工业节能与分布式能源业务

LNG冷能发电

基本概念

所谓冷能,?#23548;?#19978;指的是在自然条件下,可以利用一定温差所得到的能量。根据工程热力学原理,利用这种温差就可以获得有用的能量,这种能量称之为冷能。根据工程热力学原理,利用这种温差就可以获得有用的能量,这种能量称为冷能。LNG冷能利用主要是依靠LNG与周围环境(如空气、海水)之间存在的温度和压力差,将高压低温的LNG变为常压常温的天然气时,回收存储在LNG中的能量。

典型流程

MRC膨胀发电

MRC+天然气膨胀发电

天然气膨胀

应用范围

LNG大型接收终端,LNG加压气化后进入天然气管网。

LNG接收码头,LNG加压气化后进入天然气管网。

LNG加压气化后,供工业用户。

LNG气化后,供输气管道未到的?#29992;?#28857;或小区生活用气。

核心设备

膨胀机       透平膨胀机,成熟?#38469;?#28304;自空分装置。转速高、体积小、运行平稳、便于橇装。

低温离心泵  无密封结构,潜入液体,启动时无需预冷。无需密封气体,降低系统复杂度


关键?#38469;?/span>

高效换热器    换热直接关系到节能效率,关系到发电量和设备投资。

工质防泄漏    因为循环工质是闭路循环,一旦泄漏将影响甚至中断设备的运行工况。

工质配比      循环工质为烃类混合物,其组成?#22242;?#27604;直接决定发电功率。

自动控制      要求设备能够自动适应大幅度的变工况,并能在各类紧急情况下能可靠地自动启动和停机等,实现无人值守。

防飞车控制    膨胀机防飞车控制,保护核心设备

天然气分布式能源


1、基本原理:

天然气分布式能源是以燃气为一次能源的分布式能源系统,主要是指冷热电联产系统CCHP(Combined Cooling Heating and Power);或者热电联产系统CHP(Combined Heating and Power)。着眼冷热电联产系统的能?#31185;?#34913;、负荷调整、工艺计算,实现工艺流程、原动机、换热设备、储能装?#29028;?#20202;控控制的设计、选型。亦即项目范围为CCHP(或CHP)的系统设计与供货,集中输出冷量与热量。

2、适用范围

      


分  类

区域型楼宇型
规  模
一般几十MW一般几百kW至几MW
?#27010;?#23545;象政  府业  主
审批流程常规电厂?#20013;?/span>流程简化
主要设备燃气-蒸汽联合循环内燃机、小型燃气轮机、微燃机等
电力接入方式上网售电为主并网自用为主


3、解决方案示例

天然气液化工厂解决方案示意图

医院分布式能源系统解决方案示意图

4、关键?#38469;?/span>

1)工艺设计

根据用户需求情况提出合理的工艺路线和原动机型式等总体方案。CCHP系统的能?#31185;?#34913;建模,除稳态模型之外,还需要动态模型来反映动态的负荷和蓄能状态。根据系统模型提出各机组的订货参数,确定设备设计条件等。关键部机(内燃机、溴冷机等)的建模。

2)原动机

熟悉掌握燃气内燃机、燃气轮机、微燃机等的原理、机组特性和适用范围。

3)制冷系统

根据?#23548;是?#20917;,按照系统工艺提出的参数,设计氨冷机,或选择合适型式的溴冷机。每套系统基本都包含调峰设备(电制冷机组等),需选型。

4)蓄能系统

按照系统工艺要求,主要考虑负荷变化和机组调节能力,设计出合适的蓄能系统。研究合适的蓄能结构(参考空调制冷行业?#38469;酰?#23547;?#28082;?#36866;的蓄能介质。蓄能可以是蓄冷,也可以是蓄热。

