Gadījuma izpēte: atkritumsiltuma rekuperācija no biogāzes spēkstacijas anaerobās šķelšanas iekārtas izolācijai

 

I. Projekta pārskats

Šis projekts atrodas liela mēroga{0}}lopkopības un putnu audzēšanas industriālajā parkā Bavārijā, Vācijā. Tas ir aprīkots ar vidēja lieluma- biogāzes elektrostaciju un anaerobās fermentācijas attīrīšanas sistēmu, kuras galvenā funkcija ir attīrīt mājlopu un mājputnu kūtsmēslus un vaislas notekūdeņus, ko rada liela mēroga-parka fermas. Biogāze tiek ražota anaerobās fermentācijas ceļā elektroenerģijas ražošanai, vienlaikus realizējot atkritumu resursu izmantošanu un videi draudzīgu novadīšanu. Projekta kopējais attīrīšanas apjoms ir 120 tonnas mājlopu un mājputnu mēslu un 300 kubikmetri vaislas notekūdeņu dienā, kas aprīkoti ar 2 100kW biogāzes ģeneratoru komplektiem un 8 bioniskajiem zarnu anaerobajiem bioreaktoriem ar tilpumu 2000 kubikmetru katrs. Fermentācijas izejvielas pēc pirmapstrādes nonāk anaerobos bioreaktoros, un biogāze tiek ražota mikrobu metabolismā atbilstošā temperatūrā. Pēc attīrīšanas biogāze tiek nosūtīta uz ģeneratoru komplektiem elektroenerģijas ražošanai. Viss elektroenerģijas ražošanas procesā radītais siltumenerģijas pārpalikums tiek reģenerēts un izmantots anaerobo bioreaktoru pastāvīgas temperatūras izolācijai, veidojot slēgta{15}}cikla enerģijas izmantošanas sistēmu "anaerobā fermentācija biogāzes ražošanai - biogāzes elektroenerģijas ražošanai - siltuma atgūšana izolācijai - fermentācijas efektivitātes uzlabošanai".

Pirms projekta īstenošanas anaerobo bioreaktoru ziemas izolācijā galvenokārt tika izmantota elektriskās apkures metode, ko papildināja tvaika katla apkure, kam bija problēmas ar augstu enerģijas patēriņu, nestabilu izolācijas efektu, augstām ekspluatācijas izmaksām un nopietniem enerģijas atkritumiem. Īpaši aukstajā un mitrajā ziemas vidē Bavārijā anaerobos bioreaktoros bija grūti stabili uzturēt temperatūru piemērotā diapazonā mezofilai fermentācijai, kā rezultātā radās lielas svārstības biogāzes ražošanā un ietekmēja elektroenerģijas ražošanas efektivitāti. Lai atrisinātu iepriekš minētos sāpīgos punktus, projektā tika ieviesta biogāzes elektroenerģijas ražošanas atkritumu siltuma reģenerācijas tehnoloģija un īpaši izvēlēta Changzhou Vrcooler Refrigeration Co., Ltd. (VRCOOLER) - vadošais rūpniecisko siltuma apmaiņas iekārtu ražotājs -, lai projektētu un ražotu galvenās siltuma atgūšanas iekārtas. Šīs atkritumsiltuma rekuperācijas iekārtas izmanto spurveida cauruļu struktūru, kas var efektīvi paplašināt siltuma apmaiņas laukumu un uzlabot siltuma atgūšanas efektivitāti, nodrošinot efektīvu dūmgāzu siltuma un balona apvalka ūdens atkrituma siltuma atgūšanu, kas rodas ģeneratoru darbības laikā anaerobo bioreaktoru izolācijai, realizējot kaskādes enerģijas izmantošanu, samazinot ekspluatācijas izmaksas un uzlabojot sistēmas stabilitāti.

