ข้อดีของการใช้โรงงานนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ ระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่
ผู้จัดการโครงการ:
สโมเลนสค์ -2550
1.บทนำ……………………………………………..3
2.โครงสร้าง NPP และแหล่งพลังงานความร้อนหลัก…4
2.1.เครื่องปฏิกรณ์ประเภท RBMK-1000……………………………….....4
2.2. เครื่องปฏิกรณ์ประเภท VVER-1000………………………………….5
2.3 แหล่งความร้อนสำหรับการเพิ่มเติมที่เป็นไปได้
การแปลงพลังงานที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์……………………..7
3. เครื่องแปลงความร้อนและพลังงาน……………………….9
เป็นที่ทราบกันดีว่าปัจจุบันมีการพัฒนาตัวแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้าแบบเซมิคอนดักเตอร์ที่มีประสิทธิภาพพอสมควร ซึ่งการใช้งานที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของโรงงานได้ สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษในความเห็นของเราคือการผลิตพลังงานไฟฟ้าในโหมดฉุกเฉินเพื่อรักษาการทำงานของระบบความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ประเด็นก็คือพลังงานความร้อนนั่นเอง องค์ประกอบโครงสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ค่อนข้างเฉื่อย กล่าวคือ แม้ว่าเครื่องปฏิกรณ์จะหยุดทำงาน อุณหภูมิของส่วนประกอบและส่วนประกอบต่างๆ จะเปลี่ยนแปลงค่อนข้างช้าเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้น การแปลงความร้อนสะสมเป็นไฟฟ้าสามารถจ่ายพลังงานให้กับทั้งระบบความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และผู้บริโภคภายในอื่นๆ
เป้าหมายของโครงการคือการกำหนด ความสามารถทางเทคนิคการใช้ประโยชน์จากการสูญเสียพลังงานความร้อนที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยใช้ตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์พลังงานความร้อน (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าความร้อนและไฟฟ้า)
2.โครงสร้าง NPP และแหล่งพลังงานความร้อนหลัก
หลัก องค์ประกอบโครงสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีห่วงโซ่ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันของอะตอมยูเรเนียมและพลังงานฟิชชันจะถูกถ่ายโอนไปยังสารหล่อเย็น (โดยปกติคือน้ำ) ประเภทหลัก เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในภาคพลังงานของรัสเซีย ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์พลังน้ำแรงดัน (VVER) และเครื่องปฏิกรณ์ช่องสัญญาณกำลังสูง (RBMK) ความถ่วงจำเพาะ การไหลของความร้อนสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ VVER จะมีพลังงานถึง 850 kW/m2 สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ RBMK จะมีพลังงานน้อยกว่าอย่างมากเนื่องจากมีนัยสำคัญ ขนาดใหญ่โซนที่ใช้งานอยู่
2.1.เครื่องปฏิกรณ์ประเภท RBMK-1000
เครื่องปฏิกรณ์ RBMK (เครื่องปฏิกรณ์แบบช่องกำลังสูง) ได้ชื่อมาเนื่องจากมีกำลังสูง ดัชนี 1,000 หมายความว่าเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้มีพลังงานไฟฟ้า 1,000 MW และมีพลังงานความร้อน 3,200 MW
ในเครื่องปฏิกรณ์ประเภท RBMK สารหล่อเย็นจะมีน้ำเดือดอยู่ข้างใต้ แรงดันสูง(ประมาณ 60 บรรยากาศ) ตัวหน่วงในเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้คือกราไฟท์ การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวใช้บล็อกสี่เหลี่ยมของกราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ขนาด 250x250x500 มม. ในรูปแบบบล็อกก็มี รูทรงกระบอกด้วยเหตุนี้เมื่อวางซ้อนกันช่องเทคโนโลยีแนวตั้งจะถูกสร้างขึ้นโดยใส่ท่อโลหะที่ทำจากโลหะผสมเซอร์โคเนียม ส่วนประกอบเชื้อเพลิง (แท่งเชื้อเพลิง) ตั้งอยู่ภายในท่อโลหะและมีน้ำหล่อเย็นไหลผ่าน กองกราไฟท์ทั้งหมดเป็นทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 14 เมตร และสูงมากกว่า 8 เมตร ในการปิดผนึกพื้นที่เครื่องปฏิกรณ์ กองกราไฟท์ถูกล้อมรอบด้านข้างด้วยโครงโลหะเชื่อม และด้านบนและด้านล่างด้วยแผ่นเหล็กขนาดใหญ่ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยยึดกราไฟท์เท่านั้น แต่ยังเป็นส่วนหนึ่งของ การป้องกันทางชีวภาพเครื่องปฏิกรณ์ พลังงานของเครื่องปฏิกรณ์ประมาณ 5% ถูกปล่อยออกมาในรูปกราไฟท์ ดังนั้น เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของกราไฟท์ พื้นที่ของเครื่องปฏิกรณ์จึงเต็มไปด้วยส่วนผสมที่หมุนเวียนช้าๆ ของฮีเลียม (He 85-90%) และไนโตรเจน (N 10-15%) ในแต่ละช่องกระบวนการ และมีเพียง 1,661 ชิ้นในเครื่องปฏิกรณ์ RBMK-1000 มีชุดเชื้อเพลิงสองชุดเชื่อมต่อกันแบบอนุกรม และเนื่องจากส่วนประกอบเชื้อเพลิงแต่ละชิ้นมีความยาว 3.5 เมตร ความสูงของแกนเครื่องปฏิกรณ์จึงอยู่ที่ 7 เมตร ในกรณีนี้ ปริมาณยูเรเนียมที่บรรจุเข้าเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดคือ 200 ตัน หากการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม-235 มีจำนวนสูงถึง 2.4%
ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องปฏิกรณ์แบบช่อง ได้แก่ การไม่มีถังที่ใช้แรงงานเข้มข้นและมีราคาแพง ความสามารถในการเพิ่มพลังงานโดยการเพิ่มบล็อกกราไฟท์ใหม่โดยไม่ต้องเปลี่ยนการออกแบบส่วนประกอบอื่น ๆ เช่นเดียวกับความสามารถในการเปลี่ยนองค์ประกอบเชื้อเพลิงใช้แล้วด้วยชิ้นใหม่โดยไม่ต้อง การปิดเครื่องปฏิกรณ์
นอกจากข้อดีแล้ว เครื่องปฏิกรณ์ RBMK ยังมีข้อเสียบางประการอีกด้วย เนื่องจากในเครื่องปฏิกรณ์ RBMK น้ำหล่อเย็นโดยตรงจากแกนกลางจะเข้าสู่เครื่องกำเนิดไอน้ำและกังหัน จึงเรียกว่าวงจรเดียว และในเครื่องปฏิกรณ์แบบวงจรเดียว ไม่สามารถตัดความเป็นไปได้ที่สารกัมมันตภาพรังสีจะเข้าสู่น้ำ เครื่องกำเนิดเทอร์โบ และโรงงานอื่นๆ ในระหว่างการลดแรงดันท่อในกรณีฉุกเฉิน นอกจากนี้สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ RBMK เนื่องจาก ความยาวอีกต่อไปโซนแอคทีฟ สแต็คกราไฟท์จำนวนมาก และปัจจัยอื่นๆ มีลักษณะพิเศษคือการกระจายของความสูงและปริมาตรนิวตรอนไม่สม่ำเสมอ และด้วยเหตุนี้ จึงมีการปล่อยความร้อนไม่สม่ำเสมอ เมื่อรวมกับลักษณะเฉพาะของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการกลั่นกรองของส่วนผสมของไอน้ำและอากาศระหว่างการทำงาน ทำให้เกิดความไม่แน่นอนในการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์
รูปที่ 1 แสดง แผนภาพวงจรโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พร้อมเครื่องปฏิกรณ์ RBMK-1000
รูปนี้แสดงให้เห็นว่าน้ำร้อนในช่องเทคโนโลยีจนถึงอุณหภูมิ 300°C จะถูกส่งผ่านท่อหลักจากเครื่องปฏิกรณ์ไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งจะส่งความร้อนส่วนหนึ่งไปยังกังหัน ซึ่งจะหมุนเครื่องกำเนิดไอน้ำ . จากนั้น ไอน้ำที่ถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิประมาณ 30°C จะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์ และเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์อีกครั้งในรูปของน้ำ
2.2.เครื่องปฏิกรณ์ประเภท VVER-1000
เครื่องปฏิกรณ์ประเภท VVER (เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้กำลังระบายความร้อนด้วยน้ำ) มีความแตกต่างในการออกแบบบางอย่างจากเครื่องปฏิกรณ์ RBMK-1000
เครื่องปฏิกรณ์ VVER เช่น เครื่องปฏิกรณ์ RBMK มีพลังงานไฟฟ้า 1,000 MW แต่พลังงานความร้อนของพวกมันน้อยกว่าเล็กน้อยและมีค่าเท่ากับ 3,000 MW เครื่องปฏิกรณ์ VVER มีน้ำหนักค่อนข้างหนักและมีน้ำหนักหลายร้อยตัน
เครื่องปฏิกรณ์ VVER เรียกอีกอย่างว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบภาชนะรับความดัน ตามกฎแล้วในเครื่องปฏิกรณ์แบบภาชนะความดันจะใช้ระบบน้ำสองวงจร อุ่นถึง อุณหภูมิสูงในแกนเครื่องปฏิกรณ์ น้ำจะเข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งจะทิ้งความร้อนไว้ และถูกส่งไปยังน้ำในวงจรทุติยภูมิ วงจรที่หนึ่งและที่สองจะถูกแยกออกจากกันด้วยชั้นฉนวน ดังนั้นน้ำจากวงจรแรกจึงไม่สามารถเข้าสู่วงจรที่สองได้ นี่เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของระบบเครื่องปฏิกรณ์แบบสองวงจรจากมุมมอง ความปลอดภัยของรังสี- ในเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเบา น้ำธรรมดาทำหน้าที่เป็นตัวหน่วงและสารหล่อเย็น
มีการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์หลักสองแบบ: BWR (เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด) และ PWR (เครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดัน) ประเภทอุตสาหกรรมเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษที่ 50
BWR – เครื่องปฏิกรณ์แบบวงจรโดยตรง น้ำหล่อเย็นไหลเวียนผ่านแกนเครื่องปฏิกรณ์ และกลายเป็นไอน้ำภายในภาชนะรับความดันของเครื่องปฏิกรณ์ ไอน้ำนี้จะขับเคลื่อนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรง หลังจากผ่านเครื่องกำจัดอากาศแล้ว คอนเดนเสทจะไหลกลับเข้าไปในถังปฏิกรณ์ จากผลของวงจรโดยตรง กังหันจะปนเปื้อนด้วยสารกัมมันตภาพรังสีที่มีอยู่ในไอน้ำและน้ำของวงจรปฐมภูมิ ดังนั้นกังหันจึงถูกปิดไว้ในท่อที่ปิดสนิท ซึ่งการรั่วไหลจะถูกส่งกลับไปยังวงจรหลัก ห้องโถงกังหันเป็นพื้นที่ควบคุมและระหว่างนั้น การซ่อมบำรุงต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษ
PWR – เครื่องปฏิกรณ์แบบวงจรทางอ้อม ความดันในถังปฏิกรณ์สูงพอที่จะป้องกันไม่ให้น้ำเดือด น้ำนี้ที่อุณหภูมิประมาณ 320 องศาเซลเซียส ไหลเวียนผ่านวงจรปิดซึ่งรวมถึงเครื่องกำเนิดไอน้ำ ทำให้เกิดไอน้ำในวงจรทุติยภูมิที่ขับเคลื่อนกังหัน
เครื่องปฏิกรณ์ VVER ได้รับการพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เครื่องปฏิกรณ์ VVER เครื่องแรกมีกำลัง 210 เมกะวัตต์ กว่า 20 ปี กำลังการผลิตไฟฟ้าของหน่วยเพิ่มขึ้นเป็น 1,000 เมกะวัตต์ ความดันวงจรหลักเพิ่มขึ้นจาก 10 MPa เป็น 16 MPa และแรงดันไอน้ำในเครื่องกำเนิดไอน้ำเพิ่มขึ้นจาก 2.3 เป็น 6.4 MPa ความเข้มจำเพาะของแกนเพิ่มขึ้นจาก 47 เป็น 111 กิโลวัตต์ต่อลิตร เครื่องปฏิกรณ์ VVER มีวิธีแก้ปัญหาทั่วไปที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว
