Systém rekuperácie tepla kogeneračného zariadenia. Elektrina zadarmo z odpadového tepla - ORC generátory
TM MASH LLC vyrába systémy spätného získavania tepla (kogenerácie) z dieselových generátorových agregátov (DGS, DPP), plynových piestových zariadení (GPU, GPA, GPGU) a plynových turbín (GTE). Systém rekuperácie tepla pre plynové alebo dieselové generátorové stanice - komplex tepelných a mechanických zariadení a zariadení, ktoré umožňujú recykláciu termálna energia množstvo jednotiek plynových turbín alebo agregátov dieselgenerátorov, kombinujú toky chladiva v zbernom tepelnom bode a dodávajú teplo spotrebiteľovi.
Aktuálne hodnotenie účinnosti rekuperácie tepla: Výpočet návratnosti SUT
—
Hlavným prvkom systému rekuperácie tepla (HRS) je tepelný modul (TM), nazývaný aj jednotka alebo modul rekuperácie tepla (HRU). Je to tepelný modul, ktorý využíva teplo z každej elektrárne, ktoré sa kombinuje s teplom z iných tepelných modulov a distribuuje sa k spotrebiteľovi cez odberné miesto. Tento systém a je to systém rekuperácie tepla. Kombinácia SUT s chladiacim systémom dieselagregátu a jednotky plynovej turbíny (chladiace radiátory, známe aj ako suché chladiace veže, čerpadlá a iné potrubia) poskytuje kompletný termomechanický systém zariadenia.
Príklady zjednodušených tepelných diagramov:
TM umožňuje výrazne zvýšiť celkovú účinnosť - účinnosť (faktor využitia paliva) tepelnej jednotky, čím sa jej hodnota zvýši na 85-90%. Hlavným cieľom systému rekuperácie tepla je teda úspora nákladov na výrobu tepla, zavedenie ECS v naplno je energeticky úsporná technológia. Príklad výpočtu návratnosti systému rekuperácie tepla nájdete na tejto stránke.
Počas prevádzky spaľovacieho motora (ICE) sa tepelná energia využíva v TM nasledovne:
- Nemrznúca jednotka rekuperácie tepla (AHU) odoberá teplo nemrznúcej zmesi motora - namiesto chladenia nemrznúcej zmesi na chladiacom radiátore (suchá chladiaca veža) odovzdáva nemrznúca zmes svoju tepelnú energiu na ohrev vody spotrebiteľa. UTA je rúrkový alebo doskový výmenník tepla pracujúci podľa okruhu „voda/nemrznúca zmes“ alebo „nemrznúca zmes/nemrznúca zmes“ (v závislosti od toho, aké sieťové chladivo zákazník používa).
- Rekuperátor tepla spalín (FG) odoberá teplo z výfukových plynov motora: teplota spalín na výstupe motora je cca 450-550 °C, teplota plynov na výstupe z UG je 120-180 °C. Toto zníženie teploty umožňuje značné ohriatie vody spotrebiteľa. UTG je rúrkový výmenník tepla pracujúci podľa schémy „voda/splodiny“ alebo „nemrznúca zmes/splodiny“.
Celkové množstvo využitej tepelnej energie je porovnateľné s vyrobenou elektrinou - na 100% kW vyrobenej elektriny sa v priemere vyrobí 110%-130% kW tepla.
V prípade generátora elektrická energia je turbínová jednotka, súčasťou tepelného modulu je len jednotka spätného získavania tepla spalín. Tepelný výkon UTG je určený parametrami turbíny, ale zvyčajne sa pohybuje od 120 % do 145 % vyrobenej elektrickej energie.
Výpočet požadovaného prietoku chladiacej kvapaliny v sieti:
Možnosti vykonania
Teplo je možné získavať buď oddelene z okruhu nemrznúcej zmesi alebo výfukových plynov, alebo z oboch okruhov súčasne. Takto sa získajú nasledujúce verzie tepelných modulov:
- Tepelný modul je v plnej pripravenosti z výroby (TM). Pozostáva z dvoch rekuperačných výmenníkov tepla, spínača prietoku plynu, obtokového potrubia, potrubia, rámovej základne, súpravy prístrojového vybavenia a automatizácie a automatickej riadiacej skrine (SHAU TM).
- Tepelný modul na rekuperáciu tepla výfukových plynov (TMVG). Pozostáva z jednotky spätného získavania tepla výfukových plynov (EGH), elektricky poháňaného spínača prietoku plynu, rámovej základne, obtokového potrubia výfukových plynov a súboru prístrojového a riadiaceho zariadenia.
- Tepelný modul na rekuperáciu nemrznúceho tepla (TMVV). Obsahuje nemrznúci výmenník tepla (UTA), potrubie, trojcestné ventily a SHAU TM (ak je to potrebné). V tepelných moduloch, ktoré využívajú teplo cez oba okruhy, môžu byť TMVG a TMVV umiestnené buď na jednom ráme, alebo samostatne, napríklad TMVV vo vnútri kontajnera a TMVG na streche alebo na rôznych poschodiach budovy energetického centra. Pri objednávke TMVG alebo TMVV môžu byť príslušné skrátené rozvádzače súčasťou dodávky.
Vybavenie
Tradične tepelný modul plne pripravený z výroby obsahuje:
- Jednotka rekuperácie tepla výfukových plynov (EGH)
- Nemrznúca zmes s rekuperáciou tepla (UTA)
- Potrubie pre nemrznúcu zmes a sieťovú vodu
- Obtokové potrubie s klapkami
Jednotka rekuperácie tepla môže navyše obsahovať:
- Čerpadlá na nemrznúcu a vykurovaciu vodu
- Ochranné puzdro pre inštaláciu TM na strechu ulice / kontajnera
- Recyklačný systém teplo nízkej kvality
- Sieťový výmenník tepla
Dizajnové prvky a výhody našich TM
- Teplovýmenné rúrky vyrobené z nehrdzavejúcej ocele 12x18n10t zvyšujú odolnosť produktu
- Žiaruvzdorná konštrukcia kotlov na odpadové teplo umožňuje jednoduché čistenie rúr od kontaminácie, konštrukcia teplovzdušného výmenníka tepla je kompaktnejšia.
