Aplicação de recuperação de calor na geração combinada de calor e energia e fornecimento triplo
I. Geração combinada de calor e energia (CHP) e tri-: principais cenários de aplicação de recuperação de calor
1. Combinação de Calor e Energia (CHP): Co-produção de Eletricidade e Calor
CHP é um modo de fornecimento de energia altamente eficiente que primeiro gera eletricidade e depois usa calor: a combustão de combustível produz vapor de alta-temperatura e alta-pressão para acionar uma turbina/gerador e produzir eletricidade de{2}alta qualidade. O calor residual de média- e-temperatura baixa após a geração de energia (vapor de extração, água nas camisas dos cilindros, gases de combustão) não é diretamente condensado e descarregado, mas é coletado por meio de dispositivos de recuperação de calor para uso em aquecimento urbano, aquecimento de processos industriais e abastecimento de água quente doméstica.
Modo tradicional de produção separada: A eficiência da geração de energia é de aproximadamente 35% a 45%, com uma grande quantidade de calor residual sendo descarregada no ar com torres de resfriamento/gás de combustão;
Modo CHP: A recuperação de calor aumenta a eficiência energética geral para 70%–90%, quase duplicando a utilização de combustível.
2. Resfriamento, Aquecimento e Energia Combinados (CCHP): Cobertura Total de Eletricidade, Aquecimento e Resfriamento
O CCHP adiciona um componente de resfriamento de calor residual ao sistema combinado de calor e energia (CHP) existente, alcançando "uma máquina, três usos": calor-de alta qualidade é priorizado para geração de energia; o calor residual-de temperatura média é usado para aquecimento/produção de vapor; o calor residual-de baixa temperatura aciona resfriadores de absorção (principalmente brometo de lítio) para resfriamento.
Sem entressafra-: fornece aquecimento no inverno, resfriamento no verão e água quente e eletricidade durante as estações de transição, maximizando a utilização do calor residual e alcançando uma eficiência energética geral de mais de 85%.
2, Tecnologia de recuperação de calor: princípios, caminhos e equipamentos principais
A recuperação de calor segue o princípio de “correspondência de temperatura e utilização em cascata” e é classificada e recuperada de acordo com o grau de calor residual, correspondendo com precisão à procura de energia.
1. Recuperação de calor residual de alta temperatura (acima de 400 graus)
Fonte: Gás de combustão de turbina a gás/motor de combustão interna, escapamento de turbina;
Método de reciclagem: A caldeira de calor residual gera vapor, que pode ser utilizado para geração de energia e fornecimento de vapor para processos industriais;
Valor: o calor residual de alta qualidade é convertido diretamente em-vapor/eletricidade de alto valor, aumentando a receita do sistema.
2. Recuperação de calor residual de temperatura média (100-300 graus)
Fonte: Extração de turbina a vapor, água da camisa do motor, gases de combustão de média temperatura;
Método de reciclagem: Aqueça a água da rede de aquecimento com um trocador de calor, pré-aqueça a água de alimentação da caldeira e acione uma máquina de refrigeração de brometo de lítio de duplo efeito;
Valor: satisfação estável das necessidades de aquecimento, água quente centralizada e{0}}resfriamento de médio porte, substituindo caldeiras tradicionais/refrigeração elétrica.
3. Recuperação de calor residual de baixa temperatura (abaixo de 100 graus)
Fonte: calor de condensação dos gases de combustão, dissipação de calor da torre de resfriamento, água de retorno da rede de aquecimento;
Métodos de reciclagem: bomba de calor de absorção, trocador de calor de aço fluoroplástico, dispositivo de recuperação de calor residual de condensação;
Avanço: Reduza a temperatura de exaustão de 120 graus para menos de 30 graus, recupere o calor latente de vaporização e aumente a capacidade de aquecimento em 20% -50%.
Equipamento central de recuperação de calor
Caldeira de calor residual: recupera gases de combustão para produzir vapor, adequada para turbinas a gás/vapor;
Trocador de calor de gás/água de combustão: gás de combustão de baixa-temperatura, recuperação de calor residual de água da camisa do cilindro, resistência à corrosão e resistência ao acúmulo de poeira;
Máquina de refrigeração por absorção: alimentada por calor residual e fornecida com consumo zero de energia para resfriamento;
Bomba de calor de absorção: aumento da temperatura do calor residual de baixo-grau para alcançar "calor residual em calor utilizável";
Sistema de controle inteligente: previsão de carga, alocação dinâmica de aquecimento frio, quente e elétrico para manter a eficiência energética ideal.
