Odzysk ciepła z generatora gazowego: technologia wykorzystania kaskadowego i oszczędność energii

1, Podstawowe zasady odzysku ciepła i charakterystyka zasobów ciepła odpadowego

Ciepło odpadowe generatorów gazowych pochodzi głównie z dwóch nośników, a ich charakterystyka temperaturowa i rozkład energii determinują logikę projektowania technologii odzysku:

Ciepło odpadowe gazów spalinowych o wysokiej temperaturze: stanowi około 30% całkowitego ciepła odpadowego, temperatura spalin może osiągnąć 450-600 stopni, a chwilowa wartość szczytowa może nawet przekroczyć 600 stopni. Należy do zasobów ciepła odpadowego średniej i wysokiej jakości i posiada ogromny potencjał odzysku. Oprócz azotu i dwutlenku węgla gazy spalinowe zawierają również niewielką ilość składników korozyjnych, takich jak siarkowodór i tlenek węgla, które wymagają odporności na korozję urządzeń do wymiany ciepła.

Ciepło odpadowe wody/oleju silnikowego z tulei cylindrowej: stanowi około 25% całkowitego ciepła odpadowego, temperatura wynosi zwykle 80-120 stopni, należy do ciepła odpadowego o średniej i niskiej temperaturze, o stabilnym cieple i niskiej korozyjności, nadające się do bezpośredniego odzysku i wykorzystania.

Podstawową zasadą odzysku ciepła jest przekazywanie energii w oparciu o przenoszenie ciepła. Za pomocą specjalistycznych urządzeń do wymiany ciepła ciepło z nośnika ciepła odpadowego jest przekazywane do zimnych płynów, takich jak zimna woda i powietrze, i przekształcane w użyteczne źródła energii, takie jak gorąca woda i para. Wśród nich „wykorzystanie kaskadowe” jest kluczową zasadą poprawy efektywności odzysku. - Wysoko-ciepło odpadowe o wysokiej temperaturze jest traktowane priorytetowo w przypadku-wysokich potrzeb, takich jak wytwarzanie energii i produkcja pary, natomiast średnio- i niskotemperaturowe ciepło odpadowe-jest wykorzystywane w scenariuszach nisko-energetycznych, takich jak ogrzewanie i ciepła woda użytkowa, uzyskując maksymalną wartość energetyczną.

2, Typowe scenariusze zastosowań i przypadki praktyczne

Scenariusze zastosowań odzysku ciepła z generatorów gazowych skupiają się wokół „ponownego wykorzystania ciepła odpadowego” i obejmują wiele dziedzin, takich jak produkcja przemysłowa i usługi życiowe:

(1) Kierunek zastosowania rdzenia

Zaopatrzenie w energię przemysłową: Wygenerowaną parę nasyconą o ciśnieniu 0,8 MPa można wykorzystać do wstępnego podgrzewania surowców chemicznych, sterylizacji w przetwórstwie żywności lub napędzania absorpcyjnych maszyn chłodniczych w celu zaspokojenia potrzeb chłodnictwa przemysłowego; Gorącą wodę o średniej temperaturze można wykorzystać do podgrzewania wody zasilającej kocioł, zmniejszając zużycie energii przez główne urządzenia.

• Gwarancja na życie i ogrzewanie: Ciepła woda podgrzana przez ciepło resztkowe wody z tulei cylindrów może być bezpośrednio dostarczana pracownikom do kąpieli, pieczenia odzieży i przygotowania wody pitnej; Zimą ciepło odpadowe jest przekształcane w źródła ciepła za pośrednictwem stacji wymiany ciepła, które pokrywają potrzeby grzewcze obszaru fabryki i okolicznych gmin.