- Kompenzátor na plášti UTG chráni výmenník tepla pred poškodením v prípade havarijného porušenia prevádzkových podmienok
- Možnosť výroby zberačov výfukových plynov so zníženou úrovňou aerodynamického odporu (do 2 kPa)
- Trubicové prevedenie UTA uľahčuje jeho opravu a čistenie v podmienkach nízkej dopravnej dostupnosti (nie je potrebné vymieňať tesnenia medzi doskami)
- Vo fáze odsúhlasenia rozmiestnenia našich tepelných modulov so zákazníkom dohodneme montáž, pripojenie a celkové parametre tepelných modulov, čím je zabezpečená pohodlná dodávka sieťovej vody, nemrznúcej zmesi a spalín.
- Tepelné moduly sú vyrábané pre pracovný tlak kvapalných médií – 0,6 MPa.
- Všetky zostavené tepelné moduly, ako aj jednotlivé jednotky sú povinné hydraulické skúšky v našej výrobe. Skúšobný tlak – 0,8 MPa
- Dokážeme vyrobiť moduly pre tlaky do 4 MPa
- Pomoc pri návrhu a výbere súvisiacich systémov a zariadení
- Flexibilný prístup k požiadavkám a želaniam zákazníka
Systém rekuperácie tepla "TM MASH". Príklady:
TM MASH LLC vyrobila riadiace systémy pre takmer všetky dieselové generátorové agregáty a jednotky plynových turbín, ktoré sú zastúpené v Rusku. Nižšie sú uvedené príklady rôznych možností výstavby kogeneračných modulov:
- Systém rekuperácie tepla pre GPU Caterpillar G3618B
- Otvorený dizajn (umiestnený vo vykurovanej miestnosti);
- Využíva sa všetka tepelná energia (výfukové aj chladiace médium);
- Objekt: skleníkové hospodárstvo v Leningradskej oblasti;
- Tepelný kogenerátor pre GPU Caterpillar G3412
- Dizajn plášťa (kapoty) (umiestnený na streche kontajnera);
- Úplný tepelný modul;
- Objekt: priemyselná výroba pri Magnitogorsku;
- Zariadenie na spätné získavanie tepla spalín Caterpillar D3516
- Otvorený dizajn pre umiestnenie v budove elektrárne;
- odvod tepla z výfuku;
- Objekt: obecná dieselová tepelná elektráreň v obci. Tura (kraj Krasnojarsk);
- Tepelný modul na rekuperáciu nemrznúceho tepla pre dieselagregáty na báze spaľovacieho motora Caterpillar C18
- Otvorená verzia pre umiestnenie v budove energetického centra na strane dieselagregátu;
- Rekuperácia tepla chladiacej kvapaliny;
- Objekt: mestská dieselová tepelná elektráreň na ostrove. sachalin;
- Vlastnosť: nemrznúca rekuperačná jednotka je postavená na báze doskového výmenníka tepla;
- Kogeneračný modul pre plynovú piestovú jednotku Cummins 315GFBA
- Otvorený dizajn (v ráme - pre vnútorné umiestnenie v druhom poschodí);
- Odvod tepla len z výfukových spalín;
- Objekt: športovo-rekreačný komplex Petrohrad;
- Rekuperačná jednotka GPU Cummins 315GFBA
- Otvorený dizajn pre vnútorné umiestnenie vedľa GPU;
- Teplo sa získava z oboch okruhov (plná TM);
- Objekt: priemyselná výroba v Miass;
- Rekuperačný kotol GPU Cummins 1750N5C
- Iba kotol na odpadové teplo (WTG) bol vyrobený priamo;
- Teplo spalín sa rekuperuje;
- Objekt: kotolňa v Soči;
- Kompletné tepelné moduly pre súpravy dieselagregátov Cummins KTA 50G3 a KTA 38G5
- Otvorená verzia pre vnútorné umiestnenie v blízkosti dieselového generátora;
- Odvod tepla z dvoch okruhov (okruh výfukových plynov a okruh chladiacej kvapaliny);
- Objekt: mestská tepelná elektráreň v Jakutsku (dedina Olenek);
- Vlastnosti: Jednotka spätného získavania tepla spalín typu voda-rúrka (štandardný kotol na spätné získavanie odpadového tepla vyrábaný TM MASH má konfiguráciu teplovzdušného výmenníka tepla), jednotka spätného získavania tepla proti zamrznutiu na báze doskového výmenníka tepla;
- Rekuperačná jednotka spalínového tepla GPU GE Jenbacher JMS 416
- Otvorený dizajn pre umiestnenie na podpery nad existujúci kontajner s GPU;
- odvod tepla z výfuku;
- Objekt: logistický terminál v Čeľabinskej oblasti;
- Funkcia: Tepelný modul bol inštalovaný na mieste s existujúcou inštaláciou plynového piestu s blokovým kontajnerom;
- Otvorená verzia pre umiestnenie na streche miestnosti nad dozorňou plynu;
- Kompletná rekuperácia tepla;
- Typ objektu: hotel a nákupné centrum v Moskve.
