余熱發(fā)電污水環(huán)保建議

【專家解說(shuō)】：利用生產(chǎn)過(guò)程中多余的熱能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。余熱發(fā)電不僅節(jié)能，還有利于環(huán)境保護(hù)。余熱發(fā)電的重要設(shè)備是余熱鍋爐。它利用廢氣、 廢液等工質(zhì)中的熱或可燃質(zhì)作熱源，生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電。由于工質(zhì)溫度不高，故鍋爐體積大，耗用金屬多。用于發(fā)電的余熱主要有：高溫?zé)煔庥酂幔瘜W(xué)反應(yīng)余熱，廢氣、廢液余熱，低溫余熱（低于200℃）等。此外，還有用多余壓差發(fā)電的；例如，高爐煤氣在爐頂壓力較高，可先經(jīng)膨脹汽輪發(fā)電機(jī)繼發(fā)電后再送煤氣用戶使用。
余熱的回收利用途徑很多。一般說(shuō)來(lái)，綜合利用余熱最好；其次是直接利用；第三是間接利用（產(chǎn)生蒸汽用來(lái)發(fā)電）。如鋼鐵工業(yè)：鋼鐵廠中的焦?fàn)t。目前我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)具有各種不同規(guī)格的大小焦?fàn)t50多座，除了上海寶鋼的工業(yè)化水平達(dá)到了國(guó)際水平，其余廠家能耗水平都很高，大有潛力可挖。煉鋼廠中的轉(zhuǎn)爐煙氣發(fā)電，發(fā)電系統(tǒng)，可配置發(fā)電量為3000Kw的電站80座。煉鋼廠中的電熔爐，現(xiàn)如今全國(guó)有20多座，其中65噸級(jí)可發(fā)電量在5000Kw/座以上。
伴隨著可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排以及低碳經(jīng)濟(jì)等一個(gè)個(gè)觀念的提出，我國(guó)的余熱發(fā)電行業(yè)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從小到大的發(fā)展歷程。
據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2011統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，2011年我國(guó)全年能源消費(fèi)總量34.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)能耗下降2.01%，未達(dá)到2011年單位GDP能耗較上年下降3.5%的目標(biāo)。
盡管大多數(shù)專家預(yù)測(cè)，“十二五”期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)增速較“十一五”時(shí)期將有所放緩，但每年8%以上的增速，仍意味著降低單位GDP能耗存在巨大壓力。
緊隨其后，工信部對(duì)外公布了《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》。《規(guī)劃》提出，到2015年，規(guī)模以上工業(yè)增加值能耗比2010年下降21%左右，實(shí)現(xiàn)節(jié)能量6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，在保持工業(yè)年均增速8%的基礎(chǔ)上，支撐工業(yè)增加值能耗下降21%的指標(biāo)難度不小，這意味著“十二五”期間要實(shí)現(xiàn)6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能量，較“十一五”的6.3億噸還多出0.4億噸。現(xiàn)如今，我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工藝技術(shù)裝備水平已經(jīng)大幅提升，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)只能從現(xiàn)有的裝備節(jié)能中尋求突破。[1]
根據(jù)《2013-2017年 中國(guó)余熱發(fā)電行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》分析，隨著國(guó)家節(jié)能減排力度不斷加碼，余熱發(fā)電項(xiàng)目的魅力日益顯著。預(yù)計(jì)，到2015年，我國(guó)余熱余壓發(fā)電要實(shí)現(xiàn)新增裝機(jī)2000萬(wàn)千瓦。按照每千瓦造價(jià)5000元計(jì)算，“十二五”期間余熱余壓發(fā)電將形成1000億元投資規(guī)模。

低溫余熱發(fā)電技術(shù)
有機(jī)工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)
有機(jī)工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是區(qū)別于傳統(tǒng)的以水(蒸汽)為循環(huán)工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)，采用有機(jī)工質(zhì)（如R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷等 ）作為循環(huán)工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)，由于有機(jī)工質(zhì)在較低的溫度下就能氣化產(chǎn)生較高的壓力，推動(dòng)渦輪機(jī)（透平機(jī)）做功，故有機(jī)工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)可以在煙氣溫度200℃左右，水溫在80℃左右實(shí)現(xiàn)有利用價(jià)值的發(fā)電。這項(xiàng)技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家就是比較先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)，近年來(lái)我國(guó)有的企業(yè)通過(guò)引進(jìn)吸收，也掌握了這項(xiàng)技術(shù)，也有較優(yōu)秀的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用。有機(jī)工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的效率高，構(gòu)成簡(jiǎn)單，沒(méi)有除氧、除鹽、排污及疏放水設(shè)施。凝結(jié)器里一般處于略高于環(huán)境大氣壓力的正壓，不需設(shè)置真空維持系統(tǒng)。透平進(jìn)排氣壓力高，所需通流面積較小，透平尺寸小，易于小型化設(shè)計(jì)制造，管理維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。
外燃機(jī)熱氣機(jī)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)
外燃機(jī)是早在1861年由英國(guó)人羅伯特·斯特林發(fā)明，和蒸汽機(jī)的歷史差不多，它的特點(diǎn)首先是燃燒連續(xù)的，由于工質(zhì)不參與燃燒，因此沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)的爆震現(xiàn)象，噪音低；其次可以使用任何燃料，其燃燒室在外，燃燒的過(guò)程與工質(zhì)無(wú)關(guān)，適用于各種熱源，對(duì)燃燒方式無(wú)特殊要求，體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、維護(hù)方便、燃燒效率高。外燃機(jī)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是利用低溫余熱發(fā)電的廢熱回收裝置，可回收100℃至300℃的廢熱，能達(dá)到20%的發(fā)電效率。從數(shù)據(jù)來(lái)看，其發(fā)電效率優(yōu)于目前市場(chǎng)的低溫蒸汽循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和有機(jī)工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率，該裝置在100℃的廢熱條件下發(fā)電效率達(dá)7.3%，150℃的條件下發(fā)電效率達(dá)13.7%，200℃的條件下發(fā)電效率達(dá)18.4%，250℃的條件下發(fā)電效率達(dá)22.1%，300℃的條件下發(fā)電效率達(dá)25.0%。在這樣的廢熱溫度條件下能達(dá)到這樣的發(fā)電效率是目前可以看到很好的水平，達(dá)到了從低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能的技術(shù)水平。
超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)
超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)是超臨界二氧化碳液體為郎肯循環(huán)系統(tǒng)的工質(zhì)，以二氧化碳透平專用渦輪機(jī)為核心技術(shù)的最新余熱發(fā)電技術(shù)。此發(fā)電系統(tǒng)在余熱發(fā)電方面有較寬泛的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都優(yōu)于在用的水蒸汽郎肯循環(huán)系統(tǒng)和有機(jī)郎肯循環(huán)系統(tǒng)，特別是在發(fā)電效率和設(shè)備體積方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。超臨界二氧化碳熱機(jī)是一種平臺(tái)技術(shù)，目前可提供的功率范圍為250kWe至50Mwe的設(shè)計(jì)，效率可達(dá)30%。應(yīng)用范圍包括燃?xì)廨啓C(jī)、固定式動(dòng)力發(fā)電機(jī)組、工業(yè)廢熱回收、太陽(yáng)能熱量、地?zé)?、混合?nèi)燃機(jī)等的循環(huán)熱能。超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是基于超臨界二氧化碳渦輪機(jī)為核心技術(shù)，以超臨界二氧化碳為工作介質(zhì)的余熱發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)，是具有突破性的熱機(jī)技術(shù)。