Poprawa wydajności wtórnego wytwarzania energii: para wytwarzana przez-temperaturę ciepła odpadowego może napędzać małe turbiny parowe przeciwprężne lub turbiny SCO ₂ do wtórnego wytwarzania energii, tworząc tryb cyklu kombinowanego „wytwarzanie energii gazowej + regeneracja ciepła odpadowego”, co jeszcze bardziej poprawia efektywność wykorzystania energii.

 

3, Analiza korzyści ekonomicznych i środowiskowych

(1) Korzyści ekonomiczne

Oszczędność energii i redukcja kosztów: zastępując kotły-węglowe i gazowe- w celu dostarczania energii, pojedyncza jednostka o mocy 500 kW może zaoszczędzić 52,059 kg standardowego węgla na godzinę, a 416 ton standardowego węgla można zaoszczędzić po 8000 godzinach pracy rocznie. Obliczone przy standardowej cenie węgla wynoszącej 700 juanów za tonę, roczne oszczędności w kosztach paliwa wynoszą prawie 300 000 juanów.

Szybki zwrot z inwestycji: chociaż początkowa inwestycja w system odzyskiwania ciepła jest o 35% wyższa niż w przypadku tradycyjnych rozwiązań, dzięki-korzyściom w zakresie oszczędności energii i dotacjom z tytułu handlu uprawnieniami do emisji, okres zwrotu inwestycji w większości projektów można kontrolować w ciągu 1,5-2 lat, a długoterminowe korzyści operacyjne są znaczne.

Dochód o wartości dodanej: Nadmiar pary lub energii elektrycznej można sprzedać światu zewnętrznemu, tworząc nowe punkty wzrostu zysku, szczególnie odpowiednie dla obszarów o dużym zapotrzebowaniu na energię, takich jak kopalnie węgla i parki chemiczne.

(2) Korzyści dla środowiska

• Zmniejsz emisję substancji zanieczyszczających: wymiana kotłów-opalanych węglem może znacznie zmniejszyć emisję SO ₂, NO ₓ i cząstek stałych. Pojedyncza jednostka o mocy 500 kW może zredukować SOₓ o 4,8 tony i NOₓ o 2,1 tony rocznie, pomagając przedsiębiorstwom osiągnąć cele „podwójnej emisji dwutlenku węgla”.

Zmniejsz zanieczyszczenie termiczne: obniż temperaturę-wysokotemperaturowych gazów spalinowych z 600 stopni do poniżej 180 stopni, zmniejsz wpływ termiczny bezpośredniego odprowadzania ciepła odpadowego na otaczające środowisko i popraw regionalne środowisko ekologiczne.

Recykling zasobów: Osiągnij pełny odzysk energii z gazu poprzez „wytwarzanie energii + wykorzystanie ciepła odpadowego”, popraw stopień wykorzystania czystej energii, zmniejsz emisję gazów cieplarnianych i dostosuj się do kierunku polityki dostosowania krajowej struktury energetycznej.

4, Trendy rozwoju technologicznego

W przyszłości technologia odzyskiwania ciepła z generatorów gazu będzie ewoluować w kierunku „wysokiej wydajności, inteligencji i dywersyfikacji”:

• 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 stopni), dalsze poszerzanie granicy recyklingu.

Inteligentna obsługa i konserwacja: osadzenie czujników światłowodowych w rurze cieplnej w celu monitorowania stanu płynu roboczego i utraty sprzętu w czasie rzeczywistym, co pozwala na konserwację predykcyjną; Łączenie algorytmów AI w celu optymalizacji sieci wymiany ciepła i dynamicznego dopasowywania dostaw ciepła odpadowego do zapotrzebowania na energię.

Sprzężenie wieloenergetyczne: połączenie z odnawialnymi źródłami energii, takimi jak energia słoneczna i geotermalna, integracja modułów magazynowania ciepła w celu ustabilizowania wahań obciążenia oraz zbudowanie kompleksowego systemu energetycznego opartego na synergii „energii odnawialnej ciepła odpadowego gazu” w celu zwiększenia stabilności dostaw energii.