Способы и средства утилизации тепловой энергии

Август 7, 2022

Главная
Разное
Способы и средства утилизации тепловой энергии

Содержание

2. Использование тепловых отходов возможно по трем направлениям: Замкнутые схемы – тепло используется для процессов, протекающих в
3. Замкнутые схемы утилизации тепловых отходов и применяемое оборудование Рекуператоры Рекуператоры применяют для утилизации теплоты уходящих газов
4. Рисунок 2. Конвективный рекуператор Рисунок 3 .Комбинированный радиационно-конвективный рекуператор
5. Регенераторы Рисунок 4. Схема регенеративной печи Рисунок 5. Вращающийся регенератор
6. Пассивные подогреватели воздуха Представляют собой утилизационные установки типа «газ-газ» для низко- и высокотемпературного применения в случаях,
7. Регенеративные / Рекуперативные горелки Рекуперативные горелки содержат теплообменную поверхность, через которую осуществляется нагрев воздуха, идущего на
8. Разомкнутые схемы утилизации тепловых отходов и применяемое оборудование Разомкнутые системы обычно используются для утилизации низкотемпературного отходящего
9. Котлы – утилизаторы 1 – барабан сепаратор; 2 – испарительные секции; 3 – пароперегреватель; 4 –
10. Рисунок 7-1. Общий вид котла утилизатора Рисунок 7-2. Схема работы парового котла-утилизатора Рисунок 7-3. Схема работы
11. Использование тепловых отходов для выработки электроэнергии Источники тепловых отходов и горячих отработанных газов могут быть использованы
12. Возможности использования тепловых отходов для производства электроэнергии и применяемые технологии Паровой цикл Ренкина (SRC) - наиболее
13. Органический цикл Ренкина (ORC) использует другие рабочие вещества, эффективность этого цикла выше, а температура тепловых отходов
14. Цикл Калины является разновидностью цикла Ренкина, в качестве рабочего вещества в нем используется водоаммиачная смесь, что
15. Термоэлектрический способ производства электроэнергии К термоэлектрическим материалам относят твердые полупроводники, позволяющие генерировать электричество при условии наличия
16. Пьезоэлектрический способ Пьезоэлектрический способ производства энергии является еще одним вариантом преобразования низкотемпературных тепловых отходов (100-1500C) в
17. Тепловые двигатели (детандер-генераторные агрегаты) для утилизации ВЭР Применение детандер-генераторных агрегатов (ДГА) вместо обычного дросселирования позволяет получать
18. 1 – генератор; 2 – детандер; 3 – газопровод высокого давления; 4 – газопровод низкого давления;
19. Способ утилизации тепловых отходов промышленности с температурой 45°С в летний период Рисунок 14. Схема теплового двигателя
20. Установка использования тепла вытяжного воздуха На рисунке 15 представлена конструкция высоко эффективного теплообменника с пенно-барботажным слоем
21. 1 – вытяжной воздух; 2 – незамерзающий раствор; 3 – горячая вода; 4 – цех; 5
22. Установки и способы утилизации сбросного тепла с использованием тепловых трансформаторов Qв, Qc, Qн – тепловые потоки
23. 1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – абсорбер; 4 – испаритель; 5 – теплоноситель; 6
24. 1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – абсорбер; 4 – испаритель; 5 – источник ВЭР
25. 1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – абсорбер; 4 – испаритель; 5 – тепловой потребитель;
26. 1 – рекуперативный теплообменник; 2 – тепловой аккумулятор; 3 – регенеративный теплообменник; 4 – источник ВЭР;
27. 1 – утилизационная установка; 2 – ВЭР; 3 – предприятие; 4 – циркуляционная вода; 5 –
28. Системы утилизации тепла дизель-генераторных, газопоршневых и газотурбинных установок а) ГПУ-200, ЯМЗ-7514, 200 кВт; б) ГПУ-315, ЯМЗ-8503,
29. Рисунок 24. Схема тригенерации газопоршневой электростанции
30. Рисунок 25. Внешний вид теплового модуля утилизации тепла ГПУ (АГП) и утилизатора выхлопных газов с контуром
31. Рисунок 25. Схема газопоршневой электростанции
33. Скачать презентацию

Слайд 2

Использование тепловых отходов возможно по трем направлениям: Замкнутые схемы – тепло используется

для процессов, протекающих в основных технологических установках (подогрев компонентов горения, предварительный подогрев материала). Следует отметить, что согласно определению ВЭР, тепловые отходы, используемые по таким схемам, не относятся к вторичным энергетическим ресурсам. Разомкнутые схемы установок с использованием ВЭР характеризуются тем, что ВЭР используются для внешних целей, не связанных с процессами, протекающими в основных технологических аппаратах, которые являются источниками ВЭР (выработка пара в парогенераторах, подогрев воздуха сторонним потребителям и т.п.). Комбинированные установки, в которых отходы используются как для внутренних, так и для внешних по отношению к процессу в технологической установке целей (замкнуто-разомкнутые схемы).