ฤดูหนาวในรัสเซียมีความรุนแรงดังนั้นจึงมีการเพิ่มอีกหนึ่งรายการเข้าไปในรายการ "สัญญาณของผู้คน" ในยุคของอุตสาหกรรม: หากการระบายน้ำ "ลอย" หน้าแปลนรั่วแสดงว่าระบบเทคโนโลยีกำลังทำงานและไม่แข็งตัว ถ้าไม่เช่นนั้น อย่างที่พวกเขาพูดว่า "มันเป็นเรื่องใหญ่" คุณจะต้องอุ่นเครื่องระบบและจัดการกับไอซิ่ง ในศตวรรษปัจจุบัน มีแนวทางที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการรับรองประสิทธิภาพของพลังงานความร้อนและระบบเทคโนโลยี แต่นิสัยของการผ่อนปรนเกี่ยวกับท่อระบายน้ำไอน้ำและหน้าแปลนที่รั่วยังคงอยู่
ในขณะเดียวกันเงินก็หายไปอย่างไร้ร่องรอยใน "หมอกพลังงานความร้อน" ซึ่งเป็นเงินที่ใช้ไปกับการสร้างความร้อน ในช่วงเวลาที่ภาษีเชื้อเพลิงและน้ำเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การละเลยทรัพยากรพลังงานดังกล่าวถือเป็นโอกาสที่พลาดไปในการต่อสู้เพื่อการผลิตที่มีประสิทธิภาพ
นอกจากการอบไอน้ำแล้ว ทรัพยากรรองยังใช้กับสภาพแวดล้อมอื่น ๆ อีกด้วย กระบวนการทางเทคโนโลยีเช่นคอนเดนเสทไอน้ำหลังอุปกรณ์กระบวนการและน้ำหล่อเย็น ใน 8 กรณีจาก 10 กรณี ในทางปฏิบัติของฉัน (NPT) จะไม่มีการใช้งานในทางใดทางหนึ่งที่องค์กร แต่ต้องใช้ค่าใช้จ่ายในการกำจัดเพิ่มเติมเท่านั้น
เกี่ยวกับวิธีเปลี่ยนความร้อนเกรดต่ำให้เป็น แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมการออม - บทความนี้
ความร้อนคุณภาพต่ำ: ควรดูที่ไหนและใช้งานอย่างไร
ในอุตสาหกรรม แหล่งพลังงานที่มีศักยภาพต่ำมักถูกจัดประเภทเป็นแหล่งพลังงานทุติยภูมิ ซึ่งได้แก่ ของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 100°C และก๊าซที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 300°C ในทางปฏิบัติ ขีดจำกัดอุณหภูมิบนสำหรับผู้บริโภคเฉพาะรายสามารถใช้เป็นอุณหภูมิของแหล่งกำเนิดได้ ซึ่งช่วยให้สามารถนำความร้อนไปใช้สำหรับ วัตถุประสงค์ที่เป็นประโยชน์ใช้อุปกรณ์ที่เรียบง่ายเป็นที่รู้จักมานานและค่อนข้างถูก - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ขีดจำกัดอุณหภูมิที่ต่ำกว่าของแหล่ง NHP อาจดูน่าประหลาดใจ แต่ปั๊มความร้อนแบบอัดสมัยใหม่สามารถดึงความร้อนออกมาได้ อากาศในชั้นบรรยากาศในฤดูหนาว อุณหภูมิต่ำสุด -30°C ไม่ "อุ่น" เลย แต่สามารถใช้เพื่อทำความร้อนในอาคารที่พักอาศัยและแม้กระทั่งวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม (เช่น การทำความร้อนในพื้นที่อุตสาหกรรมห่างไกลที่มีแหล่งจ่ายไฟที่เชื่อถือได้และปัญหาเรื่องความร้อน) ใช้ช่วงอุณหภูมิ ความร้อนเกรดต่ำแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 ตัวอย่างการจัดโครงการลดแรงดันแบบเป็นขั้นตอนและการใช้พารามิเตอร์ที่แตกต่างกันสองสามตัว
บน องค์กรอุตสาหกรรมแหล่งที่มาของ NPT เป็น "ธรรมดา" ซึ่งเป็นลักษณะของการผลิตเกือบทุกชนิด (ความร้อนของน้ำเสียอุตสาหกรรม, ไอน้ำเสียของหน่วยเทคโนโลยี, ความร้อนของไอน้ำคอนเดนเสทหลังจากอุปกรณ์เทคโนโลยีหรือเข้าสู่คอนเดนเซอร์ของเครื่องยนต์ความร้อนด้วยเทอร์โบไดรฟ์, ความร้อนที่ถูกถ่ายโอนไปยัง ระบบจ่ายน้ำหมุนเวียนอันเป็นผลมาจากอุปกรณ์ทำความเย็นและมักจะปล่อยออกสู่บรรยากาศผ่านหอทำความเย็นหรือลงสู่บ่อทำความเย็นโดยตรง) และลักษณะ "เฉพาะ" ของวิสาหกิจในอุตสาหกรรมหรือภูมิภาคหนึ่งๆ ดังนั้นองค์กรปิโตรเคมีและการแปรรูปก๊าซจึงมีลักษณะของการสูญเสียก๊าซไอเสียจากเตาเผากระบวนการ ไอน้ำเสียจากเสากลั่น ระบบสุญญากาศ เครื่องทำความร้อน และความร้อนของการไหลของผลิตภัณฑ์
ความร้อนนี้ใช้ยังไง? ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความต้องการและงานที่คุณมีในองค์กรของคุณ มีหลายทางเลือก:
- ใช้สำหรับทำความร้อน, ทำน้ำร้อนเพื่อป้อนระบบเทคโนโลยีหรือการกำจัดอากาศเบื้องต้น
- คืน NPT สู่วงจรเทคโนโลยีและนำกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการทางเทคโนโลยี
- ใช้สำหรับจ่ายความร้อนให้กับโรงงานที่อยู่ห่างไกลจากแหล่งเชื้อเพลิงราคาถูก
- รับไฟฟ้าเพื่อลดต้นทุนในการซื้อจากซัพพลายเออร์บุคคลที่สามหรือเพื่อสำรองไฟฟ้าตามความต้องการของคุณเอง
ผลลัพธ์:
- การลดต้นทุนเชื้อเพลิงและการผลิตความร้อนหรือไฟฟ้าเบื้องต้น
- ลดต้นทุนในการซื้อน้ำเพื่อเลี้ยงวงจรเทคโนโลยี แปรรูปในระบบบำบัดน้ำ และทำความร้อนให้ได้อุณหภูมิตามข้อกำหนดทางเทคโนโลยี
- การลดต้นทุนสำหรับน้ำแต่งหน้าจากแหล่งน้ำรีไซเคิล (ระเหยในหอทำความเย็น)
- ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์โดยการลดปริมาณเชื้อเพลิงที่เผาไหม้
โซลูชั่นทางเทคนิค
ปัจจุบันมีเทคโนโลยีพื้นฐานหลายประการสำหรับ .
หน่วยปั๊มความร้อน (HPU)
ปั๊มความร้อนแบ่งออกเป็นการบีบอัดและการดูดซับทั้งนี้ขึ้นอยู่กับหลักการทำงาน ปั๊มความร้อนแบบอัดจะถูกขับเคลื่อนด้วยพลังงานกล (ไฟฟ้า) เสมอ ในขณะที่ปั๊มความร้อนแบบดูดซับจะใช้แหล่งความร้อนที่มีศักยภาพสูงกว่าเพื่อแยก NHP: น้ำร้อน, ไอน้ำ, ก๊าซไอเสีย, การเผาไหม้โดยตรงเชื้อเพลิง.
