November.11.2022
轉廢產電:事業廢棄物裂解處理後,餘熱發電(190kW螺桿ORC)
廢棄物(含碳物質)在無氧加熱狀況下進行非催化性反應(裂解程序(Pyrolysis))轉換成氣態燃料,其產生的可燃氣體包括一氧化碳、氫氣、甲烷等,可直接作廢熱鍋爐燃料。本項目業者設計裂解爐,處理事業廢棄物,直接轉換廢棄物為可燃氣體燃料,可燃氣體燃料進入一廢熱鍋爐,產生蒸汽。現場無蒸汽製程需求,因此,設計ORC發電機組,擷取蒸汽熱能,輸出電力;蒸汽經過ORC後,成為冷凝水。由於冷凝水潔淨無汙染,經由鍋爐飼水泵加壓後,送回鍋爐再利用。
就事業廢棄物處理量,估算可生產的蒸汽量。依據蒸汽量、電力及安裝地點等參數,設計一台半封閉式螺桿ORC發電機組並評估冷卻水需量,作為新建冷卻水塔規格依據。同時,考慮事業廢棄物處理量變動的特性,保證機組turn down ratio達90%(即在設計發電功率的10%~110%,本發電機組都可順暢運轉、發電),確保機組年稼動率(可用率)達95%以上。本項目設計參數如下:
(1) 飽和蒸汽:壓力4 kg/cm2G(溫度:151.4°C)、流量2.83T/hr
(2) 冷卻水:供水/回首溫度30℃/37℃、流量203T/hr
(3) 電力:AC380V, 60Hz, 3P3W、廠區自用
(4) 安裝位置:戶內、非防爆區
(5) 發電功率分析結果詳下表。
R245fa有機朗肯循環(ORC)發電機組
毛發電功率, kW | 190 | 膨脹機種類 | 注油式雙螺桿 |
機組淨發電功率, kW | 169 | 發電機種類 | 感應(異步)發電機 |
電力規格 | AC380V/60Hz/3P3W | ||
熱源 | 蒸汽 | 冷源 | 冷卻水 |
蒸發器 | 冷凝器 | ||
流量, T/h | 2.8 | 流量, T/h | 202.7 |
進口溫/出口溫, ℃ | 151.4/80.0 | 進口溫/出口溫, ℃ | 30/37 |
供熱功率, kW | 1,664 | 排熱功率, kW | 1,642 |
安裝區域 | 非防爆區 | 安裝位置 | 屋內 |
(6) 機組配置:本項目採用共同底盤構裝設計,板式蒸發器、板式預熱器、半封閉式螺桿發電機、殼管式冷凝器、多級離心工質泵、控制盤/動力盤等都安裝於共同底盤上,方便運送及安裝作業。另外,電力盤則安裝在機組旁,方便一次側/二次側電力配線。機組實體詳下圖。