Cymhwyso Cyfnewidydd Gwres Adfer Gwres yn System Cynhyrchu Pŵer ORC
1, Rôl graidd cyfnewidydd gwres adfer gwres yn system cynhyrchu pŵer ORC
Egwyddor graidd y system ORC yw bod y gwres o ffynonellau gwres gradd isel (fel nwy ffliw diwydiannol, dŵr oeri, a stêm gwacáu) yn cael ei drosglwyddo i'r hylif gweithio organig trwy gyfnewidydd gwres adfer gwres. Gall yr hylif gweithio organig, oherwydd ei bwynt berwi isel, anweddu i mewn i - ager gwasgedd uchel ar dymheredd is, gan yrru'r tyrbin i gylchdroi a chynhyrchu trydan. Mae'r hylif gweithio, ar ôl cyflawni gwaith, yn cael ei oeri a'i hylifo gan gyddwysydd, dan bwysau gan bwmp hylif gweithio, ac yna'n mynd i mewn i'r cyfnewidydd gwres adfer gwres eto i gwblhau'r cylchred.
Gellir crynhoi swyddogaethau craidd cyfnewidydd gwres adfer gwres yn dri phwynt:
Dal gwres yn effeithlon: Gwella adferiad gwres gwastraff gradd isel, lleihau colli gwres ar ochr y ffynhonnell wres, a gwella effeithlonrwydd defnyddio gwres gwastraff;
Gwresogi hylif gweithio yn fanwl gywir: Cynhesu hylif gweithio organig i'r cyflwr anweddu (ager dirlawn / stêm wedi'i orboethi), gan ddarparu paramedrau hylif gweithio (tymheredd, pwysau) sy'n bodloni'r gofynion ar gyfer gweithio i'r tyrbin;
Rheoleiddio paru system: Addasu i'r amrywiadau llif a thymheredd ar ochr y ffynhonnell wres (fel nodweddion llwyth ysbeidiol ac amrywiol gwres gwastraff diwydiannol), sefydlogi'r paramedrau allbwn ar yr ochr hylif gweithio, a sicrhau gweithrediad parhaus a diogel y system ORC.
Yn syml, y cyfnewidydd gwres adfer gwres yw'r bont cyfnewid gwres rhwng y "ffynhonnell gwres" a'r "hylif gweithio" yn y system ORC, ac mae ei berfformiad cyfnewid gwres yn pennu'n uniongyrchol effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer y system ORC (yn gyffredinol, mae cyfanswm effeithlonrwydd y system ORC tua 10% ~ 25%, ac effeithlonrwydd cyfnewid gwres y cyfnewidydd gwres yw'r ffactor dylanwadu craidd).
2, Gofynion arbennig system ORC ar gyfer cyfnewidydd gwres adfer gwres
Mae ffynhonnell wres system ORC yn radd isel yn bennaf (tymheredd yn gyffredinol 80-350 gradd), amodau gweithredu amrywiol, a gwres gwastraff sy'n cynnwys amhureddau (fel nwy ffliw diwydiannol sy'n cynnwys llwch a sylffwr, a dŵr oeri sy'n cynnwys graddfa), ac mae gan hylifau gweithio organig yn aml bwyntiau berwi isel, anweddolrwydd hawdd, ac mae rhai hylifau gweithio yn gyrydol / fflamadwy. Felly, mae dyluniad, deunydd a strwythur cyfnewidwyr gwres adfer gwres yn wahanol i gyfnewidwyr gwres pŵer thermol traddodiadol. Mae'r gofynion craidd fel a ganlyn:
1. Addasu i-gyfnewid gwres gradd isel a gwella perfformiad trosglwyddo gwres
Mae gan ffynonellau gwres gradd isel dymheredd a gwasgedd isel (gwahaniaeth tymheredd bach rhwng y ffynhonnell wres a'r hylif gweithio), grym gyrru trosglwyddo gwres gwan, ac mae'n ofynnol bod gan gyfnewidwyr gwres strwythurau trosglwyddo gwres gwell effeithlonrwydd uchel i gyflawni trosglwyddiad gwres cyflym o fewn ardal trosglwyddo gwres cyfyngedig, gan osgoi cyfaint cyfnewidydd gwres a chost uchel a achosir gan gyfernod trosglwyddo gwres isel.