II. Galvenās tehnoloģijas un procesu dizains

(I) Tehniskais pamatprincips

Kad darbojas biogāzes ģenerators, tikai 35-42% no kurināmā sadegšanas radītās enerģijas tiek pārvērsti elektriskajā enerģijā, bet atlikušie 58-65% enerģijas tiek izkliedēti dūmgāzu siltuma (temperatūra līdz 600 grādiem) un balona apvalka ūdens atkritumu siltuma veidā (temperatūra aptuveni 90 grādi). Tiešā emisija ne tikai rada enerģijas izšķērdēšanu, bet arī palielina vides termisko piesārņojumu. Anaerobās fermentācijas procesā mikrobu aktivitāte ir jutīga pret temperatūru. Mezofilajā fermentācijā (35-40 grādi) metanogēna aktivitāte ir optimāla, un biogāzes ražošanas un fermentācijas efektivitāte ir visaugstākā. Tomēr ziemā apkārtējā temperatūra ir zema, un anaerobie bioreaktori ātri izkliedē siltumu, tāpēc ir nepieciešama nepārtraukta siltuma padeve, lai bioreaktoros uzturētu nemainīgu temperatūru. Izmantojot siltuma atgūšanas sistēmu, šis projekts reģenerē un apmaina elektroenerģijas ražošanas laikā izkliedēto siltumenerģiju, pēc tam to transportē uz anaerobajiem bioreaktoriem, lai nodrošinātu stabilu siltuma avotu, aizstājot tradicionālās elektriskās apkures un tvaika katla apkures metodes, kā arī sasniedzot "enerģijas pārstrādes, izmaksu samazināšanas un efektivitātes palielināšanas, kā arī vides aizsardzības un enerģijas taupīšanas" mērķus.

(II) Procesu sistēmas sastāvs

Šī projekta atkritumu siltuma rekuperācijas un anaerobā bioreaktora izolācijas sistēma galvenokārt sastāv no 4 daļām, kas darbojas sinerģiski, lai nodrošinātu efektīvu anaerobo bioreaktoru siltuma atgūšanu, stabilu transportēšanu un precīzu temperatūras kontroli:

Biogāzes elektroenerģijas ražošanas sistēma: Tiek pieņemti divi 100 kW gāzes ģeneratoru komplekti, kuros kā kurināmo tiek izmantota anaerobos bioreaktoros ražotā biogāze. Pēc attīrīšanas apstrādes, piemēram, desulfurizācijas un dehidratācijas, biogāze tiek nosūtīta uz ģeneratoru komplektiem sadedzināšanai un elektroenerģijas ražošanai. Katrs bloks patērē 48 kubikmetrus biogāzes stundā ar elektroenerģijas ražošanas efektivitāti 42% un ģenerē lielu daudzumu siltuma pārpalikuma (viena bloka maksimālais siltuma pārpalikums ir 286 kW), nodrošinot stabilu siltuma pārpalikuma avotu. Ģeneratoru komplekti ir aprīkoti ar biogāzes atsērošanas ierīcēm, kas var efektīvi atdalīt biogāzē esošo sērūdeņradi, izvairīties no iekārtu korozijas un nodrošināt sistēmas stabilu darbību ilgtermiņā.

Atkritumu siltuma reģenerācijas sistēma: Pamataprīkojumā ietilpst dūmgāzu siltummainis, balona apvalka ūdens siltummainis un cirkulācijas sūknis, kurus visus projektē un ražo VRCOOLER (Changzhou Vrcooler Refrigeration Co., Ltd.), profesionāls uzņēmums ar bagātīgu pieredzi siltuma apmaiņas iekārtu pētniecībā un attīstībā un ražošanā, kam ir ISO 9001 starptautiskās kvalitātes sistēmas sertifikāts. Sistēma izmanto "dubultās -cilpas siltuma apmaiņas" dizainu, un atkrituma siltuma rekuperatoru galvenās siltuma apmaiņas sastāvdaļas ir spurveida cauruļu konstrukcijas - spārnotās caurules ir izgatavotas, spirālveidīgi aptinot spuru sloksnes ap caurules apkārtmēru, ar gofrētām spurām uz ārējās sienas, lai ievērojami palielinātu siltuma apmaiņas laukumu un uzlabotu siltuma pārneses veiktspēju. No vienas puses, augstas temperatūras dūmgāzu siltums, kas izvadīts no ģeneratoru komplektiem, tiek reģenerēts caur VRCOOLER spārnu dūmgāzu siltummaini, uzsildot cirkulējošo vidi (antifrīza un ūdens maisījumu) līdz aptuveni 58 grādiem; no otras puses, ģeneratoru komplektu balona apvalka ūdens atkritumu siltums tiek reģenerēts caur VRCOOLER cauruļu cilindra apvalka ūdens siltummaini, vēl vairāk palielinot cirkulējošās vides temperatūru līdz virs 65 grādiem, nodrošinot, ka siltuma avota temperatūra atbilst anaerobo bioreaktoru izolācijas vajadzībām. VRCOOLER atkritumu siltuma atgūšanas sistēma ir aprīkota ar inteliģentu temperatūras kontroles ierīci, kas var automātiski pielāgot siltuma apmaiņas efektivitāti atbilstoši dūmgāzu temperatūrai un cirkulējošās vides temperatūrai, samazinot siltuma zudumus. Pārbaudes liecina, ka sistēmas atkritumsiltuma atgūšanas efektivitāte ir vairāk nekā 85%, kas var pilnībā atgūt elektroenerģijas ražošanas laikā radušos atkritumsiltuma resursus, pateicoties izcilajai cauruļu struktūras siltuma pārnesei un VRCOOLER profesionālajam dizainam.

