Zastosowanie odzysku ciepła w skojarzonym wytwarzaniu ciepła i energii oraz potrójnym zaopatrzeniu
I. Kogeneracja (CHP) i trój-generacja: podstawowe scenariusze zastosowań odzyskiwania ciepła
1. Skojarzona produkcja ciepła i energii (CHP): współ-produkcja energii elektrycznej i ciepła
CHP to wysoce wydajny sposób dostarczania energii, który najpierw wytwarza energię elektryczną, a następnie wykorzystuje ciepło: podczas spalania paliwa wytwarzana jest-para wodna o wysokiej-temperaturze, która napędza turbinę/generator w celu wytworzenia-elektryczności wysokiej jakości. Średnio- i nisko{5}}ciepło odpadowe po wytworzeniu energii (para ekstrakcyjna, woda z tulei cylindrów, gazy spalinowe) nie jest bezpośrednio skraplane i odprowadzane, ale jest gromadzone przez urządzenia do odzyskiwania ciepła do wykorzystania w ciepłownictwie miejskim, ogrzewaniu procesowym w przemyśle i zaopatrywaniu gospodarstw domowych w ciepłą wodę.
Tradycyjny tryb oddzielnej produkcji: Sprawność wytwarzania energii wynosi około 35–45%, przy dużej ilości ciepła odpadowego odprowadzanego do powietrza za pomocą wież chłodniczych/spalin;
Tryb CHP: Odzysk ciepła zwiększa ogólną efektywność energetyczną do 70–90%, prawie podwajając zużycie paliwa.
2. Połączone chłodzenie, ogrzewanie i moc (CCHP): pełne pokrycie energii elektrycznej, ogrzewania i chłodzenia
CCHP dodaje element chłodzący wykorzystujący ciepło odpadowe do istniejącego systemu kogeneracji (CHP), uzyskując „jedną maszynę, trzy zastosowania”: do wytwarzania energii priorytetem jest-wysoka jakość ciepła; ciepło odpadowe o średniej-temperaturze wykorzystywane jest do ogrzewania/produkcji pary; Ciepło odpadowe o niskiej-temperaturze napędza agregaty chłodnicze absorpcyjne (głównie bromek litu) do chłodzenia.
Brak-sezonu: zapewnia ogrzewanie zimą, chłodzenie latem oraz ciepłą wodę i energię elektryczną w sezonach przejściowych, maksymalizując wykorzystanie ciepła odpadowego i osiągając ogólną efektywność energetyczną na poziomie ponad 85%.
2, Technologia odzyskiwania ciepła: zasady, ścieżki i podstawowe wyposażenie
Odzysk ciepła opiera się na zasadzie „dopasowania temperatury i wykorzystania kaskadowego” i jest klasyfikowany i odzyskiwany zgodnie z klasą ciepła odpadowego, dokładnie odpowiadającą zapotrzebowaniu na energię.
1. Odzysk ciepła odpadowego w wysokiej temperaturze (powyżej 400 stopni)
Źródło: Spaliny z turbiny gazowej/silnika spalinowego, spaliny z turbiny;
Metoda recyklingu: Kocioł na ciepło odpadowe wytwarza parę, którą można wykorzystać do wytwarzania energii i zasilania parą technologiczną w przemyśle;
Wartość: wysokiej jakości ciepło odpadowe jest bezpośrednio przekształcane-w parę wodną/elektryczność o wysokiej wartości, co zwiększa przychody systemu.
2. Odzysk ciepła odpadowego w średniej temperaturze (100-300 stopni)
Źródło: ekstrakcja turbiny parowej, woda z tulei cylindrów silnika, spaliny średniotemperaturowe;
Metoda recyklingu: Podgrzej wodę w sieci grzewczej za pomocą wymiennika ciepła, podgrzej wodę zasilającą kocioł i napędzaj maszynę chłodniczą z bromkiem litu o podwójnym działaniu;
Wartość: Stabilne zaspokojenie potrzeb w zakresie ogrzewania, scentralizowanej ciepłej wody i-średniej wielkości zapotrzebowania na chłodzenie, zastępując tradycyjne bojlery/chłodzenie elektryczne.
3. Odzysk ciepła odpadowego w niskiej temperaturze (poniżej 100 stopni)
Źródło: ciepło kondensacji gazów spalinowych, oddawanie ciepła z wieży chłodniczej, woda powrotna z sieci ciepłowniczej;
Metody recyklingu: absorpcyjna pompa ciepła, wymiennik ciepła ze stali fluoroplastycznej, urządzenie do odzyskiwania ciepła odpadowego ze kondensacji;
Przełom: obniż temperaturę spalin ze 120 stopni do poniżej 30 stopni, odzyskaj utajone ciepło parowania i zwiększ wydajność grzewczą o 20% -50%.
Sprzęt do odzyskiwania ciepła z rdzenia
Kocioł na ciepło odpadowe: odzyskuje gazy spalinowe w celu wytworzenia pary, odpowiedni do turbin gazowo-parowych;
Wymiennik ciepła spaliny/woda: spaliny o niskiej-temperaturze, odzysk ciepła odpadowego z wody z tulei cylindrów, odporność na korozję i gromadzenie się pyłu;
Absorpcyjna maszyna chłodnicza: zasilana ciepłem odpadowym i dostarczana przy zerowym zużyciu energii do chłodzenia;
Absorpcyjna pompa ciepła: podnoszenie temperatury-ciepła odpadowego niskiej jakości w celu uzyskania „ciepła odpadowego do ciepła użytkowego”;
Inteligentny system sterowania: prognozowanie obciążenia, dynamiczna alokacja ogrzewania zimnego, gorącego i elektrycznego w celu utrzymania optymalnej efektywności energetycznej.
