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Hanpower Energy Technology

November.11.2022

製程尾端低壓蒸汽發電:高效率多級渦輪ORC+HFO工作流體

製程尾端剩餘的低壓蒸汽,熱焓仍高,但壓力低,不符合上游高、中壓蒸汽製程工況,如果現場無供熱或加熱需求。一般處理方式有:

  1. 直接排放:浪費熱能及水資源,且有排放噪音及白煙問題。
  2. 冷凝回收:配備散熱裝置(例如:空氣冷凝器、冷卻水冷凝器等),增加設備成本,且消耗電力。
  3. 再加壓:利用機械式蒸汽再壓縮(mechanical vapor recompression)設備或者混合高壓蒸汽成為中壓蒸汽供製程再利用。
  4. 發電並回收冷凝水。

業者廠區製程後尚有15T/hr的2kg/cm2(G)飽和蒸汽。考慮製程負載變異造成蒸汽供應量及蒸汽壓力變化情況,本項目設計、開發2台渦輪ORC發電機組,並聯運轉,電力直接傳送廠區電網,供廠區用電;經過ORC後的蒸汽冷凝水,清潔純淨,經由鍋爐飼水泵加壓後,直接送入鍋爐。本ORC系統具備下列特色:

  1. 高系統發電效率:善加利用蒸汽餘熱,提高發電功率,展現經濟效益。因此,設計、開發2級軸流式高效率渦輪發電機組(半封閉式構型:渦輪、減速齒輪組、發電機、轉子軸系都設計於同一機殼內),除蒸發器(evaoprator)、冷凝器(condenser)外,亦在ORC迴路系統增加預熱器(prheater)及復熱器(recuperator)設計。機組商轉後,系統發電效率達15%以上。
  2. 採用ODP (ozone depletion potential)=0、GWP(global warning potentail)<5的HFO工作流體:本ORC循環系統採用R1233zd工作流體,友善環境,無溫室氣體排放之虞,優於目前法規規範,也符合歐美未來法規需求。
  3. 掌握ORC研製技術,百分之百台灣製造:從系統設計、渦輪發電機開發到系統構裝、機電控制系統、測試等,都由國人設計、製造。除提供高品質、高可靠度、高發電效率的ORC機組外,也提供完善的後勤服務,達到顧客滿意的宗旨。

本項目已完成現場運轉驗收,進入商轉。設計點工況時,每台ORC發電功率為680kW,商轉時,每台機組的發電功率超過720kW,二台機組的總發電功率達1450kW,平均每噸低壓蒸汽轉換為96kW電力輸出,達環保、減碳、經濟及冷凝水回收多重效益。

漢力出廠前相片

現場安裝後,二台機組運轉相片

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