Rekuperace tepla plynového generátoru: Technologie kaskádového využití a hodnota úspory energie

1, Základní principy zpětného získávání tepla a charakteristika zdrojů odpadního tepla

Odpadní teplo plynových generátorů pochází převážně ze dvou nosičů a jejich teplotní charakteristiky a rozložení energie určují logiku návrhu technologie rekuperace:

Vysokoteplotní odpadní teplo spalin: představuje asi 30 % celkového odpadního tepla, teplota výfuku může dosáhnout 450-600 stupňů a okamžitý vrchol může dokonce přesáhnout 600 stupňů. Patří mezi středně kvalitní až vysoce kvalitní zdroje odpadního tepla a má obrovský potenciál využití. Kromě dusíku a oxidu uhličitého obsahují spaliny také malé množství korozivních složek, jako je sirovodík a oxid uhelnatý, které vyžadují korozní odolnost teplosměnných zařízení.

Odpadní teplo vody/motorového oleje ve vložce válce: tvoří asi 25 % celkového odpadního tepla, teplota se obvykle pohybuje mezi 80-120 stupni, patří mezi středně a nízkoteplotní odpadní teplo, se stabilním teplem a nízkou korozí, vhodné pro přímé využití a využití.

Základním principem rekuperace tepla je přenos energie založený na přenosu tepla. Prostřednictvím specializovaného zařízení pro výměnu tepla se teplo z nosiče odpadního tepla přenáší do studených tekutin, jako je studená voda a vzduch, a přeměňuje se na využitelné zdroje energie, jako je horká voda a pára. Mezi nimi je „kaskádové využití“ klíčovým principem pro zlepšení účinnosti rekuperace -vysoko{3}}odpadní teplo o vysoké teplotě je upřednostňováno pro potřeby vysoké-úrovně, jako je výroba elektřiny a výroba páry, zatímco odpadní teplo se střední a nízkou{5}}teplotou se používá pro nízkoenergetické scénáře, jako je vytápění a teplá užitková voda, při dosažení maximální energetické hodnoty.

2, Typické aplikační scénáře a praktické případy

Aplikační scénáře rekuperace tepla plynového generátoru se točí kolem „opětovného využití odpadního tepla“ a pokrývají několik oblastí, jako je průmyslová výroba a životní služby:

(1) Směr aplikace jádra

Zásobování průmyslovou energií: Vytvořená nasycená pára 0,8 MPa může být použita pro předehřívání chemických surovin, sterilizaci zpracování potravin nebo řízení absorpčních chladicích strojů pro splnění požadavků průmyslového chlazení; Středně teplotní horkou vodu lze použít pro předehřev napájecí vody kotle, čímž se sníží spotřeba energie hlavního zařízení.

• Záruka životnosti a ohřevu: Horká voda ohřátá zbytkovým teplem vody vložky válce může být přímo dodávána zaměstnancům ke koupání, pečení oděvů a přípravě pitné vody; V zimním období se odpadní teplo přeměňuje na zdroje vytápění prostřednictvím výměníkových stanic, které pokrývají potřeby vytápění areálu závodu a okolních obcí.

Zlepšení účinnosti sekundární výroby energie: Pára generovaná vysokoteplotním odpadním teplem{0}} může pohánět malé protitlaké parní turbíny nebo turbíny SCO ₂ pro sekundární výrobu energie, čímž vzniká režim kombinovaného cyklu „výroba energie z plynu + regenerace odpadního tepla“, čímž se dále zlepšuje účinnost využití energie.

 

3, Analýza ekonomických a ekologických přínosů

(1) Ekonomické přínosy

Úspora energie a snížení nákladů: Nahrazením uhelných{0}}a plynových{1}}kotlů za dodávku energie může jediná 500kW jednotka ušetřit 52,059 kg standardního uhlí za hodinu a 416 tun standardního uhlí lze ušetřit po 8000 hodinách provozu za rok. Vypočteno při standardní ceně uhlí 700 juanů/tunu, roční úspory nákladů na palivo jsou téměř 300 000 juanů.

Rychlá návratnost investice: I když je počáteční investice do systému rekuperace tepla o 35 % vyšší než u tradičních řešení, díky výhodám v oblasti úspory energie{1}} a dotacím na obchodování s uhlíkem lze dobu návratnosti investice u většiny projektů kontrolovat do 1,5-2 let a dlouhodobé provozní výhody jsou značné.

Příjem s přidanou hodnotou: Přebytečnou páru nebo elektřinu lze prodat vnějšímu světu a vytvořit tak nové body růstu zisku, zvláště vhodné pro oblasti s koncentrací energie, jako jsou uhelné doly a chemické parky.

(2) Přínosy pro životní prostředí

• Snížení emisí znečišťujících látek: Výměna uhelných-kotlů může výrazně snížit emise SO ₂, NO ₓ a částic. Jediná 500kW jednotka může snížit SO ₓ 4,8 tuny a NO ₓ 2,1 tuny ročně, což pomáhá podnikům dosáhnout jejich „dvou uhlíkových“ cílů.

Snižte tepelné znečištění: snižte teplotu spalin o vysoké teplotě-z 600 stupňů na méně než 180 stupňů, snižte tepelný dopad přímého vypouštění odpadního tepla na okolní prostředí a zlepšujte regionální ekologické prostředí.

Recyklace zdrojů: Dosáhněte úplného energetického využití plynu prostřednictvím „výroby energie + využití odpadního tepla“, zlepšete míru využití čisté energie, snižte emise skleníkových plynů a sjednoťte se s národními směry politiky přizpůsobení energetické struktury.

4, Trendy technologického vývoje

V budoucnu se technologie rekuperace tepla plynových generátorů bude vyvíjet směrem k „vysoké účinnosti, inteligenci a diverzifikaci“:

• Material upgrade: Develop high-temperature and corrosion-resistant materials such as silicon carbide and special titanium alloys to adapt to complex working conditions such as exhaust gas and hydrogen rich gas at higher temperatures (>650 stupňů), další rozšíření hranice recyklace.

Inteligentní provoz a údržba: zabudování optických senzorů do tepelné trubice pro sledování stavu pracovní tekutiny a ztráty zařízení v reálném čase, dosažení prediktivní údržby; Kombinace algoritmů AI pro optimalizaci sítě výměny tepla a dynamické přizpůsobení dodávky odpadního tepla poptávce po energii.

Víceenergetické propojení: Kombinace s obnovitelnými zdroji energie, jako je solární a geotermální energie, integrace tepelných akumulačních modulů pro stabilizaci kolísání zátěže a vybudování komplexního energetického systému synergie „plynového odpadního tepla z obnovitelné energie“ pro zvýšení stability dodávek energie.