Augstas un zemas temperatūras tehnoloģiju analīze un pielietošana tvaika ģeneratoram

1, Augstas un zemas temperatūras parametru kodola definīcija un termodinamiskā bāze

Tvaika ģeneratoru augstas un zemas temperatūras sadalījums nav absolūta vērtība, bet gan nozares vienprātība, kas veidojas, balstoties uz termodinamiskajiem principiem un inženiertehnisko praksi. Tās pamatā ir Karno cikla teorija - augstāko siltuma dzinēja efektivitāti nosaka temperatūras starpība starp siltuma avotu un aukstuma avotu. Jo lielāka temperatūras starpība, jo augstāka ir siltumenerģijas pārvēršanas elektroenerģijā efektivitāte.

(1) Augstas temperatūras parametru definīcija un raksturojums

Rūpnieciskajā jomā augstas temperatūras tvaika ģeneratoru galvenā tvaika temperatūra parasti tiek definēta kā 500 grādi vai augstāka, un atbalsta spiediens lielākoties ir 10 MPa-30 MPa diapazonā. Dažas īpaši superkritiskās vienības var sasniegt pat virs 600 grādiem vai 25 MPa. Šī parametru diapazona galvenais mērķis ir palielināt temperatūras starpību un veicināt siltuma efektivitāti, kas pārsniedz 40% vai pat sasniedz 45%. Augstas temperatūras parametru ieviešana ir atkarīga no augstas kvalitātes enerģijas avotu (piemēram, ogļu un dabasgāzes) sadedzināšanas vai kodolreakcijām. Ūdens tiek uzkarsēts līdz augstai -temperatūrai un augstspiediena tvaikam caur katliem vai reaktoriem, un pēc tam tiek virzīts griezties lielā ātrumā, lai ražotu elektrību.

(2) Zemas temperatūras parametru definīcija un raksturojums

Zemas -temperatūras tvaika ģeneratoru galvenā tvaika temperatūra parasti ir zemāka par 300 grādiem, un dažas siltuma atgūšanas sistēmas to var pazemināt pat līdz 80 grādiem -250 grādiem, un spiediens bieži ir zem 2,5 MPa. Šādu sistēmu galvenā loģika ir nevis sasniegt maksimālu efektivitāti, bet gan izmantot zemas kvalitātes siltumenerģiju (piemēram, rūpniecisko atkritumu siltumu, saules enerģiju, ģeotermālo enerģiju), lai panāktu "atkritumu pārvēršanu dārgumos". Lai gan to termiskā efektivitāte parasti ir no 10% -25%, tie var pārvērst sākotnēji izšķērdēto siltumu elektroenerģijā, kam ir gan enerģijas-taupīšana, gan vides vērtība. Zemas -temperatūras parametru ieviešana nav atkarīga no augstas intensitātes enerģijas patēriņa, bet gan pielāgojas zemas kvalitātes siltuma avotu temperatūras īpašībām, izmantojot īpašus darba šķidrumus vai cirkulācijas tehnoloģijas.

2, Augstas un zemas temperatūras tvaika ģeneratoru tehnisko ceļu atšķirības

Temperatūras parametru atšķirības tieši noved pie būtiskām atšķirībām tvaika ģeneratoru pamatkomponentos, cikla režīmos un sistēmas konstrukcijā, veidojot divus pilnīgi atšķirīgus tehniskos ceļus.

(1) Augstas temperatūras tvaika ģenerators: tehnoloģiska tiekšanās pēc maksimālās efektivitātes

Augstas temperatūras tvaika ģeneratoriem, ko pārstāv tradicionālās termoelektrostacijas un kodolspēkstacijas, tehniskais kodols ir "augstas temperatūras pretestība un augsta spiediena izturība", un tie nodrošina efektīvu enerģijas ražošanu, izmantojot materiālu uzlabojumus un sistēmas optimizāciju. Attiecībā uz galvenajām sastāvdaļām galvenajām iekārtām, piemēram, turbīnu lāpstiņām un katlu cauruļvadiem, ir jāizmanto īpaši materiāli, piemēram, uz niķeļa bāzes izgatavoti sakausējumi un karstumizturīgs tērauds, lai izturētu oksidāciju, koroziju un nogurumu augstas temperatūras un augsta spiediena vidē. Runājot par cirkulāciju, parasti tiek izmantots Rankina cikls, kas caur katlu ģenerē augstas{2}}temperatūras un augsta spiediena{3}}tvaiku. Pēc tam, kad tvaika turbīna darbojas, izplūdes tvaiks tiek atdzesēts ūdenī ar kondensatora palīdzību un pēc tam tiek pakļauts spiedienam ar padeves sūkni un tiek nosūtīts atpakaļ uz katlu, lai izveidotu slēgtu ciklu; Sistēmas projektēšanā ir nepieciešamas sarežģītas temperatūras kontroles un spiediena samazināšanas ierīces, lai nodrošinātu stabilus tvaika parametrus un izvairītos no iekārtu bojājumiem temperatūras svārstību dēļ.

