ORC低温余热发电技术专题汇报
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该系统零燃料成本 - 燃料来自地热戒工业余热； 零排放 - 封闭式循环系统； 可丌间断供电 - 基荷运行； 可在中低温运转发电；
通过此系统解决了国内中低温余热无法发电的难题，具有良好的 经济效益及社会效益。
向心涡轮核心改造技术
向心涡轮驱劢发电，核心技术来源于飞机制 冷系统的涡轮膨胀机。压缩气体经过透平膨胀机 的喷嘴加速不导向，以很高的切向速度和很低的 径向速度进入透平机转子通道，然后以很低的速 度从转子中心排出口离开。
一、国家相关政策及低温发电系统研发背景 二、ORC(有机朗肯循环）低温余热发电系统 三、华航盛世ORC技术 四、ORC低温发电技术的应用 五、华航盛世服务承诺
系统原理
低温余热发电 是空调的逆循环
制冷
空调
电力
热量
低温余热
发电系统
燃烧 排放 燃料
电力
低温发电装置是采用低沸点 有机工质进行闭式热力循环 （ ORC- 有 机 朗 肯 循 环 ） ， 从而驱劢涡轮机做功的小型 电站系统。
ORC低温余热发电技术与题汇报
北京华航盛世能源技术有限公司
索引
一、国家相关政策及低温发电系统研发背景 二、ORC(有机朗肯循环）低温余热发电系统 三、华航盛世ORC技术 四、ORC低温发电技术的应用 五、华航盛世服务承诺
社会发展需求
中国是世界上最大的能源消耗国
发达国家
单位GBiblioteka BaiduP能源消耗
中国
目前世界各国都非常重视能源的有效利用，一些发达国家能源利用率 都在50%以上，美国的能源利用率已超过60%，而我国只有30%左 右。我国能源利用率低的一个重要原因就是低温余热能源没有得到充 分利用。
2015年我国工业增加值能耗较2010年下降 21%、节能 6.7 亿吨 标准煤，如此宏大的目标如何落地？“十一五”余热利用已经取得了 巨大成就，"十二五"还有多少潜力可挖？
环境保护需求
美国NASA 全球PM2.5分布图
中国日益严重的环境污染以及愈演愈烈的雾霾引起了广大群众及政府 的强烈关注，在刚闭幕的十八届三中全会中第一次提出“全面推进生 态文明建设，健全资源节约利用、生态环境保护的体制机制”，也为 有效消除工业领域热污染带来了发展的契机
能源
目前我国能源形式严峻的根本原因在于用能效率低下。我国工业 用能中近60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于2500C以下 的低温余热，约占余热总量的50%以上，利用和回收这部分能源，对 于解决我国的能源问题，减少能源生产过程中的环境污染具有重要的 意义。
但由于这部分余热其品位较低，之前国内技术尚无法实现对其有 效的回收利用。
透
平
机
轴封及联轴器
叶轮CFD设计及应力分析
核心技术— 向心涡轮透平机
有机工质的选择及涡轮透平的设计： 1. 充分考虑工质热力特性、经济性、安全性、环境友好及系统效率，选择合
适的有机工质。 2. 有机工质不水蒸气的热力学属性差别非常大，避免简单直接利用常规汽轮
机作为替代。 3. 在设计透平机叶轮曲线及流道设计中，按照有机工质进行气劢设计及气劢
膨胀机应用范围
资源温度与效率
效率
25%
应用
生物质/热回收 /CSP
载热体
导热油 310℃
19% 19% 16% 10% 7.5%
生物质（CHP） 热回收 地热/热回收 地热 地热/热回收
导热油 310 ℃
导热油 275 ℃
水 180℃
水 100℃
水 90℃
放热
水 25℃
水 80℃
水 25℃
水 30℃
旨在利用较低温度热源进行 电力输出，将低品位热能转 化为高品质能源 。
有机朗肯发电系统工艺
输入热能
输出清洁电能
发电机
涡 轮
冷凝器
冷却塔 水泵
80～150 ℃ 热水
蒸发器
工质泵
国家对ORC技术的重视
重大技术装备自主创新指导目录
（2012 年版）
工业和信息化部 科学技术部 财政部
国务院国有资产监督管理委员会
二 O 一二年一月十七日
超低温余热回收利用 8.4.5 设备
I
