ORC energiya ishlab chiqarish tizimida issiqlikni qayta tiklash issiqlik almashinuvchisini qo'llash

1, ORC energiya ishlab chiqarish tizimida issiqlikni qayta tiklash issiqlik almashtirgichining asosiy roli
ORC tizimining asosiy printsipi shundan iboratki, past darajadagi issiqlik manbalaridan (masalan, sanoat chiqindi gazi, sovutish suvi va chiqindi bug') issiqlik qayta ishlaydigan issiqlik almashtirgich orqali organik ishchi suyuqlikka o'tkaziladi. Organik ishchi suyuqlik past qaynash nuqtasi tufayli past haroratlarda yuqori{2}}bosimli bug'ga bug'lanib, turbinani aylantirib, elektr energiyasi ishlab chiqarishga harakat qilishi mumkin. Ishchi suyuqlik, ishni bajargandan so'ng, kondensator tomonidan sovutiladi va suyultiriladi, ishlaydigan suyuqlik pompasi tomonidan bosim o'tkaziladi va keyin tsiklni yakunlash uchun yana issiqlik qayta ishlaydigan issiqlik almashtirgichga kiradi.
Issiqlik qayta tiklanadigan issiqlik almashtirgichning asosiy funktsiyalarini uchta nuqtada umumlashtirish mumkin:
Samarali issiqlikni ushlab turish: past darajadagi chiqindi issiqlikning qayta tiklanishini maksimal darajada oshiring, issiqlik manbasi tomonida issiqlik yo'qotilishini kamaytiring va chiqindi issiqlikdan foydalanish samaradorligini oshiring;
Ishchi suyuqlikni aniq isitish: organik ishchi suyuqlikni bug'lanish holatiga (to'yingan bug '/o'ta qizdirilgan bug') isitish, turbinaga ish uchun talablarga javob beradigan ishchi suyuqlik parametrlarini (harorat, bosim) ta'minlash;
Tizimni moslashtirishni tartibga solish: Issiqlik manbasi tomonidagi oqim va harorat o'zgarishiga moslash (masalan, sanoat chiqindi issiqligining intervalgacha va o'zgaruvchan yuk xususiyatlari), ishchi suyuqlik tomonidagi chiqish parametrlarini barqarorlashtirish va ORC tizimining uzluksiz va xavfsiz ishlashini ta'minlash.
Oddiy qilib aytganda, issiqlikni qayta tiklash issiqlik almashinuvchisi ORC tizimidagi "issiqlik manbai" va "ishchi suyuqlik" o'rtasidagi issiqlik almashinuvi ko'prigi bo'lib, uning issiqlik almashinuvi ko'rsatkichi bevosita ORC tizimining energiya ishlab chiqarish samaradorligini aniqlaydi (umuman, ORC tizimining umumiy samaradorligi taxminan 10% ~ 25%, issiqlik almashinuvchisining issiqlik almashinuvi samaradorligi esa asosiy ta'sir qiluvchi omil).

