Toepassing van warmteterugwinning bij gecombineerde warmte- en stroomopwekking en drievoudige levering

I. Gecombineerde warmte-krachtkoppeling (WKK) en tri--generatie: kerntoepassingsscenario's van warmteterugwinning

1. Gecombineerde warmte-krachtkoppeling (WKK): Co-productie van elektriciteit en warmte
WKK is een zeer efficiënte energievoorzieningsmodus waarbij eerst elektriciteit wordt opgewekt en vervolgens warmte wordt gebruikt: de verbranding van brandstof produceert stoom onder hoge- temperatuur en hoge- druk om een ​​turbine/generator aan te drijven om hoogwaardige- elektriciteit te produceren. De restwarmte op gemiddelde- en lage- temperatuur na energieopwekking (extractiestoom, cilindervoeringwater, rookgas) wordt niet direct gecondenseerd en afgevoerd, maar wordt verzameld via warmteterugwinningsapparaten voor gebruik in stadsverwarming, industriële procesverwarming en warmwatervoorziening voor huishoudelijk gebruik.

Traditionele gescheiden productiemodus: De efficiëntie van de energieopwekking bedraagt ​​ongeveer 35%–45%, waarbij een grote hoeveelheid afvalwarmte via koeltorens/rookgas in de lucht wordt geloosd;

WKK-modus: Warmteterugwinning verhoogt de algehele energie-efficiëntie tot 70%–90%, waardoor het brandstofverbruik bijna wordt verdubbeld.

2. Gecombineerde koeling, verwarming en stroom (CCHP): volledige dekking van elektriciteit, verwarming en koeling

CCHP voegt een component voor koeling met afvalwarmte toe aan het bestaande gecombineerde warmte- en krachtsysteem (WKK), waardoor 'één machine, drie toepassingen' wordt bereikt: hoogwaardige warmte krijgt voorrang bij de energieopwekking; afvalwarmte op gemiddelde-temperatuur wordt gebruikt voor verwarming/stoomproductie; restwarmte op lage- temperatuur drijft absorptiekoelmachines (voornamelijk lithiumbromide) aan voor koeling.

Geen buiten-seizoen: Biedt verwarming in de winter, koeling in de zomer, en warm water en elektriciteit tijdens de overgangsseizoenen, waardoor het gebruik van restwarmte wordt gemaximaliseerd en een algehele energie-efficiëntie van meer dan 85% wordt bereikt.

2, Warmteterugwinningstechnologie: principes, trajecten en kernapparatuur
Warmteterugwinning volgt het principe van "temperatuuraanpassing en cascadegebruik", en wordt geclassificeerd en teruggewonnen op basis van de kwaliteit van de afvalwarmte, waardoor de energievraag nauwkeurig wordt afgestemd.
1. Terugwinning van afvalwarmte op hoge temperatuur (boven 400 graden)
Bron: Rookgas van gasturbine/verbrandingsmotor, turbine-uitlaat;
Recyclingmethode: De restwarmteketel genereert stoom, die kan worden gebruikt voor energieopwekking en industriële processtoomvoorziening;
Waarde: Hoogwaardige restwarmte wordt direct omgezet in hoogwaardige- stoom/elektriciteit, waardoor de systeemopbrengst toeneemt.
2. Terugwinning van afvalwarmte op gemiddelde temperatuur (100-300 graden)
Bron: Stoomturbine-extractie, water in de cilindervoering van de motor, rookgas op gemiddelde temperatuur;
Recyclingmethode: Verwarm het water van het verwarmingsnetwerk met een warmtewisselaar, verwarm het voedingswater van de ketel voor en drijf een lithiumbromide-koelmachine met dubbel effect aan;
Waarde: Stabiele bevrediging van behoeften op het gebied van verwarming, gecentraliseerd warm water en middelgrote{0}} koeling, ter vervanging van traditionele boilers/elektrische koeling.
3. Restwarmteterugwinning bij lage temperatuur (onder 100 graden)
Bron: condensatiewarmte rookgas, warmteafvoer koeltoren, retourwater verwarmingsnet;
Recyclingmethoden: absorptiewarmtepomp, warmtewisselaar van fluorkunststofstaal, condenserend apparaat voor het terugwinnen van afvalwarmte;
Doorbraak: Verlaag de uitlaattemperatuur van 120 graden naar minder dan 30 graden, recupereer latente verdampingswarmte en verhoog de verwarmingscapaciteit met 20% -50%.
Kernapparatuur voor warmteterugwinning
Afvalwarmteketel: recupereert rookgas om stoom te produceren, geschikt voor gas-/stoomturbines;
Rookgas/water-warmtewisselaar: rookgas bij lage- temperatuur, terugwinning van afvalwarmte uit het water van de cilindervoering, weerstand tegen corrosie en weerstand tegen stofaccumulatie;
Absorptiekoelmachine: aangedreven door afvalwarmte en geleverd zonder energieverbruik voor koeling;
Absorptiewarmtepomp: het verhogen van de temperatuur van laag{0}}afvalwarmte om "afvalwarmte om te zetten in bruikbare warmte";
Intelligent regelsysteem: belastingvoorspelling, dynamische toewijzing van koude, warme en elektrische verwarming om een ​​optimale energie-efficiëntie te behouden.

