Šilumos atgavimo taikymas miesto šildymui

Šilumos regeneravimo taikymas regioniniam šildymui iš esmės yra skirtas kaskadiniam energijos panaudojimui ir cirkuliaciniam regeneravimui, o pagrindinė jo vertė yra struktūrinio „energijos atliekų“ ir „šilumos poreikio“ neatitikimo panaikinimas. Pramoninės gamybos ir miesto eksploatavimo procese didelis kiekis vidutinės ir žemos temperatūros atliekinės šilumos yra tiesiogiai išleidžiamas į aplinką, o tai ne tik sukelia energijos nuostolius, bet ir gali sukelti šilumos taršą. Remiantis Kinijos energijos taupymo asociacijos Šiluminės energijos pramonės komiteto duomenimis, metinė atgaunama liekamoji šiluma nacionaliniame pramonės sektoriuje yra apie 1,08 milijardo tonų standartinio anglies ekvivalento, iš kurių ekonomiškai pagrįstas atkūrimo potencialas yra apie 320 milijonų tonų standartinės anglies, o tai atitinka 47% viso energijos suvartojimo miesto centralizuotam šildymui 2023 metais. Palyginti su tradiciniais šildymo režimais, šildymas rekuperatoriumi nepriklauso nuo naujo iškastinio kuro vartojimo. Jis gali tik technologinėmis priemonėmis surinkti, išvalyti ir transportuoti nenaudojamą šilumos atlieką, kad būtų patenkinti regiono gyventojų, komercinių ir visuomeninių pastatų šildymo poreikiai ir būtų pasiekti dvejopi „energijos taupymo ir anglies dioksido kiekio mažinimo“ bei „pragyvenimo saugumo“ tikslai.

Šiuo metu šilumos atgavimo technologijos taikymas regionų šildymui suformavo įvairius scenarijus, apimančius kelias sritis, tokias kaip pramoninė atliekinė šiluma ir miesto atliekinė šiluma, ir prisitaikant prie skirtingų regionų šildymo poreikių ir išteklių. Pramonės atliekų šilumos atgavimas yra brandžiausias ir plačiausiai naudojamas scenarijus. Proceso išmetamosios dujos, aušinimo vanduo, dūmų dujos ir kita atliekinė šiluma, susidaranti pagrindinėse daug energijos suvartojančiose pramonės šakose, pvz., plieno, cemento, chemijos pramonės ir elektros energijos, gali būti tiesiogiai prijungtos prie regioninio šildymo tinklo po tikslinio techninio apdorojimo. Pavyzdžiui, Šandongo provincijoje vykdant projektą „Chatting Heat into Jinan“ kaip šilumos šaltinį naudojama pramoninė atliekų šiluma iš Liaocheng Xinfa Group jėgainės ir perduodama šilumos energija į Jinan per daugiau nei 100 kilometrų ilgio šildymo vamzdynų tinklą. Pasiekęs visą pajėgumą, jis gali patenkinti maždaug 100 milijonų kvadratinių metrų šilumos poreikį Dzinano mieste. Kiekvienas šildymo sezonas gali pakeisti apie 1,299 mln. tonų standartinės anglies, sumažinti anglies dvideginio išmetimą maždaug 3,56 mln. tonų, o tai prilygsta keturių naujų Saihanba miško ūkių pridėjimui anglies sekvestracijai per vienerius metus ir tampa etaloniniu tarpregioniniu pramoninės šilumos šildymo projektu.

Miesto atliekų šilumos atgavimas yra naujoviškas būdas šildyti tankiai apgyvendintose miesto vietovėse, apimantis naujus šilumos šaltinius, tokius kaip atliekų deginimo atliekų šiluma, duomenų centro atliekų šiluma ir nuotekų valymo įrenginių nuotekų atliekų šiluma. Tianjin Dongli rajonas novatoriškai taiko šiluminės energijos kaskados panaudojimo technologiją, kad vidutinės ir žemos temperatūros atliekų šilumą, susidariusią deginant šiukšles, paverstų šildymo šaltiniais. Trijų -pakopų šilumos išgavimo proceso metu perteklinė šiluma paverčiama 80 laipsnių šildomu karštu vandeniu, kuris 12 km ilgio šildymo vamzdynu, apimančiu 3 mln. kvadratinių metrų šildymo plotą, transportuojamas į Dabizhuang šilumos stotį. Taip ne tik visiškai išnaudojama perteklinė šiluma, susidaranti kasdien šiukšlių deginimo gamykloje perdirbant 1900 tonų buitinių šiukšlių, bet ir tiesiogiai perpus sumažinamos šildymo išlaidos. Vienas šildymo sezonas sutaupo apie 34 mln. juanių subsidijų vyriausybei, o tai padeda pasiekti naudingų{10}}ekologinės ir ekonominės naudos. Be to, duomenų centre Yizhuang mieste (Pekinas) naudojama šilumos siurblio sistema, skirta panaudoti šilumą ir žiemą šildyti 120 000 kvadratinių metrų aplinkinių gyvenamųjų rajonų. Metinis šilumos atgavimas siekia 150 000 GJ, sumažinant anglies emisiją apie 4200 tonų, o tai rodo didžiulį atliekų šilumos panaudojimo potencialą naujoje miesto infrastruktūroje.

Technologinės naujovės yra pagrindinė parama, suteikianti galimybę regioniniam šildymui rekuperuoti šilumą. Po daugelio metų plėtros buvo sukurta brandi technologijų sistema, skirta prisitaikyti prie įvairių atliekų šilumos rūšių, daugiausia apimanti šilumos siurblio technologiją, absorbcinę šilumos mainus, organinį Rankino ciklą (ORC) ir aukštos -temperatūros vandens garų konversijos sistemą. Tarp jų šilumos siurblio technologija tinka žemos-temperatūros (žemiau 100 laipsnių) šilumos atgavimui ir panaudojimui. Sunaudojus nedidelį kiekį elektros, žemos-klasės atliekinė šiluma gali būti padidinta iki temperatūros, kuri gali patenkinti šildymo poreikius, o energijos vartojimo efektyvumo koeficientas yra 3-4 ar daugiau. Jis plačiai naudojamas žemos temperatūros{10}}atliekos šilumos scenarijuose, pvz., duomenų centruose ir nuotekų valymo įrenginiuose; Absorbcinė šilumos mainų ir aukštos -temperatūros vandens garų konversijos sistema tinka vidutinės ir aukštos temperatūros perteklinei šilumai (virš 100 laipsnių), kuri gali tiesiogiai paversti aukštos temperatūros atliekų šilumą, gautą iš pramoninės gamybos, į šildymo energiją be papildomo šildymo, taip sumažinant energijos nuostolius. Tuo pačiu metu išmaniųjų technologijų integravimas dar labiau padidina šilumos atgavimo šildymo sistemų stabilumą ir efektyvumą. Remiantis dirbtinio intelekto algoritmais, šilumos apkrovos prognozavimo ir dinaminio valdymo sistema gali reguliuoti šildymo kiekį realiu laiku pagal lauko temperatūrą ir vartotojo poreikius, išvengiant energijos švaistymo. Naujų fazių keitimo termoakumuliacinių medžiagų panaudojimas efektyviai išsprendžia nestabilaus atliekinės šilumos tiekimo skausmo tašką ir užtikrina šildymo tęstinumą.