Слайд 3

Замкнутые схемы утилизации тепловых отходов и применяемое оборудование
Рекуператоры
Рекуператоры применяют для утилизации теплоты

уходящих газов для средне- и высокотемпературного применения. Их работа основана на излучении, конвекции или радиационно-конвективном теплообмене.

Рисунок 1. Радиационный рекуператор

Слайд 4

Рисунок 2. Конвективный рекуператор
Рисунок 3 .Комбинированный радиационно-конвективный рекуператор

Слайд 5

Регенераторы
Рисунок 4. Схема
регенеративной печи
Рисунок 5. Вращающийся регенератор

Слайд 6

Пассивные подогреватели воздуха
Представляют собой утилизационные установки типа «газ-газ» для низко-
и

высокотемпературного применения в случаях, когда загрязнение одного потока другим недопустимо.
Пассивные подогреватели могут быть двух типов - пластинчатые и в виде тепловых труб

Рисунок 6. Теплообменник на тепловых трубах (а) и тепловая труба (б)

Слайд 7

Регенеративные / Рекуперативные горелки
Рекуперативные горелки содержат теплообменную поверхность, через
которую осуществляется

нагрев воздуха, идущего на горение за счет
теплоты потока газов.
Регенеративные горелки устанавливаются парами и работают по принципу краткосрочной аккумуляции энергии дымовых газов в керамических регенераторах тепла подобно регенеративным печам.
Регенеративные/Рекуперативные горелки более просты в исполнении и конструкции и более компактны по сравнению с регенеративными печами или рекуператорами и обеспечивают повышение эффективности по сравнению с горелками, работающими на воздухе при параметрах окружающей среды.
Трубчатые ребристые теплообменники/Экономайзеры
Трубчатые теплообменники с оребрением поверхности труб используют для утилизации низко- и среднетемпературного тепла уходящих газов для нагрева жидких сред.
Котлы-утилизаторы
Котлы - утилизаторы (например, двухходовые), аналогичны водотрубным котлам, но используются для утилизации средне- и высокотемпературного тепла уходящих газов для производства пара.

Слайд 8

Разомкнутые схемы утилизации тепловых отходов и применяемое оборудование
Разомкнутые системы обычно используются для

утилизации
низкотемпературного отходящего тепла.

Экономайзеры
Экономайзеры используют для охлаждения продуктов сгорания до температуры 65 – 75 градусов Цельсия и они являются стойкими к воздействию кислот, содержащихся в продуктах сгорании и оседающих на поверхностях нагрева.
Контактные теплообменники косвенного действия
Контактные теплообменники косвенного действия позволяют охлаждать газы до температуры 38-43 градусов Цельсия.
Контактные теплообменники прямого действия
В контактных теплообменниках прямого действия осуществляется непосредственное смешивание пара (газа) и охлаждающей жидкости.
Трансформаторы теплоты
Трансформаторы теплоты могут выполнять две функции:
1) Получение теплоты более высокого температурного уровня
(тепловые насосы);
2) Использование тепловых отходов для привода абсорбционных холодильных систем (холодильные машины).

Слайд 9

Котлы – утилизаторы
1 – барабан сепаратор; 2 – испарительные секции; 3

– пароперегреватель; 4 – водяной экономайзер
Рисунок 7. Схема котла – утилизатора с принудительной циркуляцией

Слайд 10

Рисунок 7-1. Общий вид
котла утилизатора
Рисунок 7-2. Схема работы парового
котла-утилизатора
Рисунок 7-3.