- Funkcia: GPU beží na skvapalnený plyn (LPG - skvapalnený propán-bután);
- Kogenerácia tepla spalín z mikroturbínovej jednotky Capstone C1000
- Otvorený dizajn pre vnútorné umiestnenie vedľa jednotky mikroturbíny;
- Odvod tepla z výfuku (okrem výfukových plynov na turbínach a mikroturbínach nie je možné odvod tepla vykonávať nikde inde);
- Objekt: nákupný komplex v Magnitogorsku;
- Vlastnosť: Kotol s rekuperáciou tepla vodnorúrkového typu (štandardný kotol na rekuperáciu tepla vyrobený spoločnosťou TM MASH má konfiguráciu teplovodného výmenníka tepla);
- Rekuperačné jednotky pre GPU KamAZ
- Otvorený tepelný modul na ráme pre inštaláciu v budove;
- Kompletné tepelné moduly;
- Objekt: kotolňa v Saratove;
- Jednotka rekuperácie tepla pre výfukové plyny a nemrznúcu zmes plynových piestových jednotiek na báze spaľovacieho motora Daewoo Doosan
- Otvorený dizajn pre umiestnenie do nádob s plynovými piestovými jednotkami;
- Kompletná rekuperácia tepla;
- Objekt: autoumyváreň v obci. Sinyavino (Lenoblast);
- Jednotka spätného získavania tepla spalín DGU UDMZ 6DM-21EL-M (Ural Diesel Engine Plant)
- Otvorený dizajn na umiestnenie na nádobu;
- odvod tepla z výfuku;
- Objekt: mestská dieselová elektráreň pre ďaleký sever;
- Výmenník tepla spalín GPU Arrow (Čína)
- Otvorená verzia pre umiestnenie vedľa krytu typu GPU;
- odvod tepla z výfuku;
- Objekt: rekreačný dom v Kurgan.
Ekológia spotreby. Technológia: Teplo je často vnímané ako plytvanie, čo ľudí núti zaujímať sa ako veľké množstvo odpadové teplo je možné premeniť na zdroj elektrickej energie.
Vďaka rýchlej industrializácii svet zaznamenal vývoj celého radu technológií, ktoré vytvárajú odpadové teplo. Doteraz sa toto teplo často považuje za odpad, čo ľudí núti čudovať sa, ako sa toto obrovské množstvo odpadového tepla dá premeniť na zdroj elektriny. Teraz, keď fyzici na Arizonskej štátnej univerzite nachádzajú nové spôsoby výroby energie z tepla, sa tento sen v skutočnosti stáva realitou.
Výskumná skupina Arizonskej štátnej univerzity:
Riaditeľom je profesor fyziky Charles Stafford výskumná skupina a on a jeho tím pracovali na premene odpadu na energiu. Výsledok ich práce bol publikovaný vo vedeckom časopise ACS Nano.
Vedec a kandidát na doktorandské štúdium z Arizona College of Optical Sciences Justin Bergfield zdieľa názor, že "Termoelektrina dokáže premeniť teplo priamo na elektrickú energiu v zariadení bez pohyblivých častí. Naši kolegovia v tejto oblasti tvrdia, že sú si istí, že zariadenie, počítačový model ktoré sme navrhli, môžu byť postavené s vlastnosťami, ktoré vidíme v našich simuláciách."
Výhody:
Eliminácia materiálov poškodzujúcich ozónovú vrstvu: Využívanie odpadového tepla ako formy elektriny má niekoľko výhod. Je potrebné vziať do úvahy, že na jednej strane teoretický model molekulárneho termoelektrického zariadenia pomôže zlepšiť účinnosť automobilov, elektrární, tovární a solárnych panelov a na druhej strane, že termoelektrické materiály, ako sú chlórfluórované uhľovodíky ( CFC), ktoré poškodzujú ozónovú vrstvu, sú zastarané.
Efektívnejší dizajn:
Vedúci výskumného tímu Charles Stafford dúfa v pozitívny výsledok. Očakáva, že ich dizajn termoelektrických zariadení bude 100-krát lepší ako predchádzajúce snahy. Ak návrh, ktorý on a jeho tím vytvorili, skutočne funguje, splní sa sen všetkých tých inžinierov, ktorí chceli vyrábať energiu z odpadu, no nemali na to požadované efektívne a ekonomické zariadenie.
Nie sú potrebné žiadne mechanizmy:
Zariadenie na tepelnú premenu, ktoré vynašli Bergfield a Stafford, nevyžaduje žiadne strojové zariadenie ani chemikálie poškodzujúce ozónovú vrstvu, ako to bolo v prípade chladničiek a parných turbín, ktoré sa predtým používali na premenu odpadu na elektrickú energiu. Teraz túto prácu vykonáva vrstva polyméru podobného gume, ktorý je vložený medzi dva kovy a pôsobí ako elektróda. Termoelektrické zariadenia sú autonómne, nevyžadujú motorické procesy a ľahko sa vyrábajú a udržiavajú.
Likvidácia energetického odpadu:
Energiu vyrábajú najmä autá a priemysel. Automobilový a priemyselný odpad by mohli byť použité na výrobu elektriny potiahnutím výfukového potrubia tenkou vrstvou vyvinutého materiálu. Zákon sa rozhodli využiť aj fyzici kvantová fyzika, ktorý sa však veľmi často nepoužíva, ale dáva vynikajúce výsledky, Kedy hovoríme o o výrobe energie z odpadu.
Výhody oproti solárnej energii:
Molekulárne termoelektrické zariadenia by mohli pomôcť generovať slnečnú energiu a znížiť závislosť od solárnych článkov s nízkou účinnosťou
Ako to funguje:
Bergfield a Stafford pri práci s molekulami a uvažovali, ako ich použiť pre termoelektrické zariadenie, nenašli nič zvláštne, kým jeden študent nezistil, že tieto molekuly majú špeciálnu funkciu. Veľké množstvo molekúl bolo vložené medzi elektródy a vystavené stimulujúcemu zdroju tepla. Tok elektrónov pozdĺž molekúl bol rozdelený na dve časti: prvá časť toku sa zrazila s benzénovým kruhom a druhá s tokom elektrónov pozdĺž každej nasledujúcej vetvy kruhu.