2. Goddef amodau gweithredu amrywiol ac addasu i amrywiadau mewn ffynonellau gwres
Mae cyfradd llif a thymheredd gwres gwastraff diwydiannol (fel stêm nwy ffliw / gwres gwastraff o ddiwydiannau dur, cemegol a sment) yn dueddol o amrywiadau yn y llwyth cynhyrchu (megis gostyngiad sydyn mewn tymheredd nwy ffliw o 150 gradd i 100 gradd a gostyngiad yn y gyfradd llif o 50000m ³/h i 30000m), yn gofyn am y gallu i newid y gwres i amodau gweithio da. Trwy addasu'r ardal cyfnewid gwres a gwneud y gorau o'r sianel llif, gellir sicrhau sefydlogrwydd y paramedrau allbwn ar yr ochr hylif gweithio.
3. Addasu i nodweddion hylifau gweithio organig, gan gydbwyso diogelwch a chydnawsedd
Cydnawsedd deunydd: Gall rhai hylifau gweithio organig (fel fflworocarbonau, cetonau ac alcanau) achosi cyrydiad bach i fetelau ar dymheredd uchel. Mae angen cyfateb deunydd y cyfnewidydd gwres â'r hylif gweithio (fel dur di-staen 304/316 a ddefnyddir yn gyffredin, aloi titaniwm, ac amodau gwaith arbennig gan ddefnyddio Hastelloy);
Perfformiad selio: Mae hylif gweithio organig yn dueddol o anweddoli, ac mae angen i'r cyfnewidydd gwres fod â lefel selio uchel i atal yr hylif gweithio rhag gollwng (sydd nid yn unig yn achosi colli gwres, ond a all hefyd arwain at ddamweiniau diogelwch oherwydd fflamadwyedd / gwenwyndra'r hylif gweithio);
Gwrth golosg/scaling: Mae hylifau gweithio organig yn dueddol o gracio a golosg yn ystod gorboethi lleol. Mae angen i'r cyfnewidydd gwres wneud y gorau o ddyluniad y sianel llif er mwyn osgoi tymheredd uchel lleol ar yr ochr hylif gweithio a sicrhau maes llif unffurf.
4. Yn gwrthsefyll nodweddion y cyfrwng ar ochr y ffynhonnell wres, gan wella'r gallu i wrthsefyll llygredd a chorydiad
Os yw'r ffynhonnell wres yn nwy ffliw diwydiannol: yn cynnwys llwch, sylffwr, a nwyon asidig, mae angen i ochr nwy ffliw y cyfnewidydd gwres allu gwrthsefyll traul, gwrthsefyll cyrydiad tymheredd isel, a hawdd ei lanhau (fel gosod dyfais lanhau);
Os yw'r ffynhonnell wres yn isel-dŵr oeri tymheredd/ager gwacáu: yn dueddol o gael ei raddio a'i anwedd, mae angen i'r cyfnewidydd gwres allu gwrthsefyll eginiad a chorydiad electrocemegol;
Os yw'r ffynhonnell wres yn uchel-tymheredd halen tawdd/olew trosglwyddo gwres (system cyfnewid gwres anuniongyrchol ORC): mae angen iddo wrthsefyll sioc thermol o-gyfryngau tymheredd uchel ac mae gan y deunydd gryfder tymheredd uchel da.
5. Compact, cost isel, sy'n addas ar gyfer cymwysiadau peirianneg
Mae systemau ORC yn cynhyrchu pŵer yn bennaf (fel wedi'u lleoli ger pwyntiau cynhyrchu gwres gwastraff diwydiannol), gyda gofod safle cyfyngedig, sy'n gofyn am strwythurau cyfnewidydd gwres cryno, cyfeintiau bach, a phwysau ysgafn; Ar yr un pryd, mae proffidioldeb y system ORC yn dibynnu ar economi adfer gwres gwastraff, ac mae angen i'r cyfnewidydd gwres reoli costau cynnal a chadw gweithgynhyrchu a gweithredu.