Anaerobās gremošanas izolācijas sistēma: Visiem 8 anaerobajiem bioreaktoriem ir izmantots strukturālais dizains "iekšējā spirāle + ārējais izolācijas slānis". Augstu-temperatūrai un korozijai-izturīgas spirāles ir novietotas ap bioreaktoru iekšējo sienu, un cirkulējošā vide maina siltumu ar fermentācijas šķidrumu bioreaktoros, lai panāktu vienmērīgu temperatūras paaugstināšanos bioreaktoros; uz bioreaktoru ārsienas uzklāts 15cm biezs putu cementa izolācijas slānis. Putu cementam ir labas siltumizolācijas īpašības, kas var efektīvi samazināt siltuma zudumus bioreaktoros. Saskaņā ar skaitliskās simulācijas aprēķiniem, saskaņā ar šo izolācijas shēmu anaerobo bioreaktoru kopējos siltuma zudumus var kontrolēt 428,24 MJ·d⁻¹ robežās, nodrošinot stabilu izolācijas efektu. Tajā pašā laikā anaerobie bioreaktori pieņem bionisku zarnu struktūru, kurai nav nepieciešamas mehāniskas maisīšanas ierīces, tai ir vienkārša struktūra un zems enerģijas patēriņš, un tie var realizēt katra fermentācijas stadijas dinamisku atdalīšanu un uzlabot fermentācijas efektivitāti.

Inteliģentā vadības sistēma: PLC viedā vadības sistēma ir pieņemta, lai reāllaikā{0}}uzraudzītu vairāk nekā 200 rādītājus, piemēram, fermentācijas šķidruma temperatūru anaerobos bioreaktoros, cirkulējošās vides temperatūru, dūmgāzu temperatūru un ģeneratoru komplektu darbības parametrus. Cirkulācijas sūkņa ātrums un siltuma apmaiņas efektivitāte tiek automātiski pielāgota, izmantojot iepriekš iestatītas programmas, lai nodrošinātu, ka temperatūra anaerobos bioreaktoros tiek stabili uzturēta optimālā fermentācijas diapazonā 35±0,5 grādi. Kad temperatūra bioreaktoru iekšpusē ir zemāka par iepriekš iestatīto vērtību, sistēma automātiski palielina atkritumsiltuma padeves apjomu; ja temperatūra ir augstāka par iepriekš iestatīto vērtību, tas automātiski samazina siltuma padeves apjomu. Tajā pašā laikā lieko siltuma pārpalikumu var izmantot apkurei fermentācijas izejvielu pirmapstrādes stadijā, realizējot kaskādes atkritumu siltuma izmantošanu un uzlabojot enerģijas izmantošanas efektivitāti.

(III)Galveno procesu optimizācija

1. Atkritumu siltuma apmaiņas optimizācija: izmantojot skaitļošanas šķidruma dinamikas (Fluent) skaitliskās simulācijas metodi, tiek simulēts un analizēts temperatūras lauks anaerobā bioreaktora iekšpusē, kā arī tiek optimizēts spoles izvietojuma blīvums un siltuma apmaiņas ceļš, lai nodrošinātu vienmērīgu temperatūras sadalījumu bioreaktoros, izvairoties no pārmērīgas vai nepietiekamas vietējās temperatūras, kas ietekmē mikrobu aktivitāti. Tajā pašā laikā tiek noteikts, ka izolācijas efekts ir optimāls, ja karstā gaisa padeves temperatūra ir 35 grādi.