เครื่องยนต์ความร้อนอัด (CHEs) ในโหมดการทำงาน
ปั๊มไอน้ำ (HPU)
รูปที่ 2 หลักการทำงานของปั๊มอัด
หลักการทำงานของ CTN ขึ้นอยู่กับความสามารถของสารทำความเย็นอุณหภูมิต่ำในการต้มภายใต้สภาวะ ความดันต่ำขจัดความร้อนออกจากแหล่งความร้อนอุณหภูมิต่ำ ช่วงอุณหภูมิในการทำงานจะถูกเลือกโดยการเลือกของเหลวทำงานเฉพาะและช่วงแรงดันใช้งาน สำหรับการติดตั้งทางอุตสาหกรรมแบบพิเศษก็สามารถทำได้ อุณหภูมิสูงสุดประมาณ 120-140°C โดยใช้รูปแบบการเชื่อมต่อแบบ "เรียงซ้อน" และสารทำความเย็นที่เหมาะสม แยก ทิศทางที่มีแนวโน้ม- HPI อุณหภูมิสูงโดยใช้ CO 2 พร้อมพารามิเตอร์วิกฤตยิ่งยวด
เครื่องยนต์ดูดซับความร้อนในโหมดการทำงานของปั๊มความร้อน (ABHP)
หลักการทำงานของ ABTN ขึ้นอยู่กับความสามารถของสารละลายดูดซับในการดูดซับไอน้ำที่มีมากกว่า อุณหภูมิต่ำกว่าการแก้ปัญหา
เครื่องยนต์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือเครื่องยนต์ความร้อนแบบดูดซับซึ่งใช้สารละลายลิเธียมโบรไมด์ (LiBr) เป็นตัวดูดซับ ตัวเครื่องมีระบบทำน้ำร้อนจนถึงอุณหภูมิ 60-90°C
การติดตั้งดังกล่าวสามารถใช้ในโหมดเครื่องทำความเย็น (ABHM) โดยให้น้ำหล่อเย็น (เช่น น้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิต) จนถึงอุณหภูมิ 5-15 ° C โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิ สิ่งแวดล้อม.
รูปที่ 3 หลักการทำงานของ ABTM
การติดตั้งโดยใช้วงจร ORC เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า
บ้าน คุณสมบัติที่โดดเด่นการติดตั้งตามวงจร Rankine อินทรีย์ (ORC) - การใช้สารออกฤทธิ์อินทรีย์แทนไอน้ำ ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของวงจรความร้อนที่กำลังต่ำและที่อุณหภูมิแหล่งความร้อนต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับวงจรไอน้ำแบบคลาสสิก เนื่องจากมีจุดเดือด สารอินทรีย์น้อยกว่าน้ำ ในทางกลับกัน มันจำกัดการใช้พลังปานกลางและสูง
ความสนใจในการติดตั้งกับ ORC เพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยการพัฒนาแหล่งพลังงานโดยใช้เชื้อเพลิงที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม (เศษไม้ เชื้อเพลิงชีวภาพ) เนื่องจากเมื่อเผาพวกมัน เป็นเรื่องยากที่จะรับรองพารามิเตอร์ของสารหล่อเย็นที่ทางออกของการติดตั้งที่ช่วยให้การใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ วงจรไอน้ำ-น้ำแบบธรรมดา
แผนภาพที่ 1 ภูมิภาค การประยุกต์ใช้ที่มีประสิทธิภาพการติดตั้งด้วยวงจร ORC
ปัจจุบัน ส่วนหนึ่งของการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานขององค์กรในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและอื่น ๆ ที่ใช้เทคโนโลยีไอน้ำที่มีพารามิเตอร์ต่างกัน กำลังดำเนินการปรับปรุงให้ทันสมัยด้วยการแทนที่หน่วยทำความเย็นแบบลดความเย็น (RCU) ด้วยกังหันแรงดันย้อนกลับ ในกรณีนี้ ไอน้ำที่มีแรงดันที่เหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์ในการจ่ายความร้อนจะถูกใช้เป็นขีดจำกัดล่างของการลด อย่างไรก็ตามการใช้พลังงานความร้อนเพื่อให้ความร้อนคือ ธรรมชาติตามฤดูกาลและจำกัดความสามารถในการผลิตไฟฟ้าของกังหันแรงดันต้าน ส่งผลให้ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจลดลง การใช้การติดตั้ง ORC จะช่วยให้เราหลีกเลี่ยงความไม่สมดุลตามฤดูกาลและทำหน้าที่เป็นตัวสนับสนุนเพิ่มเติมสำหรับแหล่งจ่ายไฟตามความต้องการของเราเอง
ใน เมื่อเร็วๆ นี้เทคโนโลยีข้างต้นถูกนำมาใช้มากขึ้นในการรวมกันต่างๆ ตัวอย่างเช่น โคเจนเนอเรชั่นคือการเชื่อมต่อของการติดตั้งการผลิตไฟฟ้า รวมถึงที่มีวงจร ORC และอุปกรณ์ในการผลิตพลังงานความร้อนของพารามิเตอร์ที่ผู้บริโภคต้องการผ่านการใช้ความร้อนเกรดต่ำ
หากเครื่องยนต์ความร้อนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการติดตั้งแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติได้รับการออกแบบให้ทำงานทั้งในโหมดปั๊มความร้อนและในโหมด "ตู้เย็น" ระบบการผลิตไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นระบบไตรเจนเนอเรชั่นเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าราคาถูก พลังงานความร้อน และความเย็น
ระบบรวบรวมและส่งคืนคอนเดนเสทในโรงงานผลิต
พลังงานความร้อนที่มีอยู่ในคอนเดนเสทไอน้ำหลังจากใช้ในห่วงโซ่เทคโนโลยีขององค์กรจะต้องส่งคืนให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อใช้ในภายหลัง ในเวลาเดียวกัน คอนเดนเสทเองก็เป็นแหล่งที่ดีเยี่ยมในการป้อนวงจรกระบวนการไอน้ำของสถานที่ผลิตพลังงาน ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการเตรียมน้ำเพิ่มเติม
ภารกิจหลักในการออกแบบและการทำงานของระบบนำความร้อนเกรดต่ำกลับมาใช้ใหม่
การเชื่อมโยงแหล่งที่มาของ NPT และผู้บริโภค ตัวเลือกสำหรับการใช้งานโดยคำนึงถึงความต้องการขององค์กรเฉพาะ ในขณะที่การรับรองประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของโครงการนั้นเป็นงานทางวิศวกรรมที่ซับซ้อน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ การพัฒนาระบบรีไซเคิลควรมีขั้นตอนต่อไปนี้:
- การสำรวจระบบพลังงานก่อนโครงการ (การรวบรวมข้อมูลและการรวบรวมสมดุลพลังงานการสำรวจด้วยเครื่องมือ)