3, De drievoudige waarde van warmteterugwinning: energie-efficiëntie, economie en milieubescherming
1. Een sprong in energie-efficiëntie: van ‘verspilling’ naar ‘uitputting’
Traditionele energieopwekking: ongeveer 60% van de warmte gaat verloren; Uitgebreide energie-efficiëntie na warmteterugwinning * * Groter dan of gelijk aan 80% * *;
Drievoudige voorziening: koeling met afvalwarmte vervangt elektrische koeling, waardoor het energieverbruik voor koeling met meer dan 40% wordt verminderd;
Diepe terugwinning van afvalwarmte: volledige terugwinning van uitlaatwarmte en condensatiewarmte, waardoor de efficiëntie van het energieverbruik met 10% -15% wordt verhoogd.
2. Economische kostenreductie: verkort de kostendekking en verhoog voortdurend de efficiëntie
Verlaag de brandstofkosten met 30% -50% en verminder de geïnstalleerde capaciteit van ketels en koelunits;
Gedistribueerde nabijgelegen energievoorziening om transmissie- en distributie-/verwarmingsnetwerkverliezen te verminderen;
Commerciële/openbare bouwprojecten: renovatie-investeringen worden binnen 3-6 jaar terugverdiend, waardoor jaarlijks tientallen tot miljoenen yuan aan energieverbruik wordt bespaard.
3. Koolstofarme en milieubescherming: het bereiken van dubbele normen voor koolstofreductie en vermindering van vervuiling
Bij dezelfde energievoorziening kan de CO₂-uitstoot met 40% -60% worden verminderd;
De installatie van gedecentraliseerde ketels en elektrische koelunits terugdringen, wat resulteert in een aanzienlijke afname van de NOₓ-, SO₂- en stofemissies;
Gelijktijdige terugwinning van afvalwarmte uit rookgascondensatie zorgt voor wit worden en stofverwijdering, waardoor de uitstraling voor het milieu wordt verbeterd.

4, Typische toepassingsscenario's en praktijkgevallen
1. Industrieterrein: industriële restwarmte+warmtekrachtkoppeling
Modus: Stroomopwekking door gasturbine/interne verbrandingsmotor → Afvalwarmteketel om processtoom te produceren → Restwarmteverwarming/-koeling op lage temperatuur;
Effect: Uitgebreide energie-efficiëntie * * Groter dan of gelijk aan 85% * *, ter vervanging van eigen ketels, waardoor jaarlijks duizenden tonnen standaardsteenkool worden bespaard.
2. Grote openbare gebouwen (commerciële complexen/ziekenhuizen/luchthavens)
Casus: Chengdu Wanda Plaza en een tertiair ziekenhuis adopteren een interne verbrandingsmotor op gas + restwarmte-eenheid van lithiumbromide;
Effect: Geef prioriteit aan het gebruik van restwarmte voor koeling/verwarming en vul energie aan wanneer dit onvoldoende is; Jaarlijkse besparing van bijna 3000 ton standaardkolen en ruim 12.000 ton CO₂-uitstootreductie.
3. Regionale energiecentrales: gecentraliseerde energievoorziening op stadsniveau
Modus: Gasgecombineerde cyclus+rookgas diepe warmteterugwinning+absorptiewarmtepomp;
Effect: het dekken van honderdduizenden vierkante meters aan koeling, verwarming en energievraag, met een benuttingsgraad van restwarmte van meer dan 90%, en wordt een maatstaf voor koolstofarme energie- in steden.
4. Flexibiliteitstransformatie van energiecentrales: thermisch-elektrische ontkoppeling
Technologie: stoomturbine-uitlaat/rookgasafvalwarmte+grote absorptiewarmtepomp;
Waarde: Behoud van de warmtetoevoer terwijl de energieopwekking wordt verminderd, het piekvermogen met 10% -20% wordt verbeterd en de beperking van "warmte bepaalt elektriciteit" wordt doorbroken.

5, Technologische trends en ontwikkelingsrichtingen
Diepgaande benutting van restwarmte: energieopwekking van afvalwarmte bij lage- temperatuur (ORC), ultra- terugwinning van rookgascondensatie bij lage temperatuur, waardoor "droog eten en uitpersen" wordt bereikt;
Complementaire multi-energie-integratie: koppeling van warmteterugwinning + fotovoltaïsche energie/energieopslag/biomassa, waardoor een alomvattend energiesysteem zonder koolstofuitstoot wordt opgebouwd;
Intelligente regeling: digital twin, belastingvoorspelling, AI-geoptimaliseerde werking, behoud van de hoogste energie-efficiëntie onder alle bedrijfsomstandigheden;
Miniaturisatie van apparatuur: microturbines, modulaire warmteterugwinningseenheden, geschikt voor kleine en middelgrote- gebouwen en gedistribueerde scenario's.