2. Izolācijas materiāla izvēle: pēc dažādu izolācijas materiālu veiktspējas salīdzināšanas par anaerobo bioreaktoru ārējā izolācijas slāņa materiālu tiek izvēlēts putu cements. Šim materiālam ir labas izolācijas īpašības, zemas izmaksas, izturība pret koroziju, vides aizsardzība un netoksicitāte. Salīdzinot ar tradicionālajiem poliuretāna izolācijas materiāliem, tas var samazināt izolācijas izmaksas par vairāk nekā 15% un samazināt ietekmi uz vidi.

3. Cirkulācijas sistēmas optimizācija: tiek pieņemta slēgta-cikla cirkulācijas sistēma, un cirkulācijas vidi var izmantot atkārtoti, lai samazinātu ūdens resursu patēriņu. Tajā pašā laikā cirkulācijas cauruļvadā tiek uzstādīti filtri un atkaļķošanas ierīces, lai novērstu cauruļvadu aizsprostojumu un mērogošanu, pagarinātu aprīkojuma kalpošanas laiku un samazinātu ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas.

 

III. Projekta īstenošanas process

(I) Sagatavošanās posms (1–2 mēneši)

Tika izveidota tehniskā komanda, lai veiktu{0}}projekta izmeklēšanu uz vietas. Apvienojumā ar anaerobo bioreaktoru mērogu, ģeneratoru agregātu parametriem un vietējiem klimatiskajiem apstākļiem Bavārijā sadarbībā ar VRCOOLER tehnisko komandu tika optimizēta atkritumsiltuma rekuperācijas sistēmas projektēšanas shēma, kā arī noteikts VRCOOLER spārnu cauruļu siltummaiņu modelis, spoļu izvietojuma shēma, izolācijas materiālu specifikācijas un viedās vadības sistēmas parametri; Tika iegādāts pamataprīkojums, piemēram, VRCOOLER dūmgāzu siltummaiņi ar caurulēm, VRCOOLER cilindru apvalka ūdens siltummaiņi, cirkulācijas sūkņi, putu cementa izolācijas materiāli un inteliģenti temperatūras kontroles instrumenti, lai nodrošinātu iekārtu kvalitātes atbilstību inženiertehniskajām prasībām - VRCOOLER siltummaiņi izmanto augstas-kvalitatīvus materiālus un alumīnija pretestību, nerūsējošais tērauds un alumīnijs. augsta-temperatūras izturība, pielāgojoties skarbai darba videi ar augstas-temperatūras dūmgāzēm un balona apvalka ūdeni; Būvniecības personālam tika nodrošinātas tehniskās apmācības, lai precizētu būvniecības procesu, drošības specifikācijas un kvalitātes standartus, koncentrējoties uz VRCOOLER cauruļu siltuma atgūšanas sistēmas uzstādīšanas prasmēm un anaerobo bioreaktoru izolācijas konstrukciju.

(II) Iekārtu uzstādīšanas un būvniecības posms (3–4 mēneši)

1. Atkritumu siltuma rekuperācijas sistēmas uzstādīšana. Pirmkārt, VRCOOLER dūmgāzu siltummainis ar spārnu cauruli un VRCOOLER cilindriskā apvalka ūdens siltummainis tika stingri uzstādīts saskaņā ar ražotāja specifikācijām un uz vietas projektēšanas prasībām. Tika savienots dūmgāzu cauruļvads un balona apvalka ūdensvads starp siltummaiņiem un ģeneratoru, kā arī veikta cauruļvada blīvēšanas apstrāde, lai novērstu siltuma noplūdi - VRCOOLER spārnu cauruļu siltummaiņi ir aprīkoti ar korozijizturīgiem-pārklājuma spirālēm, kas var efektīvi izturēt spirta gāzu mikroelementu koroziju ilgtermiņā. Pēc tam tika uzstādīts cirkulācijas sūknis un cirkulācijas cauruļvads, inteliģentais temperatūras kontroles instruments tika pievienots PLC vadības sistēmai un tika pabeigta aprīkojuma nodošana ekspluatācijā kopā ar VRCOOLER pēcpārdošanas tehnisko komandu, lai nodrošinātu normālu siltuma atgūšanas sistēmas darbību un pilnībā izmantotu cauruļu struktūras siltuma pārneses priekšrocības.