5)换热系统

换热系统包括烟气/蒸汽锅炉、烟气/?#20154;?#38149;炉、汽/水换热器等。需要对其进行设计或选型。

6)仪电控系统

CCHP系统的负荷变化远大于常规的LNG装置,需要仪控系统能够自动实?#22791;?#25454;负荷变化,调节各处机组的运行参数,而?#19968;?#38656;保持稳定和高效。另外,CCHP系统发出的电,将与市电网络并网。需要合适的并网?#38469;酰?#20197;及应急?#25910;?#26041;案。

压差发电

基本原理:

凡是有气体压力差的场合,均包含压力能。在不影响原功能的前提下(保持原进出口压力温度不变),通过膨胀机械可以将压力能转化为机械能,然后利用发电机得到电力。

基本流程

压差发电装置回收利用气体压力能发电,无需其他消?#27169;?#19981;改变门站原有状态。基本流程如下图:

根据?#29004;?#30340;用户条件,膨胀机级数、加热器数量等将?#20204;?#35843;整。

适用范围

在环保呼声?#25214;?#39640;涨的形势下,各?#25191;?#22312;管网压差、压力能废弃的场合,均可应用压差发电,无需额外消?#27169;?#22238;收压力能得到电能,主要有:

城市首站,天然气?#19978;?#31649;网与城市高压管网之间。

城市门站,天然气高压管网与次高压管网之间。

城市门站,天然气次高压管网与中压管网之间。

化工厂,带压力差的大气量管道。

?#29004;?#22330;合需要?#29004;?#30340;工艺流程及设备。

?#38469;?#29305;点

装置具备?#29004;?#27969;量下的自适应调压功能,装置运行不影响门站调压功能,始终保持进出口压力和温度稳定。

电机控制?#38469;酰?#20445;持发电品质(电压、频率和相位等)稳定。

回收利用了天然气的压力能,每天20万方天然气,压力从32barg降到4barg时,可发电约6000kwh。

采用独特的膨胀机防飞车?#38469;酰?#22312;电网断网等各?#36136;鹿首?#24577;下,保护膨胀机。

撬装化设计,安装快捷。对外接口简单(只需要LNG进口、NG出口和电气接口)。

PLC自动化控制,达到无人值守要求。

余热发电

1、基本原理:

ORC是英文 0rganic Rankine Cycle的缩写,意即“有机工质朗肯循环”。朗肯循环是用于热电厂发电的典型热力动力循环。通常热电厂所用工质是水(高温加热成为高压水蒸汽,朗肯循环工作中为过热蒸汽),而ORC循环中是选用低沸点(较水沸点低很多)的有机工质?#27425;?#25910;废气(或中间介质)余热,使其在一定压力和温度下被汽化后进入膨胀机,利用其对外膨胀做功的能量带动发电机,从而达到回收低势位能源发电的目的。

2、典型流程

3、适用范围

钢铁行业氧气转炉余热发电、烧结余热发电

焦化行业?#19978;?#28966;余热发电

水泥行业低温余热发电

玻璃、制陶制砖等建材炉窑烟气余热发电

地热行业

4、?#38469;?#29305;点

因良好的物性(低的沸点?#26696;?#30340;蒸气压力),使0RC方法?#20154;?#33976;气朗肯循环具有较高的热效率,对?#31995;?#28201;?#28909;?#28304;的利用有更高的效率。

运行中?#36745;?#28040;耗任何能源资源和耗?#27169;?#33410;约运行成本,而且减少向大气的CO2排放量。

ORC低温余热发电,适应温度范围(80~400℃)广,适应流量范围广。

有机工质在膨胀做功过程中始终保?#25351;?#29157;状态,避免了夹液对汽轮机叶片产生的液击。所以,ORC能?#20154;?#33976;气汽轮机更有效地适应部分负荷运行及大的功率变动,不需要装过热器。

因有机工质凝固点远低于水,能适应严寒气候,无需考虑防?#22330;?/span>

机组结构紧凑、占地面积小、投资省。









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