3, O triplo valor trazido pela recuperação de calor: eficiência energética, economia e proteção ambiental
1. Salto na eficiência energética: do “desperdício” ao “esgotamento”
Geração de energia tradicional: cerca de 60% do calor é perdido; Eficiência energética abrangente após recuperação de calor * * Maior ou igual a 80% * *;
Fornecimento triplo: a refrigeração por calor residual substitui a refrigeração elétrica, reduzindo o consumo de energia de refrigeração em mais de 40%;
Recuperação profunda de calor residual: recuperação total do calor residual de exaustão e do calor de condensação, aumentando a eficiência de utilização de energia em 10% -15%.
2. Redução de custos económicos: Reduzir a recuperação de custos e aumentar continuamente a eficiência
Reduzir os custos com combustíveis em 30% -50% e diminuir a capacidade instalada de caldeiras e unidades de refrigeração;
Fornecimento de energia distribuído nas proximidades para reduzir perdas na rede de transmissão e distribuição/aquecimento;
Projetos de construção comercial/pública: recuperar o investimento em renovação dentro de 3 a 6 anos, economizando anualmente dezenas a milhões de yuans em custos de consumo de energia.
3. Baixo carbono e proteção ambiental: alcançar padrões duplos de redução de carbono e redução da poluição
Sob o mesmo fornecimento de energia, as emissões de CO₂ podem ser reduzidas em 40% -60%;
Reduzir a instalação de caldeiras descentralizadas e unidades de refrigeração elétrica, resultando numa diminuição significativa das emissões de NO ₓ, SO ₂ e poeiras;
A recuperação simultânea do calor residual da condensação dos gases de combustão consegue o branqueamento e a remoção de poeira, melhorando a aparência ambiental.
4, Cenários de aplicação típicos e casos práticos
1. Parque industrial: calor residual industrial + cogeração
Modo: Geração de energia por turbina a gás/motor de combustão interna → Caldeira de calor residual para produzir vapor de processo → Aquecimento/resfriamento de calor residual de baixa temperatura;
Efeito: Eficiência energética abrangente * * Maior ou igual a 85% * *, substituindo caldeiras próprias, economizando milhares de toneladas de carvão padrão anualmente.
2. Grandes edifícios públicos (complexos comerciais/hospitais/aeroportos)
Caso: Chengdu Wanda Plaza e um hospital terciário adotam um motor de combustão interna a gás + unidade de calor residual de brometo de lítio;
Efeito: Priorizar a utilização de calor residual para arrefecimento/aquecimento e complementar a energia quando insuficiente; Economia anual de quase 3.000 toneladas de carvão padrão e mais de 12.000 toneladas de redução de emissões de CO ₂.
3. Estações de energia regionais: fornecimento centralizado de energia a nível municipal
Modo: Ciclo combinado de gás + recuperação profunda de calor de gás de combustão + bomba de calor de absorção;
Efeito: Cobrindo centenas de milhares de metros quadrados de demanda de resfriamento, aquecimento e energia, com uma taxa de utilização de calor residual superior a 90%, tornando-se uma referência em energia de baixo-carbono nas cidades.
4. Flexibilidade de transformação de usinas: desacoplamento termoelétrico
Tecnologia: Exaustão de turbina a vapor/calor residual de gases de combustão + bomba de calor de grande absorção;
Valor: Manter o fornecimento de calor enquanto reduz a geração de energia, melhorando a capacidade de redução de pico em 10% -20% e quebrando a restrição de "o calor determina a eletricidade".
5, Tendências Tecnológicas e Direções de Desenvolvimento
Utilização profunda do calor residual: geração de energia térmica residual (ORC) em baixa-temperatura, recuperação de condensação de gás de combustão em temperatura ultra-baixa, conseguindo "comer seco e espremer";
Integração complementar multienergética: recuperação de calor+fotovoltaica/armazenamento de energia/acoplamento de biomassa, construindo um sistema energético abrangente com zero carbono;
Regulação inteligente: gêmeo digital, previsão de carga, operação otimizada por IA, mantendo a mais alta eficiência energética em todas as condições operacionais;
Miniaturização de equipamentos: Microturbinas, unidades modulares de recuperação de calor, adequadas para edifícios-de pequeno e médio porte e cenários distribuídos.