2. Anaerobo bioreaktoru izolācijas konstrukcija: Pirmkārt, anaerobo bioreaktoru ārējā siena tika notīrīta un notīrīta, pēc tam tika uzklāts putu cementa izolācijas slānis, lai nodrošinātu, ka izolācijas slānis ir vienāda biezuma, bez bojājumiem un dobumiem; Uz bioreaktoru iekšējās sienas tika uzliktas augstas-temperatūras un korozijas{2}}izturīgas spirāles, kas savienotas ar cirkulācijas cauruļvadu, un tika veikta ūdens spiediena pārbaude, lai nodrošinātu, ka spoles neizplūst; temperatūras sensori bioreaktoros tika uzstādīti un savienoti ar viedo vadības sistēmu, lai veiktu reāllaika temperatūras uzraudzību.

3. Sistēmas savienojuma nodošana ekspluatācijā: Pēc visu iekārtu uzstādīšanas tika veikta sistēmas savienojuma nodošana ekspluatācijā, lai modelētu visu ģeneratora komplekta darbības, siltuma atgūšanas un anaerobās bioreaktora izolācijas procesu, atkļūdošanas parametrus, piemēram, temperatūras kontroles precizitāti, cirkulācijas sūkņa ātrumu un siltuma apmaiņas efektivitāti, atrisinātu tādas problēmas kā cauruļvadu noplūde un neprecīza temperatūras kontrole nodošanas ekspluatācijā laikā, kā arī nodrošinātu, ka sistēma darbojas saskaņā ar visām savienojuma prasībām.

(III) Izmēģinājuma darbības un pieņemšanas posms (1 mēnesis)

Pēc tam, kad sistēmas savienojuma nodošana ekspluatācijā tika kvalificēta, tā nonāca izmēģinājuma darbības stadijā. Izmēģinājuma darbības laikā reāllaikā tika uzraudzīti tādi indikatori kā temperatūras stabilitāte anaerobo bioreaktoru iekšienē, siltuma atgūšanas efektivitāte un ģeneratora bloku darbības statuss, reģistrēti attiecīgie dati, optimizēti un pielāgoti vadības sistēmas parametri; pēc izmēģinājuma operācijas tika organizēta profesionāla komanda, lai veiktu projektu pieņemšanu, galveno uzmanību pievēršot siltuma atgūšanas efektivitātes, anaerobo bioreaktoru izolācijas efekta un iekārtu darbības stabilitātes pārbaudei. Pēc akcepta kvalificēšanas projekts tika oficiāli nodots ekspluatācijā.

IV. Projekta darbības ietekmes un ieguvumu analīze

(I) Operācijas efekts

Pēc projekta oficiālās nodošanas ekspluatācijā tika realizēta efektīva biogāzes elektroenerģijas ražošanas atkritumsiltuma atgūšana un anaerobo bioreaktoru pastāvīgas temperatūras izolācija ar ievērojamu darbības efektu, kas īpaši atspoguļojās šādos aspektos:

Stabila temperatūras kontrole: Pateicoties viedās vadības sistēmas un siltuma atgūšanas sistēmas sinerģiskajam efektam, temperatūra anaerobos bioreaktoros tiek stabili uzturēta optimālā fermentācijas diapazonā 35±0,5 grādi. Pat tad, kad ziemā apkārtējās vides temperatūra nokrītas zem 0 grādiem, temperatūras svārstības bioreaktoru iekšienē nepārsniedz ±1 grādu, kas pilnībā atrisina nestabilas temperatūras problēmu tradicionālajā siltināšanas metodē un nodrošina metanogēniem piemērotu augšanas vidi.

Uzlabota fermentācijas efektivitāte: Stabilas nemainīgas temperatūras vide ievērojami uzlabo anaerobās fermentācijas efektivitāti, un tiek pilnībā izmantotas bionisko zarnu anaerobo bioreaktoru priekšrocības. Fermentācijas cikls tiek saīsināts no 28 dienām līdz 21 dienai, biogāzes ražošana tiek palielināta par vairāk nekā 25%, ikdienas biogāzes produkcija tiek palielināta no 1200 kubikmetriem līdz 1500 kubikmetriem, kā arī stabili tiek uzturēta biogāzes tīrība (metāna saturs) 60%-65%, nodrošinot pietiekamu kurināmo elektroenerģijas ražošanai.

