,向冷源排出冷凝热,完成循环。)

标签:ORegen 技术 余热

[责任编辑:王小萱]

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