Dujų generatoriaus šilumos atgavimas: kaskadinio naudojimo technologija ir energijos taupymo vertė
1, Pagrindiniai šilumos atgavimo principai ir atliekų šilumos išteklių charakteristikos
Dujų generatorių atliekų šiluma daugiausia gaunama iš dviejų nešėjų, o jų temperatūros charakteristikos ir energijos pasiskirstymas lemia regeneravimo technologijos projektavimo logiką:
Aukštos temperatūros išmetamųjų dujų šiluma: sudaro apie 30% visos atliekų šilumos, išmetimo temperatūra gali siekti 450–600 laipsnių, o momentinė pikas gali viršyti 600 laipsnių. Jis priklauso vidutinės ir aukštos kokybės atliekų šilumos ištekliams ir turi didžiulį regeneravimo potencialą. Be azoto ir anglies dioksido, išmetamosiose dujose taip pat yra nedidelis kiekis korozinių komponentų, tokių kaip vandenilio sulfidas ir anglies monoksidas, kuriems reikalingas šilumos mainų įrangos atsparumas korozijai.
Cilindro įdėklo vandens / variklio alyvos atliekų šiluma: sudaro apie 25% visos atliekų šilumos, temperatūra paprastai yra nuo 80 iki 120 laipsnių, priklausanti vidutinei ir žemai temperatūrai, su stabilia šiluma ir maža korozija, tinkama tiesioginiam regeneravimui ir panaudojimui.
Pagrindinis šilumos atgavimo principas yra energijos perdavimas, pagrįstas šilumos perdavimu. Per specializuotą šilumos mainų įrangą šiluma iš atliekų šilumnešio perduodama šaltiems skysčiams, tokiems kaip šaltas vanduo ir oras, ir paverčiama tinkamais energijos šaltiniais, tokiais kaip karštas vanduo ir garai. Tarp jų „pakaskadinis panaudojimas“ yra pagrindinis principas siekiant pagerinti regeneravimo efektyvumą - aukštos-temperatūros perteklinė šiluma pirmenybė teikiama aukšto- lygio poreikiams, pvz., energijos gamybai ir garo gamybai, o vidutinės ir žemos{5}}temperatūrinės šilumos atliekos naudojama mažos-energijos scenarijams, pvz., šildymui ir buitiniam karštam vandeniui, siekiant maksimalios vertės.
2, Tipiniai taikymo scenarijai ir praktiniai atvejai
Dujų generatoriaus šilumos atgavimo taikymo scenarijai sukasi apie „atliekos šilumos pakartotinį panaudojimą“, apimantį kelias sritis, tokias kaip pramoninė gamyba ir gyvybės paslaugos:
(1) Pagrindinė taikymo kryptis
Pramoninis energijos tiekimas: 0,8 MPa sočiųjų garų generavimas gali būti naudojamas iš anksto pašildyti chemines žaliavas, sterilizuoti maisto perdirbimą arba valdyti absorbcinius šaldymo įrenginius, kad būtų patenkinti pramoniniai vėsinimo poreikiai; Vidutinės temperatūros karštas vanduo gali būti naudojamas katilo tiekimo vandens pašildymui, sumažinant pagrindinių įrenginių energijos sąnaudas.
• Gyvenimo ir šildymo garantija: Karštas vanduo, pašildytas likutine balionų įdėklo vandens šiluma, gali būti tiesiogiai tiekiamas darbuotojams maudytis, rūbų kepimui, geriamojo vandens ruošimui; Žiemą atliekinė šiluma per šilumos mainų stotis paverčiama šilumos šaltiniais, tenkinančiais gamyklos teritorijos ir aplinkinių bendruomenių šildymo poreikius.
Antrinės energijos gamybos efektyvumo pagerinimas: aukštos{0} temperatūros atliekinės šilumos generuojamas garas gali varyti mažas priešslėgio garo turbinas arba SCO ₂ turbinas antrinei elektros energijos gamybai, sudarydamas kombinuoto ciklo režimą „dujų energijos generavimas + atliekinės šilumos regeneravimas“, o tai dar labiau pagerina energijos panaudojimo efektyvumą.
3, Ekonominės ir aplinkosauginės naudos analizė
(1) Ekonominė nauda
Energijos taupymas ir sąnaudų mažinimas: pakeitus anglimi- ir dujomis- kūrenamus katilus energijos tiekimui, vienas 500 kW galios įrenginys gali sutaupyti 52 059 kg standartinės anglies per valandą, o po 8 000 darbo valandų per metus galima sutaupyti 416 tonų standartinės anglies. Skaičiuojant standartine 700 juanių už toną anglies kaina, per metus sutaupoma beveik 300 000 juanių kuro sąnaudų.
Greita investicijų grąža: nors pradinės investicijos į šilumos atgavimo sistemą yra 35 % didesnės nei tradiciniai sprendimai, naudojant energijos taupymo-naudas ir prekybos anglies dioksidu subsidijomis, daugumos projektų investicijų atsipirkimo laikotarpis gali būti kontroliuojamas per 1,5-2 metus, o ilgalaikė eksploatavimo nauda yra didelė.
Pridėtinės vertės pajamos: perteklinį garą ar elektrą galima parduoti išoriniam pasauliui, formuojant naujus pelno augimo taškus, ypač tinkančius koncentruotoms energijos paklausos vietovėms, tokioms kaip anglies kasyklos ir chemijos parkai.
(2) Nauda aplinkai
• Sumažinkite teršalų išmetimą: pakeitus anglimi -kūrenamus katilus galima žymiai sumažinti SO ₂, NO ₓ ir kietųjų dalelių išmetimą. Vienas 500 kW agregatas gali sumažinti SO ₓ 4,8 tonos ir NO ₓ 2,1 tonos kasmet, padedant įmonėms pasiekti „dvigubos anglies“ tikslus.
Sumažinkite šiluminę taršą: sumažinkite aukštos -temperatūros išmetamųjų dujų temperatūrą nuo 600 laipsnių iki žemiau 180 laipsnių, sumažinkite tiesioginio šilumos išmetimo šiluminį poveikį aplinkai ir pagerinkite regiono ekologinę aplinką.
Išteklių perdirbimas: Pasiekite visišką dujų atgavimą naudojant „elektros generavimą + atliekinės šilumos panaudojimą“, pagerinkite švarios energijos panaudojimo lygį, sumažinkite šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą ir suderinkite su nacionalinės energetikos struktūros koregavimo politikos kryptimis.
4, Technologijų plėtros tendencijos
Ateityje dujų generatorių šilumos atgavimo technologija vystysis link „didelio efektyvumo, intelektualumo ir įvairinimo“:
• 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 laipsnių), toliau plečiant perdirbimo ribą.
Pažangus valdymas ir priežiūra: į šilumos vamzdį įmontuoti šviesolaidiniai jutikliai, kad būtų galima stebėti darbinio skysčio būseną ir įrangos praradimą realiu laiku, kad būtų galima nuspėti techninę priežiūrą; AI algoritmų derinimas, siekiant optimizuoti šilumos mainų tinklą ir dinamiškai suderinti atliekų šilumos tiekimą su energijos paklausa.
Kelių energijos šaltinių sujungimas: derinimas su atsinaujinančiais energijos šaltiniais, tokiais kaip saulės ir geoterminė energija, integruojant šilumos kaupimo modulius, kad stabilizuotų apkrovos svyravimus, ir sukurti visapusišką „dujų atliekų šilumos atsinaujinančios energijos“ sinergijos energijos sistemą, kad būtų padidintas energijos tiekimo stabilumas.