3, Potrójna wartość wniesiona przez odzysk ciepła: efektywność energetyczna, oszczędność i ochrona środowiska
1. Skok w zakresie efektywności energetycznej: od „marnotrawstwa” do „wyczerpania”
Tradycyjne wytwarzanie energii: około 60% ciepła jest tracone; Kompleksowa efektywność energetyczna po odzysku ciepła * * Większa lub równa 80% * *;
Potrójne zasilanie: chłodzenie wykorzystujące ciepło odpadowe zastępuje chłodzenie elektryczne, zmniejszając zużycie energii przez chłodzenie o ponad 40%;
Głęboki odzysk ciepła odpadowego: pełny odzysk ciepła odpadowego ze spalin i ciepła kondensacji, zwiększenie efektywności wykorzystania energii o 10% -15%.
2. Redukcja kosztów ekonomicznych: Skróć zwrot kosztów i stale zwiększaj wydajność
Zmniejsz koszty paliwa o 30% -50% i zmniejsz moc zainstalowaną kotłów i agregatów chłodniczych;
Rozproszone pobliskie dostawy energii w celu zmniejszenia strat w sieci przesyłowej i dystrybucyjnej/ciepłowniczej;
Projekty budownictwa komercyjnego/publicznego: inwestycja w renowację zwraca się w ciągu 3-6 lat, co pozwala zaoszczędzić dziesiątki do milionów juanów na kosztach zużycia energii rocznie.
3. Niskoemisyjność i ochrona środowiska: osiągnięcie podwójnych standardów redukcji emisji dwutlenku węgla i redukcji zanieczyszczeń
Przy tym samym zaopatrzeniu w energię emisję CO ₂ można zmniejszyć o 40% -60%;
Ogranicz instalację zdecentralizowanych kotłów i elektrycznych urządzeń chłodniczych, co spowoduje znaczne zmniejszenie emisji NO ₓ, SO ₂ i pyłów;
Jednoczesne odzyskiwanie ciepła odpadowego z kondensacji gazów spalinowych zapewnia wybielanie i usuwanie kurzu, poprawiając wygląd środowiska.
4, Typowe scenariusze zastosowań i przypadki praktyczne
1. Park przemysłowy: ciepło odpadowe przemysłowe + kogeneracja
Tryb: Wytwarzanie energii z turbiny gazowej/silnika spalinowego → Kocioł na ciepło odpadowe do produkcji pary technologicznej → Ogrzewanie/chłodzenie za pomocą niskotemperaturowego ciepła odpadowego;
Efekt: Kompleksowa efektywność energetyczna* *Większa lub równa 85%* *, zastąpienie własnych kotłów, oszczędność tysięcy ton standardowego węgla rocznie.
2. Duże budynki użyteczności publicznej (kompleksy handlowe/szpitale/lotniska)
Przypadek: Chengdu Wanda Plaza i szpital trzeciego stopnia wdrażają silnik spalinowy na gaz i urządzenie do ogrzewania odpadowego na bazie bromku litu;
Efekt: Należy nadać priorytet wykorzystaniu ciepła odpadowego do chłodzenia/ogrzewania i uzupełnić energię, gdy jest ona niewystarczająca; Roczna oszczędność prawie 3000 ton węgla standardowego i ponad 12000 ton redukcji emisji CO₂.
3. Regionalne stacje energetyczne: scentralizowane zaopatrzenie w energię na poziomie miasta
Tryb: Cykl kombinowany gazu + głęboki odzysk ciepła ze spalin + absorpcyjna pompa ciepła;
Efekt: pokrycie setek tysięcy metrów kwadratowych zapotrzebowania na chłodzenie, ogrzewanie i energię, przy współczynniku wykorzystania ciepła odpadowego wynoszącym ponad 90%, stając się punktem odniesienia dla energii niskoemisyjnej-w miastach.
4. Transformacja elastyczności elektrowni: odsprzęganie cieplno-elektryczne
Technologia: ciepło odpadowe turbiny parowej/spaliny + duża absorpcyjna pompa ciepła;
Wartość: Utrzymanie dostaw ciepła przy jednoczesnym zmniejszeniu wytwarzania energii, poprawienie szczytowej wydajności golenia o 10% -20% i przełamanie ograniczenia „ciepło determinuje energię elektryczną”.
5, Trendy technologiczne i kierunki rozwoju
Głębokie wykorzystanie ciepła odpadowego: wytwarzanie energii z ciepła odpadowego w niskiej-temperaturze (ORC), odzysk kondensatu gazów spalinowych w ultra-niskiej temperaturze, osiągnięcie „jedzenia na sucho i wyciskania”;
Komplementarna integracja wielu rodzajów energii: odzysk ciepła + fotowoltaika/magazynowanie energii/sprzęganie biomasy, budowanie kompleksowego systemu energetycznego o zerowej emisji dwutlenku węgla;
Inteligentna regulacja: cyfrowy bliźniak, prognozowanie obciążenia, zoptymalizowane działanie AI, utrzymanie najwyższej efektywności energetycznej w każdych warunkach pracy;
Miniaturyzacja sprzętu: mikroturbiny, modułowe jednostki odzyskiwania ciepła, odpowiednie dla małych i średnich budynków- oraz scenariuszy rozproszonych.