Efektīva siltuma atgūšana: Sistēmas siltuma atgūšanas efektivitāte ir vairāk nekā 85%, un ikdienas siltuma pārpalikums, ko atgūst 2 ģeneratoru komplekti, var apmierināt visas 8 anaerobo bioreaktoru izolācijas vajadzības, pilnībā aizstājot tradicionālās elektriskās apkures un tvaika katla sildīšanas metodes, realizējot atkritumu siltuma resursu izmantošanu un samazinot enerģijas izšķērdēšanu.

Stabila sistēmas darbība: Visai sistēmai ir augsta automatizācijas pakāpe, un viedā vadības sistēma var realizēt bez uzraudzības darbību, ievērojami samazinot darbības un apkopes darba slodzi. Kopš izmēģinājuma darbības iekārtu atteices līmenis ir bijis mazāks par 3%, sistēmas stabilitāte ir laba, un ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas ir efektīvi samazinātas.

(II) Ieguvumu analīze

1. Ekonomiskie ieguvumi

Pēc projekta īstenošanas ekonomiskie ieguvumi ir būtiski, galvenokārt atspoguļojoties trīs aspektos: pirmkārt, apkures izmaksu ietaupījums. Tradicionālās elektriskās apkures un tvaika katla apkures nomaiņa var ietaupīt aptuveni 1200 eiro elektrības un degvielas izmaksās dienā un vairāk nekā 430 000 eiro ikgadējās ekspluatācijas izmaksās; otrkārt, elektroenerģijas ražošanas ienākumu palielināšana. Biogāzes ražošana tiek palielināta par 25%, saražojot par aptuveni 900 kWh vairāk elektroenerģijas dienā. Saskaņā ar vietējā-tīkla elektroenerģijas cenu 0,65 eiro/kWh, gada papildu elektroenerģijas ražošanas ienākumi ir aptuveni 210 000 eiro; treškārt, samazinot ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas. Sistēma darbojas automātiski, samazinot 2 ekspluatācijas un apkopes darbiniekus, ietaupot aptuveni 120 000 eiro gada darbaspēka izmaksās. Visaptverošs aprēķins liecina, ka projekts ikgadējos ekonomiskajos ieguvumos pievieno aptuveni 760 000 eiro, un investīciju atmaksāšanās laiks ir tikai 2,5 gadi. Tajā pašā laikā gada ienākumi no elektroenerģijas pārdošanas var sasniegt 20 281 eiro, un gada izmaksas ir tikai 4 047 eiro, kas liecina par ievērojamām ekonomiskām priekšrocībām.

2. Vides ieguvumi

Pirmkārt, enerģijas patēriņa samazināšana. Atgūstot un izmantojot biogāzes elektroenerģijas ražošanas atkritumu siltumu, gadā var ietaupīt aptuveni 120 tonnas standarta ogļu, samazinot ogļu sadedzināšanas radīto gaisa piesārņojumu; otrkārt, siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšana. Tradicionālo apkures metožu aizstāšana ar atkritumu siltuma reģenerāciju var samazināt oglekļa dioksīda emisijas par aptuveni 8000 tonnām gadā, palīdzot sasniegt "dubultā oglekļa" mērķi; treškārt, realizēt atkritumu resursu izmantošanu. Pārvēršot mājlopu un mājputnu kūtsmēslus un vaislas notekūdeņus par biogāzi un organisko mēslojumu, tiek samazināta atkritumu emisija, tiek uzlabota apkārtējās vides kvalitāte un tiek realizēta "atkritumu pārvēršana dārgumos".