2, issiqlikni qayta tiklash uchun issiqlik almashtirgich uchun ORC tizimining maxsus talablari
ORC tizimining issiqlik manbai asosan past darajali (harorat odatda 80-350 daraja), o'zgaruvchan ish sharoitlari va chiqindi issiqlik tarkibida aralashmalar (masalan, chang va oltingugurt bo'lgan sanoat chiqindi gazi va shkalasi bo'lgan sovutish suvi) va organik ishchi suyuqliklar ko'pincha past qaynash nuqtalariga ega, oson uchuvchanlik va ba'zi ishlay oladigan suyuqliklarga ega. Shuning uchun issiqlikni qayta tiklash issiqlik almashtirgichlarining dizayni, materiali va tuzilishi an'anaviy issiqlik quvvati issiqlik almashinuvchilaridan farq qiladi. Asosiy talablar quyidagilardan iborat:
1. Past darajadagi issiqlik almashinuviga moslashing va issiqlik uzatish samaradorligini oshiring
Past darajadagi issiqlik manbalari past harorat va bosimga ega (issiqlik manbai va ishchi suyuqlik o'rtasidagi kichik harorat farqi), zaif issiqlik uzatish harakatlantiruvchi kuchiga ega va issiqlik almashinuvchilari cheklangan issiqlik uzatish hududida tez issiqlik o'tkazuvchanligini ta'minlash uchun yuqori -samaradorlikni oshiruvchi issiqlik uzatish tuzilmalariga ega bo'lishini talab qiladi, issiqlik almashinuvchisi hajmi va past issiqlik uzatish koeffitsienti tufayli yuqori narxdan qochadi.
2. O'zgaruvchan ish sharoitlariga toqat qiling va issiqlik manbalarining o'zgarishiga moslashtiring
Sanoat chiqindilarining issiqlik oqimi va harorati (masalan, po'lat, kimyo va tsement sanoatidan chiqindi gaz/chiqindi issiqlik bug'i) ishlab chiqarish yukining o'zgarishiga moyil bo'ladi (masalan, chiqindi gazlari haroratining 150 darajadan 100 darajaga keskin pasayishi va oqim tezligining 50000 m³/soatdan 30000 m³/soatgacha pasayishi), yaxshi issiqlik almashinuvi mavjud. o'zgaruvchan ish sharoitlariga moslashish. Issiqlik almashinuvi maydonini sozlash va oqim kanalini optimallashtirish orqali ishlaydigan suyuqlik tomonidagi chiqish parametrlarining barqarorligini ta'minlash mumkin.
3. Organik ishlaydigan suyuqliklarning xususiyatlariga moslashish, xavfsizlik va muvofiqlikni muvozanatlash
Materialning muvofiqligi: Ba'zi organik ishlaydigan suyuqliklar (masalan, ftoruglerodlar, ketonlar va alkanlar) yuqori haroratlarda metallarga ozgina korroziyaga olib kelishi mumkin. Issiqlik almashtirgichning materiali ishlaydigan suyuqlik bilan mos kelishi kerak (masalan, 304/316 zanglamaydigan po'lat, titanium qotishmasi va Hastelloy yordamida maxsus ish sharoitlari);
Sızdırmazlık ko'rsatkichi: Organik ishchi suyuqlik uchuvchanlikka moyil bo'lib, issiqlik almashtirgich ishchi suyuqlikning oqishi oldini olish uchun yuqori muhrlanish darajasiga ega bo'lishi kerak (bu nafaqat issiqlik yo'qotilishiga olib keladi, balki ishchi suyuqlikning yonuvchanligi / toksikligi tufayli xavfsizlik hodisalariga olib kelishi mumkin);
Kokslanishga qarshi/shkalalanish: Organik ishchi suyuqliklar mahalliy qizib ketish vaqtida yorilish va kokslanishga moyil. Issiqlik moslamasi ishchi suyuqlik tomonida mahalliy yuqori haroratni oldini olish va bir xil oqim maydonini ta'minlash uchun oqim kanali dizaynini optimallashtirishi kerak.

4. Issiqlik manbai tomonidagi muhitning xususiyatlariga chidamli bo'lib, ifloslanish va korroziyaga qarshi turish qobiliyatini oshiradi.
Agar issiqlik manbai sanoat chiqindi gazi bo'lsa: chang, oltingugurt va kislotali gazlar bo'lsa, issiqlik almashtirgichning chiqindi gazi tomoni aşınmaya bardoshli, past haroratli korroziyaga-bardoshli va oson tozalanishi kerak (masalan, tozalash moslamasini o'rnatish);
Agar issiqlik manbai past haroratli sovutish suvi/chiqarilgan bug '- bo'lsa: shkala va kondensatsiyaga moyil bo'lsa, issiqlik almashtirgich shkala va elektrokimyoviy korroziyaga chidamli bo'lishi kerak;
Agar issiqlik manbai yuqori haroratli erigan tuz/issiqlik o'tkazuvchi moy (bilvosita issiqlik almashinuvi ORC tizimi) bo'lsa,-issiqlik manbai yuqori haroratli muhitning termal zarbasiga bardosh berishi kerak va material yaxshi yuqori-haroratga ega.
5. Ixcham, arzon-xarajat, muhandislik dasturlari uchun mos
ORC tizimlari asosan taqsimlangan energiya ishlab chiqarishdir (masalan, sanoat chiqindilarini issiqlik ishlab chiqarish punktlari yaqinida joylashgan), cheklangan maydonchaga ega, ixcham issiqlik almashinuvchi tuzilmalarini, kichik hajmlarni va engil vaznlarni talab qiladi; Shu bilan birga, ORC tizimining rentabelligi chiqindi issiqlikni qayta ishlash iqtisodiga bog'liq va issiqlik almashtirgich ishlab chiqarish va ekspluatatsiyaga texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini nazorat qilishi kerak.
6. Termal moslashuvni kutib oling va haroratga mos keladigan issiqlik uzatishga erishing
ORC tizimidagi organik ishchi suyuqlikni isitish jarayoni oldindan isitish bo'limiga, bug'lanish bo'limiga va o'ta qizdirish bo'limiga bo'linadi (ba'zi tizimlarda o'ta qizib ketish qismi yo'q). Issiqlik manbai tomonidagi issiqlik chiqishi ham sezgir issiqlik qismiga va kondensatsiya bo'limiga bo'linadi. Issiqlik almashtirgichning oqim kanali dizayni haroratga mos keladigan issiqlik o'tkazuvchanligiga erishish, "katta harorat farqi va kichik oqim tezligi" bilan samarasiz issiqlik uzatishni oldini olish, issiqlik samaradorligini oshirish (samarali energiya foydalanish darajasi) va termal yo'qotishlarni kamaytirish talab qilinadi.