Obvod benzénového kruhu bol navrhnutý tak, že elektrón sa pohybuje po kruhu na väčšiu vzdialenosť, čo spôsobí, že z kruhu vypadnú dva elektróny, ktoré sa k sebe dostanú vo fáze na druhej strane benzénového kruhu. Vlny sa navzájom rušia na križovatke a medzere v toku nabíjačka spôsobené teplotným rozdielom vytvára napätie medzi elektródami.
Termoelektrické zariadenia vyvinuté spoločnosťami Bergfield a Stafford dokážu generovať dostatok energie na rozsvietenie 100-wattovej žiarovky alebo zvýšenie účinnosti automobilu o 25 %.
Strana 1
Využitie nízkoteplotnej tepelnej energie v kondenzátoroch parných zariadení a výmenníkov tepla plynové inštalácie možno v zásade považovať za jednu z možných oblastí uplatnenia termoelektriky.
Využitie tepelnej energie spalín z kotolní, dieselových a plynových turbín, regenerácia tepelnej energie z nich, výroba ohriatej vody v kontaktných ohrievačoch vody, chladenie odparovaním a hygroskopické odsoľovanie vody, tepelná a vlhkostná úprava vzduchu a mokré čistenie plynu - to nie je úplná oblasť použitia kontaktných zariadení. To sa vysvetľuje po prvé jednoduchosťou ich konštrukcie a nepatrnou spotrebou kovu v porovnaní s rekuperačnými plošnými výmenníkmi tepla a možnosťou výroby z nekovových materiálov; po druhé, zvýšením účinnosti zariadení vďaka úplnejšiemu využitiu tepelnej energie, možnosti zlepšenia parametrov termodynamického cyklu, regulácie prietoku pracovnej tekutiny, vnútorného chladenia alebo ohrevu zariadenia; po tretie, - možnosť vytvárania nových inštalácií a ich technické systémy poskytuje zníženie spotreby paliva, vody, materiálov, zvýšenie výkonu a produktivity, zlepšenie pracovných podmienok a zníženie znečistenia životné prostredie. Možnosti využitia procesov prenosu tepla a hmoty v kontaktných zariadeniach zariadení využívajúcich energiu a teplo ešte nie sú úplne opísané. Tomu napomáha existujúci čisto empirický prístup k výpočtom, ktorý neumožňuje identifikovať vnútornú súvislosť fyzikálnych javov V zložité procesy prenos tepla a hmoty, premietnuť tento vzťah do vypočítaných závislostí a využiť ho v praktických činnostiach.
Zariadenie je určené na využitie tepelnej energie odpadovej (spotrebovanej) pary z autoklávov pri existujúcej výrobe vápenopieskových tehál. Úprava surových tehál v autokláve nasýtenou vodnou parou je konečnou fázou výroby vápenopieskových tehál, ktorá spotrebúva značné množstvo energetických zdrojov. V tejto súvislosti je naliehavou úlohou zabezpečenie úplnejšieho využitia tepelnej energie odpadovej pary po autokláve a spätného získavania vzniknutého kondenzátu.
Medzi najbežnejšie schémy recyklácie tepelnej energie výfukových plynov z piestových motorov patria zariadenia na výrobu pary s tlakom do 15 kg/cm, prípadne horúcej vody s teplotou do 100 C, alebo priame využitie napr. teplo z výfukových plynov v procesoch sušenia.
To umožnilo približne zdvojnásobiť využitie tepelnej energie na 22 miliónov Gcal v roku 1985. Rekonštrukcia teplovýmenných jednotiek na 12 existujúcich zariadeniach na rafináciu primárnej ropy a modernizácia procesných pecí umožnili ušetriť takmer 1 milión ton ekvivalentu paliva v jedenástej päťročnici. Vďaka použitiu dodatočného množstva rafinérskeho plynu ako paliva, ktorý sa v súčasnosti spaľuje vo svetliciach, ako aj zavedeniu 450 moderných zariadení na ohrev vzduchu sa ušetrilo 0,5 milióna ton štandardného paliva. Počas rokov jedenástej päťročnice priemysel ušetril približne 900 miliónov kWh elektrickej energie a 1 8 miliónov ton štandardného paliva.
Tieto bloky (obr. 3.49) sú navrhnuté tak, aby využívali nízkokvalitnú tepelnú energiu z emisií ventilácie v dôsledku konvekcie v blokoch výmenníkov tepla s použitím vodných roztokov glykolu a etylénglykolu rôznych koncentrácií ako chladiva.
Okrem výhod má spôsob spaľovania ropných kalov množstvo nevýhod, z ktorých hlavnými sú obtiažnosť využitia tepelnej energie, objemnosť zariadenia a znečistenie ovzdušia, ktoré nie vždy umožňuje dospieť k záveru, že použitie tejto metódy je nevhodná.
Opísaná schéma inštalácie využitia tepla odpadovej pary a spätného získavania kondenzátu umožňuje plne a vysoko efektívne využiť tepelnú energiu odpadovej pary a výsledný kondenzát vrátiť na opätovné využitie ako v technologickom procese, tak aj v uzavretom vodovodnom systéme na výrobu nasýtenej pary. v kotolni.
Udržiavanie technologického procesu pri obzvlášť zložitých inštaláciách rôzne systémy na oddelené a súčasné spaľovanie kvapalných, pevných a plynných odpadov chemická výroba, technologicky súvisiace s využívaním tepelnej energie a fungujúce na tuhé, kvapalné alebo plynné palivo.