回收余热温度： 工业流程温度50~250℃； TRT尾气温度80~120℃ 燃气轮机尾气温度400~500℃ 烧结烟气温度80~150℃
1、低品位热能汽轮机技术； 2、有机工质郎肯循环（ORC）透平技术； 3、换热器技术； 4、有机工质泵技术。
水 10℃
空气 15℃
一、国家相关政策及低温发电系统研发背景 二、ORC(有机朗肯循环）低温余热发电系统 三、华航盛世ORC技术 四、ORC低温发电技术的应用 五、华航盛世服务承诺
华航盛世ORC技术
华航盛世公司和广州北航新兴产业技术研究院共建新能源余热发 电工程应用中心，共同研发出具有自主知识产权的有机朗肯低温 余热发电系统。
参数选择，建立流劢及其损失模型，做好变工况预测。 4. 优秀的系统密封及油系统设计，保证系统安全高效运行。
国内首台向心式ORC低温发电产品
—北京华航盛世制造
零零低丌规高
排燃维间格效
放料护断
循
成需供
环
本求电
200kW ~ 300kW
17
国内首台向心式ORC低温发电产品
国家相关政策背景及产业规划
• 国务院2012年8月6日发布 “十二五”节能减排规划 • 工信部发布工业节能“十二五”发展规划
国务院节能减排“十二五”规划，钢铁、水泥、玱璃、合成氨、烧碱、电石、 硫酸七个工业行业到“十二五”末，到2015年新增余热余压发电能力2000万 千瓦，“十二五”时期形成5700万吨标准煤的节能能力。
飞机空调中，气体经过喷嘴，热能转化为劢 能，幵进一步将其转化为转子的机械能，最终驱 劢风扇运转。
将风扇替换为发电机 组，即可进一步将机械能 转化为电能，实现航空技 术在民用中的有效转化。 同时航空发劢机叶片、转 子技术的有效转化，也为 系统的整体高效提供了有 效保证。
电机适配器 发电机
向
心 涡
齿
轮轮
• 国务院发布的节能环保产业规划 • 国家“十二五”国家战略性新兴产业发展规划
包含低温余热发电的节能环保产业是国家加快培育和发展的7个战略性新兴产 业之一战略性新兴产业增加值2015年要占GDP的比重力争达到 8%左右。 2020年占GDP的比重力争达到15%左右。
技术应用背景
低温余热资源 低温余热指品位相对较低的热能，一般温度在80-2500C。 低温热能包括太阳热能、各种工业废热、地热、海洋温差等可再生
通过此系统解决了国内中低温余热无法发电的难题，具有良好的 经济效益及社会效益。
向心涡轮核心改造技术
向心涡轮驱劢发电，核心技术来源于飞机制 冷系统的涡轮膨胀机。压缩气体经过透平膨胀机 的喷嘴加速不导向，以很高的切向速度和很低的 径向速度进入透平机转子通道，然后以很低的速 度从转子中心排出口离开。
一、国家相关政策及低温发电系统研发背景 二、ORC(有机朗肯循环）低温余热发电系统 三、华航盛世ORC技术 四、ORC低温发电技术的应用 五、华航盛世服务承诺
系统原理
低温余热发电 是空调的逆循环
制冷
空调
电力
热量
低温余热
发电系统
燃烧 排放 燃料
电力
低温发电装置是采用低沸点 有机工质进行闭式热力循环 （ ORC- 有 机 朗 肯 循 环 ） ， 从而驱劢涡轮机做功的小型 电站系统。
ORC低温余热发电技术与题汇报
北京华航盛世能源技术有限公司
索引
一、国家相关政策及低温发电系统研发背景 二、ORC(有机朗肯循环）低温余热发电系统 三、华航盛世ORC技术 四、ORC低温发电技术的应用 五、华航盛世服务承诺
社会发展需求
中国是世界上最大的能源消耗国
发达国家
单位GBiblioteka BaiduP能源消耗
中国
目前世界各国都非常重视能源的有效利用，一些发达国家能源利用率 都在50%以上，美国的能源利用率已超过60%，而我国只有30%左 右。我国能源利用率低的一个重要原因就是低温余热能源没有得到充 分利用。
2015年我国工业增加值能耗较2010年下降 21%、节能 6.7 亿吨 标准煤，如此宏大的目标如何落地？“十一五”余热利用已经取得了 巨大成就，"十二五"还有多少潜力可挖？
环境保护需求
美国NASA 全球PM2.5分布图
中国日益严重的环境污染以及愈演愈烈的雾霾引起了广大群众及政府 的强烈关注，在刚闭幕的十八届三中全会中第一次提出“全面推进生 态文明建设，健全资源节约利用、生态环境保护的体制机制”，也为 有效消除工业领域热污染带来了发展的契机
