Biodujų generatoriaus bloko šilumos atgavimas
1, Pagrindinis atliekų šilumos atgavimo taikymas biodujų generatoriuose
Biodujų generatorių agregatų atliekinė šiluma daugiausia gaunama iš dviejų dalių: variklio išmetamųjų dujų (temperatūra 350-550 laipsnių, sudarančių 60% -70% visos išmetamosios šilumos) ir variklio cilindro įdėklo bei tepalinės alyvos aušinimo sistemos (temperatūra 80-120 laipsnių, sudaro 30% -40% visos išmetamosios šilumos). Naudojant tikslinę perdirbimo sistemą, ši atliekinė šiluma gali būti plačiai taikoma įvairiuose scenarijuose, sukuriant uždaro ciklo „elektros gamybos atliekinės šilumos panaudojimo“ ekologiją:
(1) Biodujų gamybos užtikrinimas: pirminis žaliavų apdorojimas ir fermentacijos šildymas
Tai svarbiausias atliekų šilumos atgavimo panaudojimas, ypač tinkamas stabiliam didelio masto -biodujų projektų veikimui.
Fermentacijos rezervuaro šildymas: Optimali biodujų fermentacijos temperatūra yra vidutinė (30-38 laipsniai) arba aukšta temperatūra (50-55 laipsniai). Žemos temperatūros aplinka (žiemos ar šiauriniuose regionuose) gali sumažinti fermentacijos efektyvumą ir smarkiai sumažinti dujų gamybą. Atgauta perteklinė šiluma naudojama fermentacijos sultinio šildymui per plokštelinius šilumokaičius arba fermentacijos rezervuaro pastovios temperatūros apsaugai per karšto vandens cirkuliacijos sistemą, padidinant dujų gamybą 20-30% ir užtikrinant stabilų kuro tiekimą žiemos įrenginiui.
• Žaliavų išankstinis apdorojimas: kai kuriuose biodujų projektuose naudojami šiaudai, gyvulių mėšlas ir kitos žaliavos, kurias reikia kaitinti, kad žaliavos suirtų, hidrolizuotų arba sterilizuotų. Atliekos šilumos karštas vanduo gali būti tiesiogiai naudojamas žaliavos paruošimo procesui, sumažinant papildomas energijos sąnaudas.
(2) Pramoniniai ir komerciniai scenarijai: tiesioginis šiluminės energijos tiekimas
Aukštos -temperatūros karštas vanduo (80-95 laipsniai) arba garai (žemo slėgio, 0,3–0,6 MPa), susidarantys naudojant atliekų šilumą, gali tiesiogiai patenkinti pramoninės gamybos ir komercinių pastatų šiluminės energijos poreikius:
Pramoninė šiluma: valymo, džiovinimo ir šildymo procesai tokiose pramonės šakose kaip maisto perdirbimas, tekstilės marginimas ir dažymas, cheminė farmacija ir kt.; Išmatų apdorojimas veisliniuose ūkiuose (pasterizacija) ir pastovios temperatūros auginimas šiltnamiuose (dirvos šildymas, oro šildymas).
Komercinis ir pastatų šildymas: žiemos pramoninių parkų, biurų pastatų, ligoninių, mokyklų šildymas; Karšto vandens tiekimas viešbučiams ir prekybos centrams (skalbimui ir virtuvės reikmėms); Duomenų centrų žiemos izoliacija (pakeičiamas elektrinis šildymas).
(3) Energijos atnaujinimas: atliekinės šilumos energijos gamyba ir šaldymas
Didelio masto-biodujų energijos gamybos projektuose (instaliuota galia, didesnė arba lygi 1MW), energiją galima atnaujinti naudojant aukštos-atliekinės šilumos regeneravimo sistemas:
• Atliekinės šilumos energijos gamyba: naudojant organinio Rankino ciklo (ORC) technologiją, aukštos{0}}temperatūros išmetamosios dujos naudojamos organiniams darbiniams skysčiams (pvz., R245fa) šildyti, varant mažus turbinų generatorius generuoti elektrą, o tai padidina bendrą sistemos energijos panaudojimo lygį iki daugiau nei 80%.
Absorbcinis šaldymas: naudojant ličio bromido absorbcinius šaldymo įrenginius, perteklinė šiluma paverčiama pramoninės gamybos vėsinimo ir pastatų oro kondicionavimo vėsinimo aušinimo pajėgumu, taip pasiekiamas kelių energijos papildymas „vasaros vėsinimas, šildymas žiemą ir vandens tiekimas ištisus metus{0}}“.
Atliekinės šilumos regeneravimo technologija ne tik praplečia biodujų energijos panaudojimo ribas, bet ir demonstruoja daugybę ekonomiškumo, aplinkosaugos ir technologijų pranašumų, tapdama „galingu įrankiu“ biodujų energijos gamybos projektams:
(1) Gerinti visapusį energijos panaudojimo lygį ir sumažinti energijos švaistymą
Tradiciniuose biodujų energijos gamybos projektuose pagrindinis dėmesys skiriamas tik elektros gamybai, o didelis atliekų šilumos kiekis tiesiogiai išleidžiamas, o energijos panaudojimo lygis yra mažesnis nei 45%. Atliekant šilumos atgavimą visapusiškas sistemos energijos panaudojimo rodiklis gali būti padidintas iki 75–90%, o tai prilygsta daugiau nei dvigubai efektyviajai energijos išeigai vienam kubiniam metrui biodujų. Kaip pavyzdį paėmus 1MW galios biodujų generatorių, vidutinė paros elektros energijos gamyba yra apie 24000 kilovatvalandžių, o atgauta perteklinė šiluma gali patenkinti 20000 kvadratinių metrų pastato šildymo arba 500 tonų buitinio karšto vandens poreikį per dieną, visiškai pakeičiant vienintelį režimą „gamina tik elektrą, eikvoja šilumą“.
(2) Sumažinkite veiklos sąnaudas ir padidinkite projekto pelningumą
• Sumažinkite kuro sąnaudas: kai atliekinė šiluma naudojama fermentacijos bakams šildyti, ji gali pakeisti elektrinį šildymą ir anglimi -kūrenamus / dujinius-katilas, taip sumažinant papildomos energijos sąnaudas. Remiantis 1,2 MW biodujų projekto Šiaurės Kinijoje duomenimis, fermentacijos rezervuaro šildymas atliekine šiluma žiemą gali sutaupyti vidutiniškai 300 kubinių metrų gamtinių dujų per dieną ir sutaupyti maždaug 600 000 juanių metinių išlaidų.
• Padidinti pajamų šaltinius: perteklinė atliekinė šiluma gali būti tiekiama iš išorės (pvz., šildymas/karštas vanduo aplinkinėms įmonėms ir gyventojams), formuojant dvigubas pajamas „elektra+šiluma“, sutrumpinant projekto investicijų atsipirkimo laikotarpį 1-3 metais. Kai kurių projektų pajamos iš šiluminės energijos sudaro 30–40% visų pajamų, o tai žymiai padidina gebėjimą atsispirti rizikai.