Схема работы водогрейного
котла-утилизатора

Слайд 11

Использование тепловых отходов для выработки электроэнергии
Источники тепловых отходов и горячих отработанных

газов могут быть
использованы в современных технологиях производства электроэнергии.
Утилизация тепловых отходов для таких целей представляет собой неиспользованную разновидность комбинированной выработки энергии (когенерации), в которой один источник энергии (топливо) используется для совместной выработки тепла (холода) и электрической энергии.

Рисунок 8. Схема использования тепловых отходов для производства
электроэнергии (нижний цикл)

Слайд 12

Возможности использования тепловых отходов для производства
электроэнергии и применяемые технологии
Паровой цикл

Ренкина (SRC) - наиболее распространенный способ
производства электроэнергии из тепловых отходов - вовлекает в использование теплоту отходов для производства в котле-утилизаторе пара, который затем направляется в паровую турбину.
Система «котел-утилизатор - паровая турбина» работает на основе термодинамического цикла Ренкина, представленного на рисунке 9.

Рисунок 9. Цикл теплового
двигателя (Ренкина)

Слайд 13

Органический цикл Ренкина (ORC) использует другие рабочие вещества,
эффективность этого цикла

выше, а температура тепловых отходов ниже.

Рисунок 10. Схема органического цикла Ренкина

Слайд 14

Цикл Калины является разновидностью цикла Ренкина, в качестве рабочего вещества в

нем используется водоаммиачная смесь, что позволяет повысить эффективность извлечения энергии из тепловых отходов.

Рисунок 11. Принципиальная схема силовой установки с водоаммиачным
рабочим веществом

Слайд 15

Термоэлектрический способ производства электроэнергии
К термоэлектрическим материалам относят твердые полупроводники,
позволяющие генерировать

электричество при условии наличия
разности температур.

Рисунок 12. Схема термоэлектрического блока

Слайд 16

Пьезоэлектрический способ
Пьезоэлектрический способ производства энергии является еще одним вариантом преобразования низкотемпературных тепловых отходов

(100-1500C) в электроэнергию. Пьезоэлектрические устройства преобразуют механическую энергию в виде внешних колебаний в электрическую.
Термоэлектронные устройства
Термоэлектронные устройства работают аналогично термоэлектрическим. Действие термоэлектронных устройств основано на явлении вырывания электронов из металла при высокой температурах. В этих системах разность температур приводит в действие поток электронов, движущихся в вакууме от металла к поверхности оксида металла.
Термофотоэлектрический генератор
Термофотоэлектрический генератор может быть использован для преобразования излучения в электроэнергию. Системы на его основе включают в себя теплоисточник, излучатель, фильтр излучения, фотоэлемент (аналогично, как в солнечных батареях). При нагреве излучателя, он испускает электромагнитные волны. Фотоэлемент преобразует это излучение в электричество.

Слайд 17

Тепловые двигатели (детандер-генераторные агрегаты) для
утилизации ВЭР
Применение детандер-генераторных агрегатов (ДГА) вместо

обычного
дросселирования позволяет получать электроэнергию за счет использования избыточного давления природного газа.
При снижении давления газа с применением ДГА возможны несколько различных вариантов организации процесса.
Процесс расширения без подогрева газа перед детандером. После такого расширения энтальпия и температура газа после детандера будут значительно ниже, чем после дросселирования. Поэтому необходим дополнительный подвод энергии для подогрева газа.
При расширении газа в детандере с предварительным подогревом возможны несколько вариантов организации процесса:
газ подогревается перед детандером за счет энергии высокого потенциала таким образом, что энтальпия газа после детандера оказывается равной энтальпии газа после дросселирования.
для работы ДГУ используются вторичные низкопотенциальные ресурсы.
На рисунке 13 представлена одна из возможных схем использования ДГА. В качестве источника низкопотенциальной энергии при этом могут быть использованы вторичные энергетические ресурсы и теплота окружающей среды.

