2012年第6期（总第357期）
节
能
ENERGYCONSERVATION
35
有机工质朗肯循环发电技术在钢铁行业中的应用
曹春华'，张卫东”，陆俊杰"，蕾子栋
（1.无锡三达环保科技有限公司，江苏无锡214131;2.西安交通大学能动学院，陕西西安710049）
携要：采用假净点双工质有机朗育循环余热发电系统来四收钢铁生产过程中产生的的低品位余热。本文速目前表国温余然国收状况，介绍有机工质的物理性质、化学性质、熟力学性质等，分析这用期前循环余热发电的经济性和解决低滞点双工质发电系统的关键技术，结合实际工程经验对该系统进行分析。
关键调：低温余热；有机期育描环；双工质确环；加热炉
中图分类号：TM621.3文献标识码：A文章编号：10047948(2012)060035-03 doi: 103969/j. issn. 1004 7948. 2012. 06. 009
引言
钢铁行业余热资源丰富，余热资源约占其燃料总热量的30%~50%，可回收率达60%。钢铁行业能耗约占全国工业总能耗的15%，节能空间大。目前钢铁企业余热利用率约为20%~45%，其中中低温余热利用率还不到5%，可见中低温烟气余热的回收利用率很低。运用中低温余热回收技术是我国钢铁行业节能减排的主要方向，而有机工质朗肯循环(ORC)发电技术又是目前最具潜力的新型技术，因此对于有机工质朗肯循环发电技术的研
究显得尤为重要。 1有机工质选择
有机工质特别是一些新的环保型工质的开发与研究是低温余热发电技术研究的重要内容。工质应当具有技术可行、经济性好，并且符合环保要求等特点。
1.1有机工质的要求
化学性质：稳定性好，无毒，腐蚀性小，难燃不爆。
物理性质和热力学性质：临界温度应超过循环的最高温度：在工作温度范围内蒸汽压适中，以便使所选择换热器比较轻巧，并减少工质的泄露；常温下气体比容小；音速高，便于工质在管道流动；良好的传热性质和润滑性能。
经济性：价廉，容易生产、获得。
万方数据
1.2有机工质的选择及特点
本文选用低沸点工质R245fa，即五氟丙烷，是液体碳氢氟化物，无色透明，摩尔质量 134.05g/mol，无三相点，常压沸点14.9℃，临界温度为154.05℃，临界压力为3.64MPa，临界密度 517kg/m，密度大于水，具有较低的沸点和较高的蒸汽压力，其蒸汽导热系数高于CFC-11，R245fa 没有着燃点和闪点，没有燃烧极限，在空气中不能形成燃烧和爆炸。它的ODP(消耗臭氧潜能值）为零，即对大气臭氧层无破坏作用，是能够替代 CFC、HCFC类（如R11、R12、R141b）的化合物；它的温室效应值GWP（全球变暖潜能值）为950，为 CFC-11的20%。R245fa属于非挥发性有机化合物，挥发气体在大气层中的存在年限远低于 CFC-11。毒性研究表明，245fa实际毒性与R141b 相当，其至更低，主要表现为快速制毒性低、不影响发育、无诱发因素等方面。
与水蒸气相比，R245fa密度大、比容小，这可以使汽轮机、排气管道及冷凝器中的管道的设计尺寸较小；R245fa的低沸点及高蒸汽压力使ORC方法比水蒸气朗肯循环具有较高的热效率，对较低温度热源的利用有更高的效率；与水蒸气不同， R245fa在膨账做功过程中，从高压到低压始终保持干燥状态，这就消除了形成湿气的可能性以及当高速小水滴冲击汽轮机时产生腐蚀损坏的可能性；在缺水地区，优先使用空气冷却的冷凝器。ORC 电厂使用的空冷冷凝器要比水蒸气电厂使用的空