- การสร้างแบบจำลองกระบวนการทางเทคโนโลยีของการติดตั้งการดำเนินการที่นำไปสู่การสูญเสียพลังงานสูงสุด (การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์การวิเคราะห์หยิก)
- การวิเคราะห์ข้อ จำกัด ของทรัพยากรเมื่อใช้ NTP การพัฒนาตัวเลือกและการเลือกโซลูชันที่เหมาะสมที่สุด
- การวิเคราะห์ข้อ จำกัด ทางเศรษฐกิจเมื่อใช้ NPT ในเงื่อนไขขององค์กรที่กำหนดและการพัฒนาการศึกษาความเป็นไปได้
การออกแบบและลักษณะการทำงานเฉพาะของระบบรีไซเคิล NPT คือ เกือบทั้งหมดใช้สารทำความเย็นที่มีจุดเดือดต่ำในการทำงาน เช่น จริงๆ แล้วเป็นเทคโนโลยี “การทำความเย็น” ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ปัญหาด้านความปลอดภัยของปั๊มความร้อนจะรวมอยู่ใน GOST เดียวกับเครื่องทำความเย็น (GOST EN 378-1-2014 ระบบทำความเย็นและปั๊มความร้อน ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม ส่วนที่ 1-4) ประสบการณ์ในการใช้งานเทคโนโลยีดังกล่าวในรัสเซียมีความสำคัญมาก
อนาคตของเทคโนโลยีในรัสเซีย
ประสิทธิผลของเทคโนโลยีการนำความร้อนกลับคืนคุณภาพต่ำไม่ได้ทำให้เกิดคำถาม ดังนั้นทุกปีจึงมีการใช้เทคโนโลยีเหล่านี้มากขึ้นทั่วโลก สาเหตุของการดำเนินการที่ช้าในรัสเซียนั้นเนื่องมาจากสาเหตุทางเศรษฐกิจ ต้นทุนทรัพยากรพลังงานที่ต่ำและอุปกรณ์นำเข้าที่มีต้นทุนค่อนข้างสูงส่งผลให้มีระยะเวลาคืนทุนสูงสำหรับโครงการ "มาตรฐาน"
อย่างไรก็ตาม การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าเศรษฐศาสตร์ที่มีประสิทธิผลของโครงการนั้นเป็นคำถามอยู่เสมอ แนวทางของแต่ละบุคคลและทัศนคติที่มีความรับผิดชอบของผู้รับเหมาต่อการออกแบบระบบและการเลือกอุปกรณ์และส่วนประกอบที่เหมาะสมที่สุด นอกจากนี้ ระยะเวลาคืนทุนในวันนี้จะคำนวณตามอัตราค่าไฟฟ้าในปัจจุบัน ในขณะที่การเปิดเสรีภาษีสำหรับ พลังงานความร้อนมีแนวโน้มว่าจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากในองค์ประกอบพลังงานของต้นทุนองค์กร
สถานการณ์นี้จะส่งผลกระทบต่อน้อยกว่าบริษัทอื่น ๆ เหล่านั้นที่เริ่มเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนพลังงานแล้วโดยเฉพาะต้องขอบคุณ ใช้ซ้ำความร้อนเกรดต่ำ
อิกอร์ โซโคลอฟ
ผู้เชี่ยวชาญชั้นนำของบริษัท "เฟิร์ส เอ็นจิเนียร์"
TM MASH LLC ผลิตระบบนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (โคเจนเนอเรชั่น) จากชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล (DGS, DPP) โรงงานผลิตลูกสูบก๊าซ (GPU, GPA, GPGU) และโรงงานกังหันก๊าซ (GTE) ระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สำหรับสถานีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซหรือดีเซลเป็นอุปกรณ์และอุปกรณ์ทางเทอร์โมเมคานิกที่ซับซ้อนซึ่งช่วยให้สามารถใช้พลังงานความร้อนของหน่วยกังหันก๊าซหรือชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลจำนวนหนึ่ง รวมการไหลของสารหล่อเย็นที่จุดรวบรวมและจ่ายความร้อนให้กับ ผู้บริโภค
การประเมินประสิทธิภาพการนำความร้อนกลับคืนตามจริง:การคำนวณการคืนทุนของ มทส
—
องค์ประกอบหลักของระบบนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (HRS) คือโมดูลระบายความร้อน (TM) หรือที่เรียกว่าหน่วยหรือโมดูลนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (HRU) เป็นโมดูลระบายความร้อนที่ใช้ความร้อนจากโรงไฟฟ้าแต่ละแห่ง ซึ่งรวมกับความร้อนจากโมดูลระบายความร้อนอื่นๆ และกระจายไปยังผู้ใช้บริการผ่านจุดความร้อนสะสม ระบบนี้และเป็นระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ การรวม ECS เข้ากับระบบทำความเย็นของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลและหน่วยกังหันก๊าซ (หม้อน้ำทำความเย็นหรือที่เรียกว่าหอทำความเย็นแบบแห้ง ปั๊ม และท่ออื่นๆ) ทำให้เกิดระบบเทอร์โมเมคานิกที่สมบูรณ์ของโรงงาน
ตัวอย่างของแผนภาพความร้อนแบบง่าย:
TM ช่วยให้คุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม - ประสิทธิภาพ (ปัจจัยการใช้เชื้อเพลิง) ของหน่วยพลังงานความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญโดยนำมูลค่ามาเป็น 85-90% ดังนั้นวัตถุประสงค์หลักของระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่คือการประหยัดต้นทุนในการสร้างความร้อน ดังนั้นการนำ ECS มาใช้ อย่างเต็มที่เป็นเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน คุณสามารถดูตัวอย่างการคำนวณการคืนทุนของระบบนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ได้ในหน้านี้
ในระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) พลังงานความร้อนจะถูกใช้ใน TM ดังต่อไปนี้:
- หน่วยนำความร้อนกลับคืนมาด้วยสารป้องกันการแข็งตัว (AHU) จะขจัดความร้อนออกจากสารป้องกันการแข็งตัวของเครื่องยนต์ - แทนที่จะทำความเย็นสารป้องกันการแข็งตัวบนหม้อน้ำทำความเย็น (หอหล่อเย็นแบบแห้ง) สารป้องกันการแข็งตัวจะถ่ายเทพลังงานความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่น้ำของผู้ใช้บริการ UTA คือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อหรือแบบแผ่น ทำงานตามวงจร "น้ำ/สารป้องกันการแข็งตัว" หรือ "สารป้องกันการแข็งตัว/สารป้องกันการแข็งตัว" (ขึ้นอยู่กับว่าลูกค้าใช้สารหล่อเย็นเครือข่ายแบบใด)