Vedenie technologického procesu spaľovania odpadových plynov, zemný plyn, priemyselné odpadové vody, stále zostáva a tuhý odpad v spaľovacích peciach rôznych konštrukcií za súčasného dozoru menej kvalifikovaných operátorov, ako aj údržbu zložitých inštalácií rôznych systémov na spaľovanie kvapalných, plynných alebo pevných odpadov z chemického priemyslu, ktoré technologicky nesúvisia s využívaním tepelnej energie alebo chemické suroviny.
Existuje mylný názor, že použitie nízkokvalitného tepla z tohto zdroja je málo praktické. Využitím tepelnej energie frakcií parného destilátu by sa zároveň výrazne znížila spotreba cirkulačnej (alebo priamoprúdovej) vody, ako aj tepelný výkon pecí. Ak sa na predhrievanie surovín použije len 50 % tepla odobraného v kondenzátoroch a chladničkách, potom je možné olej s počiatočnou teplotou 10 C zohriať na 82 C.
Zahriatie studeného Ťumeňského oleja vybraného v centrále v jednom z regiónov Tatarstanu a jeho následná preprava v priebehu 10 - 180 minút. Z toho vyplýva, že odsoľovanie Ťumenskej ropy pri mäkkých prevádzkových parametroch je možné realizovať na ceste do rafinérie av prípadoch, keď je eliminovaný efekt samozohrievania ropy pri preprave, ale sú tu zásoby tepelnej energie na využitie.
Toto nielen znečisťuje vzdušné prostredie, ale vzniknutá tepelná energia sa nevyužíva. Viacerí odborníci sa domnievajú, že to môže byť opodstatnené len vtedy, ak sa skombinuje získavanie tepelnej energie a čistenie odpadových plynov. K tomuto procesu dochádza na spaľovniach odpadov (fabrikách), ktoré disponujú parou resp teplovodné kotly so špeciálnymi ohniskami. Teplota v ohnisku musí byť aspoň 1000 C, aby vyhoreli všetky zapáchajúce nečistoty. Pred vypustením do atmosféry však musia byť plyny prečistené, napríklad pomocou elektrických filtrov.
Z praktického hľadiska je potrebné poznamenať, že ak je známa konečná fáza technológie spracovania a likvidácie softvéru, potom by sa mali klasifikovať predovšetkým na základe tejto technológie. Záverečná fáza neutralizácie väčšiny nerecyklovateľného komunálneho odpadu (okrem obzvlášť toxických, ako aj inertných stavebný odpad atď.) momentálne horí. Potvrdzujú to skúsenosti s centralizovanou neutralizáciou softvéru v krajinách ako Dánsko, Fínsko, Nemecko, Švédsko atď.. Pri tejto technológii je dôležité zoskupovať všetok odpad tak, aby organicky prúdil do jedného alebo druhého technologického reťazca vedúceho k Konečný cieľ- - tepelná neutralizácia odpadu s využitím tepelnej energie a iné zdravé produkty. Na základe toho je potrebné rozlišovať medzi horľavým a nehorľavým odpadom, v rámci ktorého sú zasa rozdiely aj vo vlastnostiach, fázovom stave, spôsoboch spracovania atď. Samostatne je potrebné vyzdvihnúť odpad, ktorý sa môže vzájomne neutralizovať alebo slúžiť napríklad ako reagencie na spracovanie vznikajúcich Odpadová voda. Odpad obsahujúci obzvlášť užitočné zložky, ako sú neželezné kovy, je potrebné separovať a spracovať oddelene, aby sa výsledný produkt nezmiešal s menej hodnotnými kalmi. Je potrebné zistiť tepelnú bilanciu medzi spáliteľným a nespáliteľným odpadom, vnútornú potrebu tepla stanice centralizovaného zneškodňovania, potrebu ďalšieho paliva, prípadne objem a spôsoby využitia prebytočného tepla. To by malo určiť charakter dotazníkov alebo formulárov na jednorazové zaúčtovanie odpadu.
Predstavujeme exkluzívny patentovaný systém rekuperácie tepla. Vykurovací systém a dodávku teplej vody zadarmo kedykoľvek počas roka!
Je ťažké si predstaviť svet moderného človeka bez elektriny, vodovodných systémov, kúrenia a klimatizácie. Náklady na energetické zdroje neustále rastú a problém ich efektívne využitie. Technológie rekuperácie tepelnej energie sa čoraz viac využívajú v zariadeniach na rôzne účely: od priemyselnej výroby až po verejné priestory. Je to spôsobené nedostatkom primárnych energetických zdrojov a ich vysokými nákladmi. Chladiace systémy v budovách, ako sú supermarkety alebo veľké chladiace strediská, spotrebúvajú veľké množstvo energie na výrobu chladu. Zároveň vytvárajú aj značné množstvo tepla. Táto tepelná energia vzniká procesom kondenzácie chladiaceho plynu. V bežných chladiacich jednotkách sa vypúšťa do okolitého vzduchu pomocou kondenzátorových jednotiek a vôbec sa nepoužíva.
Účelom vytvorenia takéhoto systému bolo zabezpečiť 100% návrat tepla na vykurovanie a ohrev teplej vody, uvoľneného pri kondenzácii pár chladiva, do miestnosti bez negatívne dôsledky pre prevádzkové režimy chladiacich zariadení.
Dnes na ruský trh Neexistujú žiadne analógy v cene, výkone, všestrannosti a jednoduchosti použitia. Okrem toho je UTS niekoľkonásobne lacnejší ako existujúce analógy.
Je dôležité poznamenať, že inštalácia RTS je veľmi jednoduchá a môže ju vykonať ktorýkoľvek dodávateľ zapojený do inštalácie chladiacich zariadení. Viac ako polovica inštalácií riadiaceho systému sa uskutočnila na pracoviskách a netrvala dlhšie ako 5-10 dní.
