Rekuperacija toplote plinskega generatorja: tehnologija kaskadne uporabe in vrednost varčevanja z energijo

1, Osnovna načela rekuperacije toplote in značilnosti virov odpadne toplote

Odpadna toplota plinskih generatorjev v glavnem izvira iz dveh nosilcev, njune temperaturne značilnosti in porazdelitev energije pa določajo konstrukcijsko logiko tehnologije rekuperacije:

Visokotemperaturna odpadna toplota dimnih plinov: predstavlja približno 30 % celotne odpadne toplote, temperatura izpušnih plinov lahko doseže 450-600 stopinj, trenutni vrh pa lahko celo preseže 600 stopinj. Spada med srednje do visoko kakovostne vire odpadne toplote in ima ogromen potencial predelave. Poleg dušika in ogljikovega dioksida vsebuje dimni plin tudi majhno količino korozivnih komponent, kot sta vodikov sulfid in ogljikov monoksid, ki zahtevata odpornost opreme za izmenjavo toplote proti koroziji.

Odpadna toplota vode/motornega olja iz cevi valja: predstavlja približno 25 % celotne odpadne toplote, temperatura je običajno med 80-120 stopinjami, spada med srednje in nizkotemperaturne odpadne toplote, s stabilno toploto in nizko jedkostjo, primerno za neposredno predelavo in uporabo.

Osnovno načelo rekuperacije toplote je prenos energije na podlagi prenosa toplote. Preko specializirane opreme za izmenjavo toplote se toplota iz odpadnega nosilca toplote prenese na hladne tekočine, kot sta hladna voda in zrak, ter pretvori v uporabne vire energije, kot sta vroča voda in para. Med njimi je »kaskadna izraba« ključno načelo za izboljšanje učinkovitosti rekuperacije - visoko{3}}odpadna toplota ima prednost za potrebe na visoki-nivoji, kot sta proizvodnja električne energije in pare, medtem ko se odpadna toplota srednje in nizke-temperature uporablja za scenarije nizke-energije, kot sta ogrevanje in topla voda za gospodinjstvo, pri čemer se doseže največja energijska vrednost.

2, Tipični scenariji uporabe in praktični primeri

Scenariji uporabe rekuperacije toplote generatorja plina se vrtijo okoli "ponovne uporabe odpadne toplote", ki zajema več področij, kot so industrijska proizvodnja in življenjske storitve:

(1) Osnovna smer uporabe

Industrijska oskrba z energijo: Ustvarjeno nasičeno paro 0,8 MPa je mogoče uporabiti za predgretje kemičnih surovin, sterilizacijo predelave hrane ali pogon absorpcijskih hladilnih strojev za izpolnjevanje potreb industrijskega hlajenja; Srednjetemperaturna vroča voda se lahko uporablja za predgretje napajalne vode kotla, kar zmanjša porabo energije glavne opreme.

• Garancija za življenjsko dobo in ogrevanje: Vroča voda, ogrevana s preostalo toploto vode iz jeklenke, se lahko neposredno dovaja zaposlenim za kopanje, peko oblačil in pripravo pitne vode; Pozimi se odpadna toplota pretvori v vire ogrevanja prek postaj za izmenjavo toplote, ki pokrivajo potrebe po ogrevanju območja tovarne in okoliških skupnosti.

Izboljšanje učinkovitosti sekundarne proizvodnje električne energije: Para, ki nastane z visoko{0}}temperaturno odpadno toploto, lahko poganja majhne protitlačne parne turbine ali turbine SCO ₂ za sekundarno proizvodnjo električne energije, s čimer tvori način kombiniranega cikla "proizvodnja električne energije iz plina + regeneracija odpadne toplote", kar dodatno izboljša učinkovitost izrabe energije.

 

3, Analiza gospodarskih in okoljskih koristi

(1) Gospodarske koristi

Varčevanje z energijo in zmanjšanje stroškov: Z zamenjavo kotlov-na premog in plin-za oskrbo z energijo lahko ena enota s 500 kW prihrani 52,059 kg standardnega premoga na uro, po 8000 urah delovanja na leto pa lahko prihranimo 416 ton standardnega premoga. Preračunano na standardno ceno premoga 700 juanov/tono, znaša letni prihranek stroškov goriva skoraj 300 000 juanov.

Hitra povrnitev naložbe: Čeprav je začetna naložba v sistem za rekuperacijo toplote 35 % višja od tradicionalnih rešitev, je z-ugodnostmi varčevanja z energijo in subvencijami za trgovanje z ogljikom mogoče nadzorovati dobo vračila naložbe večine projektov v 1,5-2 letih, dolgoročne koristi pri delovanju pa so pomembne.

Dohodek z dodano vrednostjo: presežek pare ali električne energije je mogoče prodati zunanjemu svetu in oblikovati nove točke rasti dobička, še posebej primerne za območja zgoščenega povpraševanja po energiji, kot so premogovniki in kemični parki.

(2) Koristi za okolje

• Zmanjšajte emisije onesnaževal: Zamenjava kotlov-na premog lahko znatno zmanjša emisije SO ₂, NO ₓ in trdnih delcev. Ena sama enota s 500 kW lahko zmanjša SO ₓ 4,8 tone in NO ₓ 2,1 tone letno, kar podjetjem pomaga pri doseganju njihovih ciljev glede "dvojnega ogljika".

Zmanjšajte toplotno onesnaženje: znižajte temperaturo visoko{0}}temperaturnega dimnega plina s 600 stopinj na pod 180 stopinj, zmanjšajte toplotni vpliv neposrednega odvajanja odpadne toplote na okoliško okolje in izboljšajte regionalno ekološko okolje.

Recikliranje virov: doseči popolno energetsko predelavo plina s "proizvodnjo električne energije + izrabo odpadne toplote", izboljšati stopnjo izkoriščenosti čiste energije, zmanjšati emisije toplogrednih plinov in se uskladiti z nacionalno usmeritvijo politike prilagajanja energetske strukture.

4, Trendi tehnološkega razvoja

V prihodnosti se bo tehnologija rekuperacije toplote plinskih generatorjev razvijala proti "visoki učinkovitosti, inteligenci in diverzifikaciji":

• 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 stopinj ), ki dodatno širi mejo recikliranja.

Inteligentno delovanje in vzdrževanje: vdelava senzorjev iz optičnih vlaken v toplotno cev za spremljanje stanja delovne tekočine in izgube opreme v realnem času, doseganje predvidenega vzdrževanja; Združevanje algoritmov umetne inteligence za optimizacijo omrežja za izmenjavo toplote in dinamično usklajevanje dobave odpadne toplote s povpraševanjem po energiji.

Večenergijska sklopka: Kombinacija z obnovljivimi viri energije, kot sta sončna in geotermalna energija, integracija modulov za shranjevanje toplote za stabilizacijo nihanj obremenitve in izgradnja celovitega energetskega sistema sinergije "obnovljive energije odpadne toplote plina" za izboljšanje stabilnosti oskrbe z energijo.