- เครื่องดึงความร้อนจากก๊าซไอเสีย (FG) ขจัดความร้อนจากก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์: อุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ทางออกของเครื่องยนต์อยู่ที่ประมาณ 450-550 °C อุณหภูมิของก๊าซที่ทางออกของ UG คือ 120-180 องศาเซลเซียส อุณหภูมิที่ลดลงนี้ช่วยให้น้ำของผู้บริโภคร้อนขึ้นอย่างมาก UTG คือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อที่ทำงานตามโครงการ "น้ำ/ก๊าซไอเสีย" หรือ "สารป้องกันการแข็งตัว/ก๊าซไอเสีย"
ปริมาณพลังงานความร้อนที่ใช้ไปทั้งหมดเทียบได้กับไฟฟ้าที่ผลิตได้ โดยเฉลี่ย 110%-130% กิโลวัตต์ของความร้อนจะถูกสร้างขึ้นสำหรับไฟฟ้าที่ผลิตได้ 100% กิโลวัตต์
หากเครื่องกำเนิดพลังงานไฟฟ้าเป็นหน่วยกังหัน โมดูลความร้อนจะรวมเฉพาะหน่วยนำความร้อนกลับคืนจากก๊าซไอเสียเท่านั้น พลังงานความร้อนของ UTG ถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์กังหัน แต่โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 120% ถึง 145% ของพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้น
การคำนวณการไหลของน้ำหล่อเย็นเครือข่ายที่ต้องการ:
ตัวเลือกการดำเนินการ
ความร้อนสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยแยกจากวงจรสารป้องกันการแข็งตัวหรือก๊าซไอเสีย หรือจากทั้งสองวงจรพร้อมกัน ดังนั้นจึงได้รับโมดูลระบายความร้อนเวอร์ชันต่อไปนี้:
- โมดูลระบายความร้อนอยู่ในความพร้อมจากโรงงานเต็มรูปแบบ (TM) ประกอบด้วยตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อการกู้คืนสองตัว สวิตช์การไหลของก๊าซ ท่อบายพาส ท่อ ฐานเฟรม ชุดเครื่องมือและระบบอัตโนมัติ และตู้ควบคุมอัตโนมัติ (SHAU TM)
- โมดูลความร้อนสำหรับการนำความร้อนจากก๊าซไอเสียกลับมาใช้ใหม่ (TMVG) ประกอบด้วยหน่วยการนำความร้อนกลับคืนจากก๊าซไอเสีย (EGH) สวิตช์การไหลของก๊าซที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ฐานเฟรม ท่อบายพาสก๊าซไอเสีย และชุดเครื่องมือและอุปกรณ์ควบคุม
- โมดูลความร้อนสำหรับการนำความร้อนกลับคืนมาด้วยสารป้องกันการแข็งตัว (TMVV) ประกอบด้วยตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบป้องกันการแข็งตัว (UTA), ท่อ, วาล์วสามทาง และ SHAU TM (หากจำเป็น) ในโมดูลระบายความร้อนที่ใช้ความร้อนผ่านทั้งสองวงจร TMVG และ TMVV สามารถอยู่ในกรอบเดียวหรือแยกกัน เช่น TMVV ภายในคอนเทนเนอร์ และ TMVG บนหลังคา หรือบนชั้นต่างๆ ของอาคารศูนย์พลังงาน เมื่อสั่งซื้อ TMVG หรือ TMVV สามารถรวมตู้ควบคุมที่ถูกตัดทอนที่เกี่ยวข้องไว้ในแพ็คเกจการจัดส่งได้
อุปกรณ์
โดยทั่วไปแล้ว โมดูลระบายความร้อนที่พร้อมจากโรงงานจะประกอบด้วย:
- หน่วยนำความร้อนจากก๊าซไอเสีย (EGH)
- สารป้องกันการแข็งตัวของการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (UTA)
- ท่อสำหรับสารป้องกันการแข็งตัวและน้ำเครือข่าย
- ท่อบายพาสพร้อมวาล์วปีกผีเสื้อ
นอกจากนี้ หน่วยการนำความร้อนกลับคืนอาจรวมถึง:
- สารป้องกันการแข็งตัวและปั๊มน้ำร้อน
- เคสป้องกันสำหรับติดตั้ง TM บนถนน / หลังคาตู้คอนเทนเนอร์
- ระบบการนำความร้อนกลับคืนคุณภาพต่ำ
- เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเครือข่าย
คุณสมบัติการออกแบบและข้อดีของ TM ของเรา
- ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนทำจากสแตนเลส 12x18n10t เพิ่มความทนทานให้กับสินค้า
- การออกแบบหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งแบบท่อดับเพลิงทำให้ง่ายต่อการทำความสะอาดท่อจากการปนเปื้อน การออกแบบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อดับเพลิงมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น
- ตัวชดเชยบนปลอก UTG ช่วยปกป้องตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจากความเสียหายในกรณีที่เกิดการละเมิดสภาพการทำงานในกรณีฉุกเฉิน
- ความเป็นไปได้ในการผลิตผู้ใช้ก๊าซไอเสียที่มีระดับความต้านทานตามหลักอากาศพลศาสตร์ลดลง (สูงสุด 2 kPa)
- การออกแบบแบบเปลือกและท่อของ UTA ช่วยให้การซ่อมแซมและทำความสะอาดสะดวกขึ้นในสภาวะที่มีการเข้าถึงการขนย้ายต่ำ (ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนปะเก็นระหว่างเพลต)
- ในขั้นตอนการตกลงกับลูกค้าเกี่ยวกับโครงร่างโมดูลระบายความร้อนของเรา เราจะตกลงเกี่ยวกับการติดตั้ง การเชื่อมต่อ และพารามิเตอร์โดยรวมของโมดูลระบายความร้อน ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการจ่ายน้ำในเครือข่าย สารป้องกันการแข็งตัว และก๊าซไอเสียที่สะดวก
- โมดูลระบายความร้อนผลิตขึ้นสำหรับแรงดันใช้งานของตัวกลางของเหลว – 0.6 MPa
- โมดูลระบายความร้อนที่ประกอบทั้งหมด รวมถึงแต่ละยูนิต จะต้องผ่านข้อบังคับ การทดสอบไฮดรอลิกในการผลิตของเรา แรงดันทดสอบ – 0.8 MPa
- เราสามารถผลิตโมดูลสำหรับแรงดันสูงสุด 4 MPa
- ความช่วยเหลือในการออกแบบและเลือกระบบและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง
- แนวทางที่ยืดหยุ่นตามความต้องการและความปรารถนาของลูกค้า
ระบบนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ "TM MASH" ตัวอย่าง:
TM MASH LLC ได้ผลิตระบบควบคุมสำหรับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลและหน่วยกังหันก๊าซเกือบทั้งหมดที่นำเสนอในรัสเซีย ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างของตัวเลือกต่างๆ สำหรับการสร้างโมดูลระบบโคเจนเนอเรชั่น:
- ระบบนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สำหรับ GPU Caterpillar G3618B
- การออกแบบแบบเปิด (ตั้งอยู่ภายในห้องอุ่น)
- พลังงานความร้อนทั้งหมด (ทั้งไอเสียและสารหล่อเย็น) ถูกนำมาใช้
- วัตถุประสงค์: การทำฟาร์มเรือนกระจกในภูมิภาคเลนินกราด
- เครื่องกำเนิดความร้อนสำหรับ GPU Caterpillar G3412
- รุ่นปลอก (ฝากระโปรง) (อยู่บนหลังคาภาชนะ)
- โมดูลระบายความร้อนแบบเต็ม
- วัตถุ: การผลิตภาคอุตสาหกรรมใกล้แมกนิโตกอร์สค์;
- อุปกรณ์นำความร้อนกลับคืนจากก๊าซไอเสีย Caterpillar D3516
- การออกแบบสถานที่แบบเปิดในอาคารโรงไฟฟ้า
- การกำจัดความร้อนออกจากไอเสีย
- วัตถุประสงค์: โรงไฟฟ้าพลังความร้อนดีเซลเทศบาลในหมู่บ้าน Tura (ภูมิภาคครัสโนยาสค์);
- โมดูลความร้อนสำหรับนำความร้อนกลับแข็งตัวสำหรับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน Caterpillar C18
- แบบเปิดสำหรับติดตั้งในอาคารศูนย์พลังงานด้านข้างชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล
- การนำความร้อนของน้ำหล่อเย็นกลับมาใช้ใหม่
- วัตถุ: โรงไฟฟ้าพลังความร้อนดีเซลเทศบาลบนเกาะ ซาคาลิน;
- คุณลักษณะ: หน่วยนำความร้อนกลับคืนมาด้วยสารป้องกันการแข็งตัวถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น
- โมดูลโคเจนเนอเรชั่นสำหรับหน่วยลูกสูบก๊าซ Cummins 315GFBA
- การออกแบบแบบเปิด (ในกรอบ - สำหรับวางในอาคารบนชั้นสอง)
- การกำจัดความร้อนจากไอเสียไอเสียเท่านั้น
- วัตถุประสงค์: ศูนย์กีฬาและนันทนาการเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก
- หน่วยนำความร้อนกลับมาใช้ GPU Cummins 315GFBA
- การออกแบบแบบเปิดสำหรับตำแหน่งในอาคารถัดจาก GPU
- ความร้อนจะถูกกู้คืนจากทั้งสองวงจร (TM เต็ม)
- วัตถุ: การผลิตภาคอุตสาหกรรมใน Miass;
- หม้อต้มนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ GPU Cummins 1750N5C
- เฉพาะหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง (WTG) เท่านั้นที่ผลิตโดยตรง
- ความร้อนของก๊าซไอเสียจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่
- วัตถุ: โรงต้มน้ำในโซซี;
- โมดูลระบายความร้อนที่สมบูรณ์แบบสำหรับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล Cummins KTA 50G3 และ KTA 38G5
- รุ่นเปิดสำหรับตำแหน่งภายในอาคารใกล้กับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล
- การกำจัดความร้อนจากสองวงจร (วงจรไอเสียและวงจรน้ำหล่อเย็น)
- วัตถุ: โรงไฟฟ้าพลังความร้อนเทศบาลใน Yakutia (หมู่บ้าน Olenek);
- คุณสมบัติ: หน่วยนำความร้อนกลับคืนจากก๊าซไอเสียชนิดท่อน้ำ (หม้อต้มนำความร้อนเหลือทิ้งมาตรฐานที่ผลิตโดย TM MASH มีการกำหนดค่าตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อไฟ) หน่วยนำความร้อนกลับคืนด้วยสารป้องกันการแข็งตัวโดยใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น
- หน่วยนำความร้อนจากก๊าซไอเสีย GPU GE Jenbacher JMS 416
- การออกแบบแบบเปิดสำหรับการจัดวางบนส่วนรองรับเหนือคอนเทนเนอร์ที่มีอยู่ด้วย GPU
- การกำจัดความร้อนออกจากไอเสีย
- วัตถุ: สถานีโลจิสติกส์ในภูมิภาคเชเลียบินสค์
- ลักษณะเฉพาะ: โมดูลระบายความร้อนได้รับการติดตั้งบนไซต์งานที่มีการติดตั้งลูกสูบก๊าซแบบบล็อกคอนเทนเนอร์อยู่แล้ว
- แบบเปิดสำหรับตำแหน่งบนหลังคาห้องเหนือห้องควบคุมแก๊ส
- การนำความร้อนกลับคืนมาอย่างสมบูรณ์
- วัตถุ: โรงแรมและศูนย์การค้าในมอสโก
- คุณลักษณะ: GPU ทำงานโดยใช้ก๊าซเหลว (LPG - โพรเพนบิวเทนเหลว);
- การสร้างความร้อนร่วมของความร้อนจากก๊าซไอเสียจากเครื่องไมโครเทอร์ไบน์ Capstone C1000
- การออกแบบแบบเปิดสำหรับตำแหน่งในอาคารถัดจากหน่วยไมโครเทอร์ไบน์
- การกำจัดความร้อนออกจากไอเสีย (ยกเว้นก๊าซไอเสียบนกังหันและไมโครเทอร์ไบน์ การกำจัดความร้อนไม่สามารถดำเนินการได้จากที่อื่น)
- วัตถุ: ช้อปปิ้งคอมเพล็กซ์ในแมกนิโตกอร์สค์;
- ลักษณะเฉพาะ: หม้อต้มนำความร้อนแบบท่อน้ำกลับมาใช้ใหม่ (หม้อต้มนำความร้อนแบบนำความร้อนมาตรฐานที่ผลิตโดย TM MASH มีการกำหนดค่าตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อไฟ);
- หน่วยนำความร้อนกลับมาใช้ GPU KamAZ
- เปิดโมดูลระบายความร้อนบนเฟรมเพื่อติดตั้งในอาคาร
- โมดูลระบายความร้อนที่สมบูรณ์
- วัตถุ: โรงต้มน้ำใน Saratov;
- หน่วยนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สำหรับก๊าซไอเสียและสารป้องกันการแข็งตัวของหน่วยลูกสูบก๊าซที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน Daewoo Doosan
- การออกแบบแบบเปิดสำหรับวางในภาชนะที่มีชุดลูกสูบแก๊ส
- การนำความร้อนกลับคืนมาอย่างสมบูรณ์
- วัตถุประสงค์: ล้างรถบรรทุกในหมู่บ้าน ซินยาวิโน (Lenoblast);
- หน่วยนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่จากก๊าซไอเสีย DGU UDMZ 6DM-21EL-M (โรงงานเครื่องยนต์ดีเซล Ural)
- การออกแบบแบบเปิดสำหรับวางบนภาชนะ
- การกำจัดความร้อนออกจากไอเสีย
- วัตถุประสงค์: โรงไฟฟ้าดีเซลเทศบาลทางเหนือสุด
- เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนก๊าซไอเสีย GPU Arrow (จีน)
- การออกแบบแบบเปิดสำหรับตำแหน่งถัดจาก GPU แบบฮูด
- การกำจัดความร้อนออกจากไอเสีย
- วัตถุ: อู่แท็กซี่ใน Kurgan;