Argumenty v prospech systému:
Systém je cenovo dostupný! Jeho cena v porovnaní s inými riešeniami je dvakrát až trikrát nižšia, vzhľadom na to, že je úplne nezávislý - vlastné okruhy, vlastné výmenníky tepla, vlastná automatizácia. Pre priemerný obchod so 7-11 jednotkami chladiaceho zariadenia sú odhadované náklady na systém na kľúč 400-700 tisíc rubľov a návratnosť bude 1,5-2,5 roka. Inštaláciu RTS si môže dovoliť takmer každý obchod alebo iný majiteľ chladiaceho zariadenia.
Efektívnosť. Systém umožňuje strieľať maximálne množstvo teplo, obmedzené len výkonom kompresorov. Ak je výkon fancoilových jednotiek dostatočný, 100 % kondenzačného tepla sa dostane do miestnosti. V porovnaní s inými systémami obnovy sa účinnosť viac ako zdvojnásobila.
Schopnosť pracovať s akýmkoľvek chladivom (R22, R404a, R407c, R134a atď.) sa dosiahne nastavením regulátorov tlaku a priamym odvodom tepla.
Všestrannosť. Systém možno jednoducho implementovať na takmer všetkých chladiacich strojoch pracujúcich na freón: nízkoteplotné, strednoteplotné, klimatizačné zariadenia, chladiče atď. Neexistujú žiadne obmedzenia výkonu. Spolu s vykurovaním môžete ohrievať akékoľvek médium, napríklad TÚV.
Systém rekuperácie tepla (HRS) je ideálne riešenie Pre obchodné platformy s vonkajším chladom. Väčšina z Zákazníci po realizácii UTS odmietajú ústredné kúrenie.
Studený štart. Správna konštrukcia systému, nastavenie automatizácie a regulátorov umožňuje eliminovať prítomnosť freónu v kondenzátore a iných výmenníkoch tepla na výtlačnom potrubí.
Jednoduché použitie a regulácia. Prevádzka vykurovacieho systému nezávisí od počtu prevádzkových alebo nečinných fancoilov, každý fancoil je možné nastaviť podľa vlastného teplotného režimu.
Recyklačný systém pre sklady s diaľkovým chladením je konštruovaný nasledovne:
Recyklačný modul je inštalovaný v kompresorovni (strojovňa skladu), vedľa chladiaceho stroja. Jeho funkciou je distribúcia toku horúceho plynu medzi vnútorné fancoilové jednotky a vzdialený kondenzátor. podpora požadovaný tlak v chladiacich okruhoch. Jednoducho povedané, ak je výkon fancoilových jednotiek dostatočný, tak 100% horúceho plynu prejde ich teplovýmennou časťou, ak výkon nepostačuje (napr.: niekoľko fancoilových jednotiek je vypnutých alebo je už teplo) časť tepla z horúceho plynu sa využije mimo vykurovacieho okruhu, ale len v nevyhnutnom množstve.
Vo vykurovanej miestnosti sú inštalované špeciálne dizajnové fancoily skrine:
Funkciou fancoilov je prenos tepla z horúceho plynu do miestnosti. Inštaluje sa namiesto radiátorov ústredného kúrenia alebo spolu s nimi. Výmenník tepla fan coil je vyrobený v súlade so všetkými zákonmi o chladení. Špeciálne navrhnutý pre horúci plyn. Tlaková skúška výmenníka tepla 35 bar (3,5 MPa). Všestrannosť. Možno namontovať na stenu, strop a dokonca umiestniť na komerčné vybavenie (napríklad na chladiacu skriňu). Fancoilová jednotka má ovládací panel, pomocou ktorého sa nastavuje požadovaná teplota, po dosiahnutí ktorej sa vypne:
Podľa našich skúseností, keď sa spustí recyklačný systém, teplota v miestnosti stúpne o 10-15 stupňov Celzia. Leví podiel nehnuteľností odmietajú ústredné kúrenie. Elektrický záves pri vchode + recyklačný systém dáva +22 stupňov Celzia v dobre izolovanej miestnosti po celý rok. Samozrejme, veľa závisí od pomeru výkonu chladiaceho zariadenia k ploche miestnosti, ale v každom prípade rekuperačný systém vráti 100% kondenzovaného tepla do miestnosti. Na príklade predmetnej predajne bola pred inštaláciou recyklačného systému teplota v miestnosti +9 stupňov Celzia, 6 hodín po spustení bolo +24 stupňov Celzia. Ústredné kúrenie nepripojilo sa.
Doba návratnosti v závislosti od zložitosti a konfigurácie je od 0,5 do 2 rokov.
TAS Retail zabezpečuje komplexný návrh, dodávku a montáž systémov rekuperácie tepla.
Zimy v Rusku sú kruté, a preto bola do zoznamu „ľudových znamení“ v ére industrializácie pridaná ďalšia: ak drenáž „pláva“, príruba uniká, znamená to, že technologické systémy fungujú a nie sú zamrznuté. Ak nie, potom, ako sa hovorí, „je to veľká vec“ - budete musieť zahriať systém a vysporiadať sa s námrazou. V súčasnom storočí sú k dispozícii oveľa efektívnejšie prístupy k zabezpečeniu výkonu tepelných energetických a technologických systémov, ale zvyk byť zhovievavý k zaparujúcim sa odtokom a netesným prírubám zostáva.
Medzitým v tejto „hmle tepelnej energie“ miznú peniaze bez stopy – peniaze, ktoré boli vynaložené na výrobu tepla. V čase, keď tarify za palivo a vodu neustále rastú, je takéto zanedbávanie energetických zdrojov premárnenou príležitosťou v boji za efektívnu výrobu.