Слайд 18

1 – генератор; 2 – детандер; 3 – газопровод высокого давления;

4 – газопровод низкого давления; 5 – регенеративный подогреватель хладагента;
9 – дросселирующее устройство; 6 – теплообменник подогрева газа; 7 – компрессор;
8 – электродвигатель; 9 – дроссель; 10 – испаритель; 11 – насос; 12 – источник низкопотенциального тепла; 13, 14 – электрические сети.
Рисунок 13 - Принципиальная схема установки с подогревом газа до и после детандера

Слайд 19

Способ утилизации тепловых отходов промышленности
с температурой 45°С в летний период
Рисунок

14. Схема теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на C3H8 по утилизации тепловых отходов промышленности

Слайд 20

Установка использования тепла вытяжного воздуха
На рисунке 15 представлена конструкция высоко эффективного

теплообменника с пенно-барботажным слоем

1 – решетка; 2 – сепаратор; 3 – пенный слой; 4 – поток горячего газа; 5 – поток нагреваемой среды; 6 – поток охлажденного газа
Рисунок 15. Принципиальная схема
теплообменника с пенно-барботажным слоем

Слайд 21

1 – вытяжной воздух; 2 – незамерзающий раствор; 3 – горячая

вода; 4 – цех; 5 – приточный вентилятор
Рисунок 16. Принципиальная схема использования тепла вытяжного воздуха для подогрева приточного воздуха

На рисунке 2 представлена принципиальная схема установки использования
тепла вытяжного воздуха для нагрева приточного воздуха с использованием теплообменников с пенно-барботажным слоем

Слайд 22

Установки и способы утилизации сбросного тепла с использованием тепловых трансформаторов
Qв, Qc,

Qн – тепловые потоки высокого, среднего и низкого потенциалов (относительно друг друга
Рисунок 17. Символические схемы тепловых трансформаторов

Слайд 23

1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – абсорбер; 4 –

испаритель; 5 – теплоноситель;
6 – технологическая колонна; 7 – продукт; 8 – захоложенная вода;
9 – охлаждающая вода; 10 – источник ВЭР
Рисунок 18. Принципиальная схема использования тепла ВЭР для выработки
высокопотенциального холода

Слайд 24

1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – абсорбер; 4 –

испаритель; 5 – источник ВЭР среднего потенциала; 6 – источник ВЭР низкого потенциала; 7 – нагреваемая вода; 8 – нагретая вода к потребителю
Рисунок 19. Принципиальная схема использования тепла ВЭР с тепловым насосом

Слайд 25

1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – абсорбер; 4 –

испаритель;
5 – тепловой потребитель; 6 – источники ВЭР; 7 – охлаждающая вода
Рисунок 20. Принципиальная схема использования тепла ВЭР
с повышающим теплотрансформатором

Слайд 26

1 – рекуперативный теплообменник; 2 – тепловой аккумулятор; 3 –

регенеративный теплообменник; 4 – источник ВЭР; 5 – нагреваемая вода.
Рисунок 21. Принципиальная схема использования тепла ВЭР с аккумулятором тепла

Аккумулирование сбросного тепла

Слайд 27

1 – утилизационная установка; 2 – ВЭР; 3 – предприятие;
4

– циркуляционная вода; 5 – потребитель тепла.
Рисунок 22. Принципиальная схема аккумулирования сбросного тепла
в водопроницаемых подземных горизонтах

Слайд 28

Системы утилизации тепла дизель-генераторных, газопоршневых
и газотурбинных установок
а) ГПУ-200, ЯМЗ-7514, 200

кВт;
б) ГПУ-315, ЯМЗ-8503, 315 кВт
Рисунок 23. Газовая электростанция

Слайд 29

Рисунок 24. Схема тригенерации газопоршневой электростанции

Слайд 30

Рисунок 25. Внешний вид теплового
модуля утилизации тепла ГПУ (АГП)
и

утилизатора выхлопных газов
с контуром охлаждения двигателя

Слайд 31

Способы и средства утилизации тепловой энергии

Содержание

Использование тепловых отходов возможно по трем направлениям: Замкнутые схемы – тепло используется

Замкнутые схемы утилизации тепловых отходов и применяемое оборудованиеРекуператорыРекуператоры применяют для утилизации теплоты

Рисунок 2. Конвективный рекуператорРисунок 3 .Комбинированный радиационно-конвективный рекуператор

РегенераторыРисунок 4. Схема регенеративной печиРисунок 5. Вращающийся регенератор

Пассивные подогреватели воздухаПредставляют собой утилизационные установки типа «газ-газ» для низко- и

Регенеративные / Рекуперативные горелкиРекуперативные горелки содержат теплообменную поверхность, через которую осуществляется

Разомкнутые схемы утилизации тепловых отходов и применяемое оборудованиеРазомкнутые системы обычно используются для

Котлы – утилизаторы1 – барабан сепаратор; 2 – испарительные секции; 3

Рисунок 7-1. Общий вид котла утилизатораРисунок 7-2. Схема работы паровогокотла-утилизатораРисунок 7-3.