3. Sociālie pabalsti

Pirmkārt, tas atrisina mājlopu un mājputnu audzēšanas atkritumu apstrādes problēmu, novērš augsnes, ūdens un gaisa piesārņojumu ar kūtsmēsliem un notekūdeņiem, kā arī uzlabo vietējo ekoloģisko vidi; otrkārt, tas nodrošina tīru elektroenerģiju, papildina vietējo elektroapgādi un mazina reģionālo enerģijas trūkumu; treškārt, tā veicina lauksaimniecības atkritumu resursu izmantošanas nozares attīstību, sniedz atskaites piemēru atkritumsiltuma reģenerācijai un līdzīgu biogāzes spēkstaciju izmantošanai, virza jaunu enerģētikas projektu izstrādi apkārtējās teritorijās un veicina zaļo un ilgtspējīgu lauksaimniecības attīstību.

 

V. Projekta kopsavilkums un perspektīva

(I)Projekta kopsavilkums

Ieviešot biogāzes elektroenerģijas ražošanas atkritumu siltuma reģenerācijas tehnoloģiju, šajā projektā tiek reģenerēts siltuma pārpalikums, kas izkliedēts anaerobo bioreaktoru izolācijas ģeneratoru agregātu darbības laikā, veidojot slēgtu-cikla enerģijas izmantošanas sistēmu "anaerobās fermentācijas - biogāzes elektroenerģijas ražošanas - siltuma reģenerācijas - pastāvīgas temperatūras izolācijai". Tas pilnībā atrisina sāpju punktus, ko rada liels enerģijas patēriņš, nestabila temperatūra un tradicionālās anaerobās bioreaktora izolācijas augstās ekspluatācijas izmaksas. Pēc projekta īstenošanas tas ne tikai uzlabo anaerobās fermentācijas efektivitāti un biogāzes ražošanu, realizē siltuma pārpalikumu resursu izmantošanu, bet arī sniedz nozīmīgus ekonomiskos, vides un sociālos ieguvumus. Tas pārbauda biogāzes elektroenerģijas ražošanas atkritumu siltuma izmantošanas iespējamību un lietderību anaerobās bioreaktora izolācijai, kā arī nodrošina praktisku un īstenojamu shēmu vidēja izmēra biogāzes spēkstaciju enerģijas taupīšanai-.

Projekta veiksmīgas īstenošanas atslēga ir bionisko zarnu anaerobo bioreaktoru strukturālo īpašību apvienošana, siltuma apmaiņas un izolācijas parametru optimizēšana, izmantojot skaitlisku simulāciju, atbilstošu izolācijas materiālu atlase un VRCOOLER spārnu cauruļu siltuma rekuperācijas iekārta - siltummaiņu spārnu caurules struktūra uzlabo siltummaiņu efektivitāti, salīdzinot ar lielu siltuma apmaiņas laukumu par 4-6 reizēm. Ar VRCOOLER profesionālajām projektēšanas un ražošanas iespējām, kā arī saskaņošanu ar inteliģento vadības sistēmu, tiek panākta precīza temperatūras kontrole un efektīva atkritumu siltuma izmantošana, izvairoties no siltuma izšķiešanas un temperatūras svārstību ietekmes uz fermentācijas efektivitāti.

(II) Nākotnes perspektīva

Nākotnē, pamatojoties uz šī projekta īstenošanas pieredzi, mēs turpināsim optimizēt atkritumsiltuma reģenerācijas sistēmu, uzlabosim atkritumsiltuma atgūšanas efektivitāti, izpētīsim kaskādes atkritumsiltuma izmantošanas režīmu, kā arī izmantosim lieko siltumenerģiju apkurei audzēšanas parkā un fermentācijas izejvielu pirmapstrādei, lai vēl vairāk uzlabotu enerģijas izmantošanas efektivitāti; tajā pašā laikā ieviest digitālo dvīņu tehnoloģiju, lai izveidotu anaerobās fermentācijas un siltuma atgūšanas sistēmas digitālo dvīņu modeli, īstenotu reāllaika uzraudzību, agrīnu kļūdu brīdināšanu un sistēmas darbības statusa parametru optimizāciju, kā arī uzlabotu sistēmas intelekta līmeni; turklāt reklamēt šī projekta tehnisko shēmu biogāzes spēkstacijām citās jomās, piemēram, mājlopu un mājputnu audzēšanā un pārtikas atkritumu apstrādē, palīdzēt jauniem enerģētikas projektiem panākt enerģijas taupīšanu un oglekļa emisiju samazināšanu, kā arī veicināt kvalitatīvu zaļās enerģijas nozares attīstību.