Medzi sekundárne zdroje patria okrem pary aj iné médiá technologických procesov, ako je kondenzát pary po procesnom zariadení a chladiacej vode. V 8 prípadoch z 10 sa v mojej praxi (NPT) v podnikoch žiadnym spôsobom nepoužíva, ale vyžaduje si len dodatočné náklady na likvidáciu.
O tom, ako premeniť nekvalitné teplo na dodatočný zdrojúspory - tento článok.
Nízke teplo: kde hľadať a ako ho používať
V priemysle sa nízkopotenciálne energetické zdroje zvyčajne zaraďujú medzi druhotné energetické zdroje, ktorými sú kvapaliny s teplotou nižšou ako 100°C a plyny s teplotou pod 300°C. V praxi možno hornú hranicu teploty pre konkrétneho spotrebiteľa brať ako teplotu zdroja, ktorá umožňuje jeho teplo využiť na úžitkové účely pomocou jednoduchých, dlhodobo známych a relatívne lacných zariadení – výmenníkov tepla. Spodná hranica teploty NHP zdrojov sa môže zdať prekvapivá, no moderné kompresné tepelné čerpadlá dokážu teplo odoberať atmosférický vzduch V zimný čas až do teploty -30°C. Vôbec nie je „teplý“, ale môže byť použitý na vykurovanie obytných budov a dokonca aj na priemyselné účely (napríklad vykurovanie vzdialených priemyselných lokalít, ktoré majú spoľahlivé napájanie a problémy s vykurovaním). Teplotné rozsahy pre použitie nízkokvalitného tepla sú uvedené na obrázku 1.
Obrázok 1. Príklad usporiadania schémy postupného znižovania tlaku a použitia niekoľkých rôznych parametrov.
Zapnuté priemyselný podnik zdroje NPT sú „obyčajné“, charakteristické takmer pre každú výrobu (teplo priemyselných odpadových vôd, odpadová para technologických celkov, teplo parného kondenzátu po technologických zariadeniach alebo vstupujúcich do kondenzátorov tepelných strojov s turbopohonom, teplo, ktoré sa odovzdáva do cirkulačný systém zásobovania vodou ako výsledok chladiaceho zariadenia a zvyčajne vypúšťaný do atmosféry cez chladiace veže alebo priamo do chladiacich nádrží) a „špecifický“, charakteristický pre podniky v určitom odvetví alebo regióne. Napríklad petrochemické podniky a podniky na spracovanie plynu sa vyznačujú stratami odpadových spalín z procesných pecí; odpadová para z destilačných kolón, vákuových systémov, ohrievačov; a teplo produktu prúdi.
Ako využiť toto teplo? Všetko závisí od potrieb a úloh, ktoré máte vo svojom podniku. Existuje veľa možností:
- používa sa na vykurovanie, ohrev vody na napájanie technologických systémov alebo jej predbežné odvzdušnenie;
- vrátiť NPT do technologického cyklu a opätovne ho použiť v technologických procesoch;
- využitie na dodávku tepla do zariadení vzdialených od zdrojov lacného paliva;
- prijímať elektrinu, aby ste znížili náklady na jej nákup od dodávateľa tretej strany alebo aby ste si rezervovali energiu pre svoje vlastné potreby.
Výsledky:
- zníženie nákladov na palivo a tým aj primárnu výrobu tepla alebo elektriny;
- zníženie nákladov na nákup vody na napájanie technologických cyklov, jej spracovanie v systémoch úpravy vody a jej ohrev na teploty požadované technologickými požiadavkami;
- zníženie nákladov na prídavnú vodu z recyklovanej vody (vyparuje sa v chladiacich vežiach);
- zníženie emisií CO 2 a oxidov dusíka znížením množstva spáleného paliva.
Technické riešenia
V súčasnosti existuje niekoľko základných technológií pre .
Jednotky tepelného čerpadla (HPU)
Podľa princípu činnosti sa tepelné čerpadlá delia na kompresné a absorpčné. Kompresné tepelné čerpadlá sú vždy poháňané mechanickou energiou (elektrinou), zatiaľ čo absorpčné tepelné čerpadlá využívajú na extrakciu NHP vyššie potenciálne zdroje tepla: horúca voda, para, výfukové plyny, priame spaľovanie palivo.
Kompresné tepelné motory (CHE) v prevádzkovom režime
parné čerpadlá (HPU)
Obrázok 2. Princíp činnosti kompresného čerpadla
Princíp činnosti CTN je založený na schopnosti nízkoteplotného chladiva vrieť za podmienok nízky tlak odobrať teplo z nízkoteplotného zdroja tepla. Rozsah prevádzkovej teploty sa volí výberom konkrétnej pracovnej kvapaliny a rozsahu prevádzkového tlaku. Pre špeciálne priemyselné inštalácie je možné dosiahnuť maximálne teploty okolo 120÷140°C pomocou „kaskádových“ schém zapojenia a vhodných chladív. Samostatné sľubný smer- vysokoteplotné HPI využívajúce CO 2 s nadkritickými parametrami.
Absorpčné tepelné motory v prevádzkovom režime tepelného čerpadla (ABHP)
Princíp činnosti ABTN je založený na schopnosti absorpčného roztoku absorbovať vodnú paru, ktorá má viac nízka teplota než riešenie.
Najpoužívanejšie sú absorpčné tepelné motory, ktoré využívajú ako absorbent roztok bromidu lítneho (LiBr). Jednotky zabezpečujú ohrev vody na teplotu 60-90°C.
Takéto inštalácie je možné použiť v režime chladiaceho stroja (ABHM), ktorý zabezpečuje chladenie vody (napríklad procesnej vody) na teplotu 5-15 °C bez ohľadu na teplotu okolia.