ORC tizimining umumiy ish faoliyatini yaxshilash uchun issiqlikni qayta tiklash issiqlik almashtirgichining dizayni to'rtta asosiy jihat atrofida aylanishi kerak: issiqlik uzatish samaradorligi, turli ish sharoitlariga moslashish, ifloslanish qarshiligi va xarajatlarni nazorat qilish. Dizayn va optimallashtirishning asosiy nuqtalari quyidagilardan iborat:

1. Oqim kanali va issiqlik almashinuvi tuzilmasini optimallashtirish
Harorat va bosimdan foydalanishni maksimal darajada oshirish va issiqlik almashinuvi samaradorligini oshirish uchun-joriy issiqlik almashinuvini (issiqlik manbai va ishchi suyuqlik oqimining qarama-qarshi yo'nalishda) ishlating (qarama{1}}joriy issiqlik almashinuvining o'rtacha harorati va bosimi ko-joriy issiqlik almashinuvidan 30% ~ 50% yuqori);
Har ikki tomonning issiqlik uzatish koeffitsientlarini yaxshilash uchun ish suyuqligi tomonida mustahkamlangan issiqlik uzatish quvurlari (masalan, tishli quvurlar, gofrirovka qilingan quvurlar va mikro qanotli quvurlar) va issiqlik manbasi tomonida (tutun gazi) -samaradorligi yuqori bo'lgan qanotlardan foydalaning;
Issiqlik almashtirgich ichidagi muhitning bir xil oqim maydonini ta'minlash, mahalliy o'lik zonalar va oqim og'ishlarini oldini olish va mahalliy kokslanish, masshtablash va qizib ketishning oldini olish uchun oqim kanalining taqsimlanishini optimallashtiring.

2. Materialni aniq tanlash
Issiqlik manbai muhiti, organik ishchi suyuqlik va ish harorati/bosimiga asoslanib, asosiy materialni tanlash mos yozuvi quyidagicha:
Oddiy ish sharoitlari (ishchi suyuqlik R245fa yoki R1233zd, issiqlik manbai toza tutun gazi / sovutish suvi, harorat<200℃):304 stainless steel;
Korroziv muhit (tutun gazida oltingugurt bor, ish suyuqligi korroziv ketonlar, harorat 200 ~ 300 daraja):** 316L zanglamaydigan po'lat;
Yuqori korroziv ish sharoitlari (yuqori haroratli kislotali tutun gazi, maxsus ishchi suyuqlik): Titan qotishmasi, Hastelloy C276;
High-temperature heat source (temperature >300 daraja, masalan, yuqori{1}}haroratli texnologik chiqindi issiqlik): Issiqlikka chidamli{2}}po'lat (masalan, 15CrMoG, P91)

3. Kirlanishga qarshi{1}}va changni tozalash dizayni
Chang va shkalasi bo'lgan issiqlik manbalari uchun issiqlik almashinuvchilari issiqlik almashinuvi yuzasida shkala hosil bo'lishining oldini olish uchun{0}}tozalash/changni tozalash moslamalarini birlashtirishi kerak, bu esa issiqlik uzatish koeffitsientini kamaytirishi mumkin (masshtabdan keyin issiqlik uzatish koeffitsienti 50% dan ko'proq kamayishi mumkin):
Tutun gazi tomoni: chang cho'kishini kamaytirish bilan birga issiqlik o'tkazuvchanligini ta'minlash uchun tutun gazining tezligini optimallashtirish uchun (umuman 10 ~ 15 m/s da boshqariladi) tovushli kuyikish moslamalarini, pulsli kuyikish moslamalarini va qirg'ichdan tozalash vositalarini o'rnating;
Liquid side: Employ online chemical cleaning devices and electrostatic descaling devices, with flow channels designed for high flow rates (>1,5 m/s) shkala shakllanishiga to'sqinlik qiladi.