นิเวศวิทยาการบริโภค เทคโนโลยี: ความร้อนมักถูกมองว่าเป็นของเสียซึ่งทำให้ผู้คนสงสัยว่าทำอย่างไร จำนวนมาก ความร้อนเหลือทิ้งสามารถแปลงเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าได้
ต้องขอบคุณการพัฒนาอุตสาหกรรมที่รวดเร็ว โลกได้เห็นการพัฒนาของเทคโนโลยีต่างๆ ที่สร้างความร้อนเหลือทิ้ง จนถึงขณะนี้ความร้อนนี้มักถูกมองว่าเป็นของเสีย ซึ่งทำให้ผู้คนสงสัยว่าความร้อนเหลือทิ้งจำนวนมหาศาลนี้สามารถเปลี่ยนเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าได้อย่างไร ขณะนี้ ขณะที่นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนาค้นพบวิธีใหม่ในการสร้างพลังงานจากความร้อน ความฝันนั้นก็กำลังกลายเป็นความจริงแล้ว
กลุ่มวิจัยมหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนา:
ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ ชาร์ลส สแตฟฟอร์ด เป็นผู้อำนวยการ กลุ่มวิจัยและเขาและทีมงานทำงานเพื่อเปลี่ยนขยะให้เป็นพลังงาน ผลงานของพวกเขาถูกตีพิมพ์ใน วารสารวิทยาศาสตร์เอซีเอส นาโน
นักวิทยาศาสตร์ของวิทยาลัยวิทยาศาสตร์การมองเห็นแห่งรัฐแอริโซนาและผู้สมัครระดับปริญญาเอก Justin Bergfield แบ่งปันมุมมองที่ว่า "เทอร์โมอิเล็กทริกสามารถเปลี่ยนความร้อนเป็นได้โดยตรง พลังงานไฟฟ้าอุปกรณ์ที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เพื่อนร่วมงานของเราในภาคสนามบอกว่าพวกเขามั่นใจว่าอุปกรณ์นี้ รุ่นคอมพิวเตอร์ที่เราออกแบบไว้สามารถสร้างขึ้นด้วยคุณลักษณะที่เราเห็นในการจำลองของเราได้"
ข้อดี:
การกำจัดวัสดุทำลายโอโซน: การใช้ความร้อนเหลือทิ้งเป็นรูปแบบหนึ่งของไฟฟ้ามีข้อดีหลายประการ จะต้องคำนึงว่าในอีกด้านหนึ่ง แบบจำลองทางทฤษฎีของอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกระดับโมเลกุลจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของรถยนต์ โรงไฟฟ้า โรงงาน และแผงโซลาร์เซลล์ และในทางกลับกัน วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก เช่น คลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) ซึ่งทำให้ชั้นโอโซนหมดสิ้นไปนั้นล้าสมัยไปแล้ว
การออกแบบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น:
ชาร์ลส สแตฟฟอร์ด หัวหน้ากลุ่มวิจัย หวังว่าจะได้รับผลเชิงบวก เขาคาดว่าการออกแบบอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกจะดีกว่าความพยายามครั้งก่อนถึง 100 เท่า หากการออกแบบที่เขาและทีมงานสร้างขึ้นใช้งานได้จริง ความฝันของวิศวกรทุกคนที่ต้องการสร้างพลังงานจากขยะ แต่ไม่มีอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพและประหยัดสำหรับสิ่งนี้ ก็จะเป็นจริง
ไม่จำเป็นต้องมีกลไก:
อุปกรณ์แปลงความร้อนที่คิดค้นโดย Bergfield และ Stafford ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องจักรหรือการทำลายโอโซน สารเคมีเช่นเดียวกับตู้เย็นและกังหันไอน้ำซึ่งแต่ก่อนใช้เพื่อเปลี่ยนขยะเป็นพลังงานไฟฟ้า ขณะนี้งานนี้ดำเนินการโดยชั้นของโพลีเมอร์คล้ายยางที่ประกบอยู่ระหว่างโลหะสองชนิดและทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรด อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกเป็นแบบอัตโนมัติ ไม่ต้องใช้กระบวนการของมอเตอร์ และง่ายต่อการผลิตและบำรุงรักษา
การกำจัดขยะพลังงาน:
พลังงานส่วนใหญ่เกิดจากรถยนต์และอุตสาหกรรม ยานยนต์และ ขยะอุตสาหกรรมสามารถใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้โดยการเคลือบท่อไอเสียด้วยชั้นบางๆ ของวัสดุที่พัฒนาแล้ว นักฟิสิกส์ก็ตัดสินใจใช้กฎหมายเช่นกัน ฟิสิกส์ควอนตัมซึ่งไม่ได้ใช้บ่อยนักแต่ให้ ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม, เมื่อไร เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับการผลิตพลังงานจากขยะ
ข้อดีเมื่อเทียบกับพลังงานแสงอาทิตย์:
อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกโมเลกุลสามารถช่วยสร้างพลังงานแสงอาทิตย์และลดการพึ่งพาเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพต่ำ
มันทำงานอย่างไร:
เมื่อทำงานกับโมเลกุลและสงสัยว่าจะใช้พวกมันสำหรับอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกได้อย่างไร เบิร์กฟิลด์และสแตฟฟอร์ดไม่พบสิ่งใดเป็นพิเศษ จนกระทั่งนักเรียนคนหนึ่งค้นพบว่าโมเลกุลเหล่านี้มีหน้าที่พิเศษ ปริมาณมากโมเลกุลถูกประกบอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดและสัมผัสกับแหล่งความร้อนกระตุ้น การไหลของอิเล็กตรอนไปตามโมเลกุลแบ่งออกเป็นสองส่วน: ส่วนแรกของการไหลชนกับวงแหวนเบนซีน และส่วนที่สองคือการไหลของอิเล็กตรอนไปตามกิ่งก้านแต่ละกิ่งที่ตามมาของวงแหวน
วงจรวงแหวนเบนซีนได้รับการออกแบบในลักษณะที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบวงกลมเป็นระยะทางมากขึ้น ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนสองตัวหลุดออกจากวงแหวน และเข้าหากันในเฟสที่อีกด้านหนึ่งของวงแหวนเบนซีน คลื่นจะหักล้างกันที่ทางแยก และช่องว่างในการไหล ค่าไฟฟ้าเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้า
อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกที่พัฒนาโดย Bergfield และ Stafford สามารถสร้างพลังงานได้เพียงพอในการส่องสว่างหลอดไฟขนาด 100 วัตต์ หรือเพิ่มประสิทธิภาพของรถยนต์ได้ 25%