Рекуперация тепла биогазовой генераторной установки
Основные технологии и устройства для переработки
Рекуперация тепла выхлопных газов
Котел-утилизатор: производит пар при давлении 0,4-0,6 МПа и температуре 150-170 градусов, используется для промышленного пара, отопления или охлаждения на основе бромида лития.
Теплообменник дымовых газов: в высокотемпературной секции используются теплообменники с оребренными/тепловыми трубками для производства горячей воды с температурой 90-150 градусов, а в низкотемпературной секции используется предварительный нагрев пластинчатых/корпусных труб для питательной воды котла или горячей воды для бытового потребления.
Технология тепловых трубок: самоциркуляция с фазовым изменением, коррозионно--стойкий материал (титановый сплав/нержавеющая сталь) + анти-коррозионное покрытие, подходит для серосодержащих дымовых газов, подходит для выхлопных газов при температуре 200–350 градусов.
Рекуперация тепла отработанной воды гильзы цилиндра
Пластинчатый теплообменник: эффективный теплообмен, производящий горячую воду температурой 60-80 градусов, используемый для нагрева бродильных резервуаров, отопления или горячего водоснабжения.
Водоводяной теплообменник: простая конструкция, подходит для установок малого и среднего-размера, с эффективностью рекуперации около 60–75 %.
Передовые методы
Двухступенчатая коррекция разности температур для выработки электроэнергии: высокотемпературный выхлопной газ приводит в действие выработку электроэнергии на первой ступени, а перегретая охлаждающая вода приводит в действие выработку электроэнергии на второй ступени. Он оснащен накопителем энергии с фазовым изменением для стабилизации нагрузки с эффективностью 8–10%.
Абсорбционное охлаждение: использование пара/горячей воды для привода установок на основе бромида лития для охлаждения, обеспечивая комбинированное охлаждение, нагрев и электроснабжение.
3. Проектирование системы и процесс
Предварительная обработка: Десульфурация биогаза (H ₂ S<200ppm), dehydration (dew point<-20 ℃), pressure stabilization (5-10kPa), to reduce equipment corrosion and scaling.
Каскадный процесс переработки
Высокотемпературный выхлоп → котел-утилизатор/теплообменник с тепловыми трубками → производство пара/высокотемпературная-горячая вода → используется для промышленного пара, охлаждения или отопления.
После охлаждения выхлоп → экономайзер → подогрев питательной воды → повышение эффективности котла.
Вода в гильзе цилиндра → Пластинчатый теплообменник → Вода промежуточной температуры → Используется для нагрева бродильных резервуаров, горячего водоснабжения или отопления.
Когда отходящего тепла недостаточно, для снижения пиковых нагрузок следует использовать распределительный вспомогательный резервуар для тепла или энергии.
ключевые параметры
Exhaust outlet temperature control>150 ℃ to avoid dew point corrosion; Cylinder liner water outlet temperature>50 градусов, чтобы предотвратить перегрев двигателя.
Комплексный целевой КПД системы превышает 85%, а на кубический метр биогаза производится дополнительно 0,6 кВтч тепловой энергии.
5. Ключевые моменты проектирования
Защита от коррозии и материалы: сталь ND/нержавеющая сталь+анти-коррозионное покрытие на стороне выхлопа; Водяная сторона гильзы цилиндра изготовлена из титановой пластины/нержавеющей стали 316L для предотвращения коррозии от кислой конденсированной воды.
Optimization of heat transfer efficiency: increase the heat transfer area (fins/extended surface), increase the flow rate (Re>10 ⁴) и контролируйте разницу температур (на стороне выпуска Δ T больше или равно 30 градусам, на стороне воды Δ T больше или равно 10 градусам).
стратегия контроля
Temperature control: exhaust outlet>150 градусов, температура воды в гильзе цилиндра 60-90 градусов.
Отслеживание нагрузки: при изменении условий эксплуатации стабилизируйте тепловую мощность через перепускные клапаны/резервуары для хранения энергии.
Защита: сигнализация о перегреве/избыточном давлении, автоматическое отключение-во избежание повреждения оборудования.
