Система утилизации отработанного тепла ORC для завода по производству удобрений
Дата выпуска:
2026-04-24
Промышленное производство выделяет значительные объёмы отходящего тепла средней и низкой температуры. Традиционная утилизация обычно предусматривает прямое охлаждение и сброс, что не только ведёт к потере энергии и росту эксплуатационных расходов систем оборотного водоснабжения, но и противоречит современным тенденциям в области энергосбережения, снижения углеродных выбросов и экологически чистого производства. Система построения электроэнергии на основе утилизации отходящего тепла с использованием ORC‑технологии компании Terui обеспечивает эффективное использование ресурсов отходящего тепла и локальное производство электроэнергии.
I. Обзор проекта и ключевые проблемы
II. Основные параметры проекта и конфигурация системы
(1) Условия источника тепла
- Среда источника тепла: высокотемпературная горячая вода, образующаяся в ходе производственного процесса.
- Расход горячей воды: 300 т/ч
- Температура воды на входе и выходе: 143°C / 120°C
- Мощность генерации: 2 × 900 кВт (двухблоковая конфигурация, суммарная установленная мощность — 1 800 кВт)
(II) Рабочее тело и ключевые параметры оборудования
- Рабочее вещество: R245fa (пентафторпропан). Этот хладагент обладает высокой термической стабильностью, не горюч и имеет нулевой потенциал разрушения озонового слоя (ODP), что обеспечивает соответствие экологическим нормам. Он хорошо подходит для применения в системах генерации электроэнергии на основе отходящего тепла при средних и низких температурах и способен надёжно работать при температуре источника тепла 120–150 °C.
- Расход рабочего тела: 130 т/ч
- Температуры входа и выхода рабочего тела: на входе — 38,4 °C (жидкость), на выходе — 126,5 °C (газ).
- Расчётное рабочее давление системы: 25 бар
- Конфигурация теплообменника:
- Предподогреватель: используется для предварительного нагрева рабочего тела, что повышает эффективность использования энергии.
- Испаритель: выполненный по модульному принципу, с общей площадью теплообмена 191 м² + 286 м², он специально разработан для обеспечения высоких требований к эффективности теплообмена между источником тепла и рабочим веществом.
(3) Описание системного процесса
Эта система утилизации отработанного тепла ORC использует двухступенчатую схему теплообмена, включающую подогреватель и испаритель: горячая вода высокой температуры сначала проходит через подогреватель, обеспечивая предварительный нагрев рабочего тела низкой температуры, после чего поступает в испаритель для его испарения. Образующийся пар затем расширяется в турбине, выполняя работу и приводя в действие генератор для выработки электроэнергии. Отработанный пар, отдавший свою энергию, конденсируется в конденсаторе до жидкого состояния и затем насосом рабочего тела возвращается в подогреватель, образуя замкнутый цикл, который обеспечивает непрерывное преобразование и использование отработанного тепла.
III. Ценность и преимущества реализации проекта
(1) Экономические выгоды
(II) Энергосберегающие и углеродосокращающие преимущества
(3) Технологические и эксплуатационные преимущества
- Высокая совместимость с рабочим веществом: использование R245fa в качестве рабочего вещества, обладающего умеренной температурой кипения и отличной термической стабильностью, обеспечивает эффективный фазовый переход при источнике тепла температурой 143 °C. Система работает при стабильных давлениях, без риска коррозии и отложений, что снижает эксплуатационные расходы.
- Высокая надёжность системы: замкнутая схема исключает риск утечки рабочего тела и устраняет необходимость в сложных системах деаэрации и обессоливания. По сравнению с традиционными паровыми циклами Ранкина она отличается более простой конструкцией, а также более лёгкой эксплуатацией и обслуживанием, что делает её хорошо приспособленной к условиям непрерывного производства на предприятиях по производству удобрений.
- Модульная конструкция для повышения гибкости: двойная конфигурация агрегатов в сочетании с модульным испарителем обеспечивает гибкую настройку рабочей нагрузки в ответ на колебания теплового источника, позволяя удовлетворять изменяющиеся производственные требования на заводах по производству удобрений и гарантируя долгосрочную стабильность системы.