WikiDer > Установка утилизации отходящего тепла

Waste heat recovery unit
А Регенеративный термоокислитель (RTO) - это пример установки для утилизации отработанного тепла, в которой используется регенеративный процесс.

А установка утилизации отходящего тепла (WHRU) является восстановление энергии теплообменник который передает тепло от выходов процесса при высокой температуре к другой части процесса с некоторой целью, обычно для повышения эффективности. WHRU - это инструмент, участвующий в когенерация. Отработанное тепло может извлекаться из таких источников, как горячее дымовые газы от дизель-генератора, пар от градирни, или даже Сточные Воды от процессов охлаждения, таких как стальное охлаждение.

Установки рекуперации тепла

Отработанное тепло в выхлопной газ различных процессов или даже из выхлопного потока блок кондиционирования может использоваться для предварительного нагрева поступающего газа. Это один из основных методов утилизации отработанного тепла. Много сталеплавильные заводы использовать этот процесс как экономичный метод увеличения производительности установки при более низком потреблении топлива. Существует множество различных коммерческих рекуператоров для передачи энергии из помещения с горячей средой в нижнее:[1]

  • Рекуператоры: Это название дается разным типам теплообменник что выхлопные газы проходят через металлические трубы, которые переносят входящий газ и, таким образом, предварительно нагревают газ перед входом в процесс. В тепловое колесо это пример, который работает по тому же принципу, что и солнечный кондиционер Блок.
  • Регенераторы: Это промышленное устройство, которое повторно использует один и тот же поток после обработки. В этом типе рекуперации тепла тепло регенерируется и повторно используется в процессе.
  • Теплообменник: Тепловые трубки - одни из лучших проводников тепла. Они обладают способностью передавать тепло в сотни раз больше, чем медь. Тепловые трубы в основном известны в технологии возобновляемых источников энергии как используемые в вакуумные трубчатые коллекторы. Тепловая труба в основном используется для обогрева помещений, технологического или воздушного отопления, при этом отходящее тепло технологического процесса передается в окружающую среду из-за его механизм передачи.
  • Тепловое колесо или роторный теплообменник: состоит из круглой сотовой матрицы из теплопоглощающего материала, который медленно вращается в потоках приточного и вытяжного воздуха системы кондиционирования воздуха.
  • Экономайзер: В случае технологических котлов отработанное тепло выхлопных газов проходит через рекуператор, по которому поступает текучая среда на входе в котел, что снижает потребление тепловой энергии входящей жидкостью.
  • Тепловые насосы: Использование органической жидкости, которая кипит при низкой температуре, означает, что энергия может быть регенерирована из отработанных жидкостей.
  • Беги по катушке: состоит из двух или более многорядных змеевиков из оребренных труб, соединенных друг с другом посредством нагнетательного трубопровода.
  • Фильтры твердых частиц (DPF) для улавливания выбросов за счет поддержания более высоких температур рядом с конвертером и выхлопными трубами, чтобы уменьшить количество выбросов из выхлопных газов.

Котел-утилизатор (WHRB) отличается от Парогенератор с рекуперацией тепла (HRSG) в том смысле, что нагретая среда не меняет фазы.

Тепло для энергоблоков

Согласно отчету, сделанному Энергетика Инкорпорейтед для DOE в ноябре 2004 г. Дорожная карта технологий[2] и несколько других, выполненных Европейская комиссия, большая часть производства энергии из традиционных и возобновляемых ресурсов теряется в атмосферу из-за потерь на месте (неэффективность оборудования и потери из-за отходящего тепла) и за его пределами (потери в кабелях и трансформаторах), что в сумме составляет около 66% потерь стоимости электроэнергии. .[3] Отработанное тепло разной степени может быть обнаружено в конечных продуктах определенного процесса или в качестве побочного продукта в промышленности, такой как шлак в сталеплавильное производство растения. Агрегаты или устройства, которые могут регенерировать отходящее тепло и преобразовывать его в электричество, называются WHRU или тепло для энергоблоков:

  • ан Органический цикл Ренкина установка использует органическую жидкость в качестве рабочая жидкость. Жидкость имеет более низкую температуру кипения, чем вода, что позволяет ей закипать при низкой температуре с образованием перегретый газ, который мог приводить в движение лопатку турбины и, следовательно, генератора.
  • Термоэлектрический (Зеебек, Пельтье, Томсон эффекты) также могут называться WHRU, поскольку они используют разницу тепла между двумя пластинами для выработки постоянного тока.
  • Сплавы с памятью формы также может использоваться для рекуперации низкотемпературного отходящего тепла и преобразования его в механическое воздействие или электричество.[4]