6. Cyfarfod paru thermol a chyflawni trosglwyddo gwres paru tymheredd
Mae'r broses wresogi o hylif gweithio organig yn system ORC wedi'i rhannu'n adran preheating, adran anweddu, ac adran superheating (nid oes gan rai systemau adran superheating). Mae'r rhyddhau gwres ar ochr y ffynhonnell wres hefyd wedi'i rannu'n adran gwres synhwyrol ac adran anwedd. Mae'n ofynnol i ddyluniad sianel llif y cyfnewidydd gwres gyflawni trosglwyddiad gwres cyfatebol tymheredd, osgoi trosglwyddo gwres aneffeithiol gyda "gwahaniaeth tymheredd mawr a chyfradd llif bach", gwella effeithlonrwydd thermol (cyfradd defnyddio ynni effeithiol), a lleihau colledion thermol.
Er mwyn gwella perfformiad cyffredinol y system ORC, dylai dyluniad y cyfnewidydd gwres adfer gwres droi o gwmpas pedair agwedd graidd: effeithlonrwydd trosglwyddo gwres, addasrwydd i amodau gweithredu amrywiol, ymwrthedd baeddu, a rheoli costau. Mae'r pwyntiau dylunio ac optimeiddio allweddol fel a ganlyn:
1. Sianel Llif ac Optimeiddio Strwythur Cyfnewid Gwres
Defnyddio rhifydd -cyfnewid gwres cyfredol (ffynhonnell gwres a llif hylif gweithio i gyfeiriadau gwahanol) i wneud y defnydd gorau o dymheredd a phwysau a gwella effeithlonrwydd cyfnewid gwres (mae tymheredd a phwysedd cyfartalog y cownter-cyfnewid gwres cyfredol 30% ~ 50% yn uwch na chyfnewid gwres ar y cyd);
Defnyddiwch diwbiau trosglwyddo gwres wedi'u hatgyfnerthu (fel tiwbiau wedi'u edafu, tiwbiau rhychog, a thiwbiau microfiniedig) ar yr ochr hylif gweithio ac esgyll effeithlonrwydd uchel (fel esgyll rhychog ac esgyll slotiedig) ar ochr y ffynhonnell wres (nwy ffliw) i wella'r cyfernodau trosglwyddo gwres ar y ddwy ochr;
Optimeiddio dosbarthiad sianel llif i sicrhau maes llif unffurf o'r cyfrwng o fewn y cyfnewidydd gwres, gan osgoi parthau marw lleol a gwyriadau llif, ac atal golosg lleol, graddio, a gorboethi.
2. Dewis Deunydd Cywir
Yn seiliedig ar y cyfrwng ffynhonnell gwres, hylif gweithio organig, a thymheredd / pwysau gweithredu, mae'r cyfeirnod dewis deunydd craidd fel a ganlyn:
Amodau gweithredu arferol (hylif gweithio yw R245fa neu R1233zd, ffynhonnell wres yw nwy ffliw glân / dŵr oeri, tymheredd<200℃):304 stainless steel;
Cyfryngau cyrydol (mae nwy ffliw yn cynnwys sylffwr, hylif gweithio yw cetonau cyrydol, tymheredd 200 ~ 300 gradd):** dur di-staen 316L;
Amodau gweithredu cyrydol iawn (-nwy ffliw asidig tymheredd uchel, hylif gweithio arbennig): aloi titaniwm, Hastelloy C276;
High-temperature heat source (temperature >300 gradd , megis gwres gwastraff proses tymheredd uchel): Dur sy'n gwrthsefyll gwres (fel 15CrMoG, P91)
3. Gwrth-baeddu a Chynllun Tynnu Llwch
Ar gyfer ffynonellau gwres sy'n cynnwys llwch a graddfa, rhaid i gyfnewidwyr gwres integreiddio dyfeisiau gwrth-baeddu / tynnu llwch i atal cronni graddfa ar yr wyneb cyfnewid gwres, a all leihau'r cyfernod trosglwyddo gwres (gall y cyfernod trosglwyddo gwres ostwng mwy na 50% ar ôl graddio):
Ochr nwy ffliw: Gosodwch chwythwyr huddygl sonig, chwythwyr huddygl curiad y galon, a chwythwyr huddygl sgrapio i wneud y gorau o'r cyflymder nwy ffliw (a reolir yn gyffredinol ar 10 ~ 15m/s) i sicrhau trosglwyddiad gwres tra'n lleihau dyddodiad llwch;
Liquid side: Employ online chemical cleaning devices and electrostatic descaling devices, with flow channels designed for high flow rates (>1.5m/s) i atal ffurfio graddfa.
