Основа энергоэффективности и технические возможности энергосистемы ORC с теплообменником-утилизатором тепла
Основная логика системы выработки электроэнергии ORC заключается в поглощении низко-тепловой энергии с помощью органических рабочих жидкостей с низкой температурой кипения (таких как циклопентан, R245fa и т. д.) и достижении преобразования энергии посредством цикла испарения, расширения, конденсации и повышения давления. Теплообменник-утилизатор тепла играет незаменимую роль в этом цикле, поскольку он проходит через множество ключевых звеньев. Его основная функция отражена в трех измерениях: в качестве испарителя он поглощает тепло промышленных отходов, геотермальной энергии и других источников тепла, быстро испаряет и испаряет жидкую органическую рабочую жидкость и подает газообразную рабочую жидкость под высоким-давлением для работы расширительной машины; В качестве регенератора он восстанавливает отходящее тепло -высокотемпературного газообразного рабочего тела после работы расширения, предварительно нагревает жидкое рабочее тело, поступающее в испаритель, снижает потребление энергии источника тепла и улучшает общий тепловой КПД системы; В качестве конденсатора он конденсирует газообразную рабочую жидкость низкого-давления после расширения в жидкое состояние, обеспечивая стабильные условия на входе для циркуляции насоса рабочей жидкости и обеспечивая работу системы по замкнутому-контуру.
Широкий температурный диапазон и эффективная теплопередача являются его основными преимуществами. Система ORC имеет широкий диапазон температур источника тепла (100 градусов -400 градусов), охватывающий различную низко-тепловую энергию, например, промышленное отходящее тепло, геотермальную энергию, холодную энергию СПГ и т. д. Теплообменник с рекуперацией тепла может поддерживать эффективную передачу тепла в различных температурных диапазонах за счет оптимизации конструкции проточного канала и выбора материала. Например, в сценариях использования геотермальной энергии при низких-температурах пластинчато-ребристые теплообменники могут обеспечить эффективный теплообмен при низких перепадах температур; При промышленной высокотемпературной рекуперации отходящего тепла пластинчатые и кожуховые теплообменники, изготовленные из жаропрочных сплавов, могут стабильно справляться с меняющимися условиями работы и обеспечивать эффективность испарения рабочей жидкости. Благодаря этому преимуществу коэффициент преобразования энергии отходящего тепла в системе ORC может достигать 10–25%, что значительно выше, чем при использовании традиционной технологии рекуперации отходящего тепла.
Двойная гарантия компактной конструкции и высокой надежности, подходящая для различных сценариев установки. Промышленные объекты, корабли, удаленные электростанции и другие сценарии применения требуют строгих требований к занимаемой площади и стабильности работы оборудования. Модульная конструкция теплообменников-утилизаторов не только значительно уменьшает занимаемое пространство, но также облегчает транспортировку и-монтаж на месте. В то же время применение сварных конструкций и коррозионностойких-сплавных материалов эффективно решает проблемы утечки и усталостного разрушения традиционных теплообменников в условиях высокой температуры, высокого давления и переменных напряжений, позволяя времени непрерывной работы систем ORC достигать десятков тысяч часов, формируя устойчивую адаптацию к промышленным производственным процессам, не влияя на нормальную работу основного оборудования.
Синергический эффект от оптимизации энергоэффективности и низкого-сокращения выбросов углекислого газа соответствует потребностям устойчивого развития. Теплообменник с рекуперацией тепла восстанавливает отходящее тепло рабочей жидкости с помощью конструкции рекуперации тепла, что значительно повышает комплексную эффективность использования энергии системы ORC и одновременно снижает воздействие прямых промышленных выбросов тепла на окружающую среду. В отраслях с высоким энергопотреблением, таких как сталелитейная, цементная и стекольная промышленность, системы ORC, оснащенные эффективными теплообменниками-утилизаторами тепла, могут преобразовывать более 50 % отработанной тепловой энергии в производственном процессе в электричество, сокращая затраты на энергопотребление и выбросы парниковых газов для предприятий, обеспечивая реальный путь для промышленной низко-углеродной трансформации.