Приложения

  • Традиционно отходящее тепло в низкотемпературном диапазоне (0-120 ° C или обычно ниже 100 ° C) не использовалось для производства электроэнергии, несмотря на усилия компаний ORC,[нужна цитата] главным образом потому, что КПД Карно довольно низок (макс. 18% для нагрева 90 ° C и охлаждения 20 ° C, за вычетом потерь, обычно заканчивающихся 5-7% чистой электроэнергии).
  • Отработанное тепло средней (120-650 ° C) и высокой (> 650 ° C) температуры может быть использовано для выработки электричества или механической работы посредством различных процессов улавливания.
  • Система рекуперации отходящего тепла также может использоваться для удовлетворения требований к охлаждению прицепа (например). Конфигурация проста, так как только котел-утилизатор и абсорбционный охладитель требуется. Кроме того, требовалось работать только с низкими давлениями и температурами.

Преимущества

Процесс восстановления повысит эффективность процесса и, таким образом, снизит затраты на топливо и энергию, необходимые для этого процесса.[5]

Косвенные выгоды
  • Уменьшенный Загрязнение: Термический и воздуха загрязнение резко снизится, поскольку меньше дымовые газы высокой температуры испускаются заводом, поскольку большая часть энергии используется повторно.
  • Уменьшенные размеры оборудования: по мере снижения расхода топлива уменьшается количество средств контроля и безопасности для работы с топливом. Также больше не требуется фильтрующее оборудование для газа больших размеров.
  • Снижение потребления вспомогательной энергии: уменьшение размеров оборудования означает еще одно сокращение энергии, подаваемой в такие системы, как насосы, фильтры, вентиляторы и т. Д.[6]

Недостатки

  • Капитальные затраты на внедрение системы утилизации отработанного тепла могут перевесить выгоду, полученную от рекуперации тепла. Необходимо возместить стоимость возмещения тепла.
  • Часто отходящее тепло имеет низкое качество (температуру). Может быть трудно эффективно использовать количество низкокачественного тепла, содержащегося в отходящем теплоносителе.
  • Теплообменники имеют тенденцию быть больше, чтобы рекуперировать значительные количества, что увеличивает капитальные затраты.
  • Обслуживание оборудования: дополнительное оборудование требует дополнительных затрат на обслуживание.
  • Агрегаты увеличивают габариты и массу агрегата в целом. Особенно внимательно относятся к мобильным силовым установкам на транспортных средствах.

Примеры

  • В Циклонный двигатель для отработанного тепла предназначен для выработки электроэнергии из рекуперированной тепловой энергии с использованием парового цикла.[7]
  • Международные системы теплообмена сточных вод - еще одна компания, занимающаяся системами утилизации отработанного тепла. Ориентированные на многоквартирные жилые, общественные здания, промышленные применения и системы централизованного энергоснабжения, их системы используют энергию в Сточные Воды для производства горячей воды, отопления и охлаждения помещений.[8]
  • Автоспорт серии Формула один в 2014 году представила установки для утилизации отходящего тепла под названием МГУ-Н. МГУ-Н будет заброшен на 2021 год из-за затрат на разработку.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Системы рекуперации тепла, Д. А. Рэй, Э. и Ф. Н. Спан, 1979 г.
  2. ^ Энергетикс Инкорпорейтед (ноябрь 2004 г.), Технологическая дорожная карта Снижение потерь энергии и восстановление (PDF), Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, получено в мае 2012 г. Проверить значения даты в: | accessdate = (Помогите)
  3. ^ http://www.nrel.gov/dtet/about.html
  4. ^ «Эксергин®».
  5. ^ https://www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090401102235.htm Использование промышленных отходов тепла может снизить потребность в ископаемом топливе
  6. ^ http://www.em-ea.org
  7. ^ Веб-сайт Cyclone Power Technologies
  8. ^ «Отработанная мощность: города стремятся вывести тепловую энергию из канализации». news.nationalgeographic.com. 11 декабря 2012 г.. Получено 2014-07-21.