Obrázok 3. Princíp činnosti ABTM
Zariadenia využívajúce na výrobu elektriny cyklus ORC
Domov charakteristický znak inštalácie založené na organickom Rankinovom cykle (ORC) – použitie organickej pracovnej látky namiesto vodnej pary. To zvyšuje celkovú účinnosť tepelného cyklu pri nízkych výkonoch a nízkych teplotách zdroja tepla v porovnaní s klasickým parným cyklom, pretože bod varu organickej hmoty menej ako voda a na druhej strane obmedzuje ich použitie pri stredných a vysokých výkonoch.
Záujem o zariadenia s ORC výrazne vzrástol s rozvojom energetických zdrojov využívajúcich netradičné palivá (drevný odpad, biopalivá), keďže pri ich spaľovaní je náročné zabezpečiť parametre chladiacej kvapaliny na výstupe zo zariadenia, ktoré umožňujú efektívne využitie konvenčný cyklus para-voda.
Diagram 1. Oblasť efektívnej aplikácie inštalácií s ORC cyklom
V súčasnosti v rámci zvyšovania energetickej efektívnosti podnikov v petrochemickom priemysle a iných, ktoré využívajú parné technológie rôznych parametrov, prebieha modernizácia s výmenou redukčno-chladiacich jednotiek (RCU) za protitlakové turbíny. V tomto prípade sa ako spodná hranica redukcie používa para s tlakom vhodným na zásobovanie teplom. Spotreba tepelnej energie na vykurovanie je však sezónny charakter a obmedzuje možnosti výroby energie protitlakových turbín, čím sa znižuje ekonomická účinnosť. Použitie ORC inštalácií by nám umožnilo vyhnúť sa sezónnym nerovnomernostiam a slúžiť ako dodatočná podpora napájania pre naše vlastné potreby.
IN V poslednej dobe Vyššie uvedené technológie sa čoraz častejšie používajú v rôznych vzájomných kombináciách. Napríklad kogenerácia je spojenie zariadení na výrobu elektriny, vrátane zariadení s cyklom ORC, a zariadení na výrobu tepelnej energie s parametrami požadovanými spotrebiteľom prostredníctvom využitia nekvalitného tepla.
Ak je tepelný motor ako súčasť inštalácie autonómneho napájania navrhnutý tak, aby fungoval v režime tepelného čerpadla aj v režime „chladnička“, systém výroby elektriny sa premení na trigeneračný systém na výrobu lacnej elektrickej energie, tepelnej energie a chladu.
Systémy zberu a vracania kondenzátu vo výrobných závodoch
Tepelná energia obsiahnutá v parnom kondenzáte po jeho použití v technologických reťazcoch podniku sa musí v maximálnej možnej miere vrátiť na následné využitie. Samotný kondenzát je zároveň výborným zdrojom na napájanie parných procesných okruhov zariadení na výrobu energie, čím sa znižuje potreba dodatočnej prípravy vody.
Hlavné úlohy pri navrhovaní a prevádzke nízkokvalitných systémov rekuperácie tepla
Prepojenie dostupných zdrojov NPT a spotrebiteľov, možnosti ich využitia s prihliadnutím na potreby konkrétneho podniku pri zabezpečení ekonomickej efektívnosti projektu je komplexnou inžinierskou úlohou. Na vyriešenie tohto problému by vývoj recyklačného systému mal zahŕňať nasledujúce kroky:
- vykonanie predprojektového prieskumu energetického systému (zber údajov a zostavenie energetických bilancií, prístrojový prieskum),
- modelovanie technologických procesov zariadení, ktorých prevádzka vedie k maximálnym stratám energie (matematické modelovanie, pinch analýza),
- analýza obmedzení zdrojov pri používaní NTP, vývoj možností a výber optimálnych riešení,
- analýza ekonomických obmedzení pri použití NPT v podmienkach daného podniku a vypracovanie štúdie uskutočniteľnosti.
Špecifické konštrukčné a prevádzkové vlastnosti recyklačných systémov NPT spočívajú v tom, že takmer všetky používajú pri svojej práci chladivá s nízkou teplotou varu, t.j. vlastne „chladiace“ technológie. Nie je náhoda, že otázky bezpečnosti tepelných čerpadiel sú zahrnuté v jednotnom GOST s chladiacimi strojmi (GOST EN 378-1-2014 Chladiace a tepelné čerpadlá. Bezpečnostné a environmentálne požiadavky. Časti 1-4). Skúsenosti s prevádzkou takýchto technológií v Rusku sú významné.
Budúcnosť technológie v Rusku
Efektívnosť nízkokvalitných technológií rekuperácie tepla nevyvoláva žiadne otázky, a preto sa každý rok vo svete čoraz častejšie používajú. Dôvody ich pomalej implementácie v Rusku sú ekonomické. Nízke náklady na energetické zdroje a relatívne vysoké náklady na dovážané zariadenia vedú k vysokej dobe návratnosti pri „štandardných“ projektoch.
Prax však ukazuje, že efektívna ekonomika projektu je vždy otázkou individuálny prístup a zodpovedný prístup zhotoviteľa k návrhu systému a výberu optimálneho vybavenia a komponentov. Okrem toho sa dnes doby návratnosti počítajú na základe súčasných taríf za energiu, pričom nadchádzajúca liberalizácia taríf za tepelnú energiu s najväčšou pravdepodobnosťou povedie k prudkému zvýšeniu energetickej zložky nákladov podniku.
Táto situácia postihne menej ako iné tie spoločnosti, ktoré už začínajú optimalizovať náklady na energie, najmä vďaka opätovné použitie teplo nízkej kvality.
Igor Sokolov
Popredný odborník spoločnosti "First Engineer"