3, augstas un zemas temperatūras tvaika ģeneratoru panorāmas pielietojuma scenāriji

Temperatūras parametru raksturlielumi nosaka, ka divu veidu tvaika ģeneratoru pielietojuma scenārijiem ir skaidras robežas, kas aptver divas galvenās jomas: liela mēroga-centralizēta barošanas avota un sadalīta siltuma atgūšana.

(1) Augstas temperatūras tvaika ģenerators: galvenais spēks liela mēroga-centralizētai barošanas avotam

Augstas temperatūras tvaika ģeneratori ar lielas jaudas un efektivitātes priekšrocībām ir kļuvuši par galveno izvēli liela mēroga-centralizētai barošanas avotam. Runājot par pielietojuma scenārijiem, lielas termoelektrostacijas galvenokārt tiek izplatītas apgabalos, kuros ir daudz ogļu, vai slodzes centros, kas apmierina reģionālās rūpnieciskās ražošanas un dzīvojamo māju elektroenerģijas vajadzības, izmantojot siltumenerģijas ražošanu, ar vienas vienības jaudu līdz vienam miljonam kilovatu; Atomelektrostacijas paļaujas uz augstu kodoldegvielas enerģijas blīvumu un atrodas apgabalos ar augstu enerģijas pieprasījumu un vides prasībām, nodrošinot reģionam stabilu bāzes slodzes elektroenerģiju un tuvojoties nullei oglekļa emisijām.

Turklāt augstas{0}}temperatūras tvaika ģeneratori ir piemēroti arī lielām rūpnieciskām, privātām spēkstacijām, piemēram, lieliem uzņēmumiem tērauda, ​​ķīmiskās un citās nozarēs. Viņi ražo elektroenerģiju, sadedzinot pašražoto kurināmo vai izmantojot procesa atkritumu siltumu (augstas

4, Rūpniecības attīstības tendence: Augstas un zemas temperatūras ceļu kopīgā attīstība

Enerģijas pārejas un "dubultā oglekļa" mērķa vadīti augstas{0}}temperatūras un zemas{1}}temperatūras tvaika ģeneratori nav savstarpēji aizstājami, taču tie parāda saskaņotu attīstības tendenci, kas ietver "augstas-cenas modernizāciju un zemu{3}}paplašināšanu".

(1) Augstas temperatūras ceļš: pāreja uz īpaši superkritiskiem un tīriem procesiem

Augstas temperatūras tvaika ģeneratori turpinās attīstīties uz īpaši superkritisku un gandrīz nulles emisiju līmeni. No vienas puses, izmantojot materiālu tehnoloģiju sasniegumus, var vēl vairāk palielināt galveno tvaika temperatūru un spiedienu, veicinot nepārtrauktu siltuma efektivitātes uzlabošanos un samazinot enerģijas patēriņu un oglekļa emisijas uz elektroenerģijas ražošanas vienību; No otras puses, apvienojot oglekļa uztveršanas, izmantošanas un uzglabāšanas (CCUS) tehnoloģiju, var panākt gandrīz nulles emisijas no siltumenerģijas, ļaujot tai joprojām pildīt stabilizējošu lomu bāzes slodzes elektroenerģijā enerģētikas struktūrā ar arvien lielāku jaunās enerģijas īpatsvaru.

(2) Zemas temperatūras ceļš: paplašinās mērogā un augsta pielāgošanās spēja

Zemas temperatūras tvaika ģeneratori pavērs divkāršu iespēju — liela mēroga{0}}pielietojumu un tehnoloģiju jaunināšanu. Runājot par pielietojuma mērogu, līdz ar rūpnieciskās enerģijas-taupīšanas politikas stingrību un pieaugošo informētību par siltuma atgūšanu, ORC zemas temperatūras ģeneratori tiks popularizēti vairākās nozarēs, veidojot liela mēroga-atkritumu siltuma elektroenerģijas ražošanas tirgu; Tehnoloģiskās modernizācijas ziņā mēs koncentrēsimies uz jaunu un efektīvu darba šķidrumu izpēti un izstrādi, siltuma apmaiņas efektivitātes uzlabošanu un sistēmu inteliģentu vadību, samazinot zemas-temperatūras atkritumsiltuma elektroenerģijas ražošanas izmaksas, uzlabojot pielāgošanās spējas dažādu temperatūru un mēroga izlietoto siltuma resursiem un paplašinot ultra-grādi zemas temperatūras atkrituma siltuma (60 grādi - 0) izmantošanas robežu.