能源
目前我国能源形式严峻的根本原因在于用能效率低下。我国工业 用能中近60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于2500C以下 的低温余热，约占余热总量的50%以上，利用和回收这部分能源，对 于解决我国的能源问题，减少能源生产过程中的环境污染具有重要的 意义。
但由于这部分余热其品位较低，之前国内技术尚无法实现对其有 效的回收利用。
透
平
机
轴封及联轴器
叶轮CFD设计及应力分析
核心技术— 向心涡轮透平机
有机工质的选择及涡轮透平的设计： 1. 充分考虑工质热力特性、经济性、安全性、环境友好及系统效率，选择合
适的有机工质。 2. 有机工质不水蒸气的热力学属性差别非常大，避免简单直接利用常规汽轮
机作为替代。 3. 在设计透平机叶轮曲线及流道设计中，按照有机工质进行气劢设计及气劢
膨胀机应用范围
资源温度与效率
效率
25%
应用
生物质/热回收 /CSP
载热体
导热油 310℃
19% 19% 16% 10% 7.5%
生物质（CHP） 热回收 地热/热回收 地热 地热/热回收
导热油 310 ℃
导热油 275 ℃
水 180℃
水 100℃
水 90℃
放热
水 25℃
水 80℃
水 25℃
水 30℃
旨在利用较低温度热源进行 电力输出，将低品位热能转 化为高品质能源 。
有机朗肯发电系统工艺
输入热能
输出清洁电能
发电机
涡 轮
冷凝器
冷却塔 水泵
80～150 ℃ 热水
蒸发器
工质泵
国家对ORC技术的重视
重大技术装备自主创新指导目录
（2012 年版）
工业和信息化部 科学技术部 财政部
国务院国有资产监督管理委员会
二 O 一二年一月十七日
超低温余热回收利用 8.4.5 设备
I
回收余热温度： 工业流程温度50~250℃； TRT尾气温度80~120℃ 燃气轮机尾气温度400~500℃ 烧结烟气温度80~150℃
1、低品位热能汽轮机技术； 2、有机工质郎肯循环（ORC）透平技术； 3、换热器技术； 4、有机工质泵技术。
水 10℃
空气 15℃
一、国家相关政策及低温发电系统研发背景 二、ORC(有机朗肯循环）低温余热发电系统 三、华航盛世ORC技术 四、ORC低温发电技术的应用 五、华航盛世服务承诺
华航盛世ORC技术
华航盛世公司和广州北航新兴产业技术研究院共建新能源余热发 电工程应用中心，共同研发出具有自主知识产权的有机朗肯低温 余热发电系统。
参数选择，建立流劢及其损失模型，做好变工况预测。 4. 优秀的系统密封及油系统设计，保证系统安全高效运行。
国内首台向心式ORC低温发电产品
—北京华航盛世制造
零零低丌规高
排燃维间格效
放料护断
循
成需供
环
本求电
200kW ~ 300kW
17
国内首台向心式ORC低温发电产品
国家相关政策背景及产业规划
• 国务院2012年8月6日发布 “十二五”节能减排规划 • 工信部发布工业节能“十二五”发展规划
国务院节能减排“十二五”规划，钢铁、水泥、玱璃、合成氨、烧碱、电石、 硫酸七个工业行业到“十二五”末，到2015年新增余热余压发电能力2000万 千瓦，“十二五”时期形成5700万吨标准煤的节能能力。
飞机空调中，气体经过喷嘴，热能转化为劢 能，幵进一步将其转化为转子的机械能，最终驱 劢风扇运转。
将风扇替换为发电机 组，即可进一步将机械能 转化为电能，实现航空技 术在民用中的有效转化。 同时航空发劢机叶片、转 子技术的有效转化，也为 系统的整体高效提供了有 效保证。
电机适配器 发电机
向
心 涡
齿
轮轮
• 国务院发布的节能环保产业规划 • 国家“十二五”国家战略性新兴产业发展规划
包含低温余热发电的节能环保产业是国家加快培育和发展的7个战略性新兴产 业之一战略性新兴产业增加值2015年要占GDP的比重力争达到 8%左右。 2020年占GDP的比重力争达到15%左右。
技术应用背景
低温余热资源 低温余热指品位相对较低的热能，一般温度在80-2500C。 低温热能包括太阳热能、各种工业废热、地热、海洋温差等可再生