Использование тепловых отходов для выработки электроэнергииИсточники тепловых отходов и горячих отработанных

Возможности использования тепловых отходов для производства электроэнергии и применяемые технологииПаровой цикл

Органический цикл Ренкина (ORC) использует другие рабочие вещества, эффективность этого цикла

Цикл Калины является разновидностью цикла Ренкина, в качестве рабочего вещества в

Термоэлектрический способ производства электроэнергииК термоэлектрическим материалам относят твердые полупроводники, позволяющие генерировать

Пьезоэлектрический способ Пьезоэлектрический способ производства энергии является еще одним вариантом преобразования низкотемпературных тепловых отходов

Тепловые двигатели (детандер-генераторные агрегаты) для утилизации ВЭРПрименение детандер-генераторных агрегатов (ДГА) вместо

1 – генератор; 2 – детандер; 3 – газопровод высокого давления;

Способ утилизации тепловых отходов промышленности с температурой 45°С в летний периодРисунок

Установка использования тепла вытяжного воздухаНа рисунке 15 представлена конструкция высоко эффективного

1 – вытяжной воздух; 2 – незамерзающий раствор; 3 – горячая

Установки и способы утилизации сбросного тепла с использованием тепловых трансформаторовQв, Qc,

1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – абсорбер; 4 –

1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – абсорбер; 4 –

1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – абсорбер; 4 –

1 – рекуперативный теплообменник; 2 – тепловой аккумулятор; 3 –

1 – утилизационная установка; 2 – ВЭР; 3 – предприятие;4

Системы утилизации тепла дизель-генераторных, газопоршневых и газотурбинных установока) ГПУ-200, ЯМЗ-7514, 200

Рисунок 24. Схема тригенерации газопоршневой электростанции

Рисунок 25. Внешний вид теплового модуля утилизации тепла ГПУ (АГП) и

Рисунок 25. Схема газопоршневой электростанции

Похожие презентации

Замкнутые схемы утилизации тепловых отходов и применяемое оборудование
Рекуператоры
Рекуператоры применяют для утилизации теплоты

Рисунок 2. Конвективный рекуператор
Рисунок 3 .Комбинированный радиационно-конвективный рекуператор

Регенераторы
Рисунок 4. Схема
регенеративной печи
Рисунок 5. Вращающийся регенератор

Пассивные подогреватели воздуха
Представляют собой утилизационные установки типа «газ-газ» для низко-
и

Регенеративные / Рекуперативные горелки
Рекуперативные горелки содержат теплообменную поверхность, через
которую осуществляется

Разомкнутые схемы утилизации тепловых отходов и применяемое оборудование
Разомкнутые системы обычно используются для

Котлы – утилизаторы
1 – барабан сепаратор; 2 – испарительные секции; 3

Рисунок 7-1. Общий вид
котла утилизатора
Рисунок 7-2. Схема работы парового
котла-утилизатора
Рисунок 7-3.

Использование тепловых отходов для выработки электроэнергии
Источники тепловых отходов и горячих отработанных

Возможности использования тепловых отходов для производства
электроэнергии и применяемые технологии
Паровой цикл

Органический цикл Ренкина (ORC) использует другие рабочие вещества,
эффективность этого цикла

Термоэлектрический способ производства электроэнергии
К термоэлектрическим материалам относят твердые полупроводники,
позволяющие генерировать

Пьезоэлектрический способ
Пьезоэлектрический способ производства энергии является еще одним вариантом преобразования низкотемпературных тепловых отходов

Тепловые двигатели (детандер-генераторные агрегаты) для
утилизации ВЭР
Применение детандер-генераторных агрегатов (ДГА) вместо

Способ утилизации тепловых отходов промышленности
с температурой 45°С в летний период
Рисунок

Установка использования тепла вытяжного воздуха
На рисунке 15 представлена конструкция высоко эффективного

Установки и способы утилизации сбросного тепла с использованием тепловых трансформаторов
Qв, Qc,

1 – утилизационная установка; 2 – ВЭР; 3 – предприятие;
4

Системы утилизации тепла дизель-генераторных, газопоршневых
и газотурбинных установок
а) ГПУ-200, ЯМЗ-7514, 200

Рисунок 25. Внешний вид теплового
модуля утилизации тепла ГПУ (АГП)
и