Cốt lõi tiết kiệm năng lượng và nâng cao kỹ thuật của hệ thống phát điện ORC với bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt

Logic cốt lõi của hệ thống phát điện ORC là hấp thụ năng lượng nhiệt cấp-thấp thông qua các chất lỏng làm việc hữu cơ có điểm sôi thấp (chẳng hạn như cyclopentane, R245fa, v.v.) và đạt được sự chuyển đổi năng lượng thông qua chu trình bay hơi, giãn nở, ngưng tụ và điều áp. Bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt đóng vai trò không thể thay thế trong chu trình này bằng cách chạy qua nhiều liên kết chính. Chức năng cốt lõi của nó được phản ánh theo ba chiều: với tư cách là một thiết bị bay hơi, nó hấp thụ nhiệt từ nhiệt thải công nghiệp, năng lượng địa nhiệt và các nguồn nhiệt khác, nhanh chóng làm bay hơi và làm bay hơi chất lỏng hữu cơ làm việc dạng lỏng, đồng thời cung cấp-chất lỏng làm việc ở dạng khí áp suất cao để máy giãn nở hoạt động; Là một thiết bị tái sinh, nó thu hồi nhiệt thải của chất lỏng làm việc dạng khí có nhiệt độ-cao sau quá trình giãn nở, làm nóng trước chất lỏng làm việc lỏng đi vào thiết bị bay hơi, giảm mức tiêu thụ năng lượng của nguồn nhiệt và cải thiện hiệu suất nhiệt tổng thể của hệ thống; Là một thiết bị ngưng tụ, nó ngưng tụ chất lỏng làm việc dạng khí áp suất thấp-sau khi giãn nở sang trạng thái lỏng, cung cấp các điều kiện đầu vào ổn định cho sự tuần hoàn của bơm chất lỏng làm việc và đảm bảo hoạt động-vòng kín của hệ thống.

Phạm vi nhiệt độ rộng và khả năng truyền nhiệt hiệu quả là những điểm nổi bật cốt lõi của nó. Hệ thống ORC có nhiều loại nhiệt độ nguồn nhiệt (100 độ -400 độ ), bao gồm nhiều loại năng lượng nhiệt cấp thấp-như nhiệt thải công nghiệp, năng lượng địa nhiệt, năng lượng lạnh LNG, v.v. Bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt có thể duy trì hiệu suất truyền nhiệt hiệu quả trong các phạm vi nhiệt độ khác nhau bằng cách tối ưu hóa thiết kế kênh dòng chảy và lựa chọn vật liệu. Ví dụ: trong các kịch bản sử dụng năng lượng địa nhiệt ở nhiệt độ thấp, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có thể đạt được sự trao đổi nhiệt hiệu quả trong điều kiện chênh lệch nhiệt độ thấp; Trong quá trình thu hồi nhiệt thải ở nhiệt độ cao-công nghiệp, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm và vỏ làm bằng vật liệu hợp kim chịu nhiệt độ cao có thể đối phó ổn định với các điều kiện làm việc biến động và đảm bảo hiệu suất bay hơi của chất lỏng làm việc. Dựa vào ưu điểm này, tỷ lệ chuyển đổi năng lượng nhiệt thải của hệ thống ORC có thể đạt 10% -25%, cao hơn đáng kể so với công nghệ thu hồi nhiệt thải truyền thống.

Sự đảm bảo kép về cấu trúc nhỏ gọn và độ tin cậy cao, phù hợp với các tình huống lắp đặt đa dạng. Các khu công nghiệp, tàu thủy, nhà máy điện từ xa và các tình huống ứng dụng khác đòi hỏi các yêu cầu nghiêm ngặt về diện tích sử dụng thiết bị và độ ổn định khi vận hành. Thiết kế mô-đun của bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt không chỉ giảm đáng kể việc chiếm dụng không gian mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển và lắp ráp-tại chỗ. Đồng thời, việc áp dụng kết cấu hàn và vật liệu hợp kim chống ăn mòn-giải quyết hiệu quả các vấn đề rò rỉ và hư hỏng do mỏi của bộ trao đổi nhiệt truyền thống dưới nhiệt độ cao, áp suất cao và ứng suất xen kẽ, giúp thời gian hoạt động liên tục của hệ thống ORC lên tới hàng chục nghìn giờ, hình thành khả năng thích ứng ổn định với quy trình sản xuất công nghiệp mà không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị chính.

Hiệu quả tổng hợp của việc tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm-lượng khí thải carbon thấp phù hợp với nhu cầu phát triển bền vững. Bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt thu hồi nhiệt thải của chất lỏng làm việc thông qua thiết kế thu hồi nhiệt, cải thiện đáng kể hiệu quả sử dụng năng lượng toàn diện của hệ thống ORC đồng thời giảm tác động của phát thải nhiệt thải công nghiệp trực tiếp đến môi trường. Trong các ngành tiêu thụ năng lượng cao như thép, xi măng và thủy tinh, hệ thống ORC được trang bị bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt hiệu quả có thể chuyển đổi hơn 50% năng lượng nhiệt thải trong quá trình sản xuất thành điện năng, giảm chi phí tiêu thụ năng lượng và lượng phát thải khí nhà kính cho doanh nghiệp, mang lại lộ trình khả thi cho quá trình chuyển đổi-cácbon thấp trong công nghiệp.