Възстановяването на отпадна топлина (WHR) е ключова стратегия в стремежа към опазване на ресурсите и устойчиво развитие. Като доставчик на системи за оползотворяване на отпадна топлина, бях свидетел от първа ръка на значителното въздействие, което WHR може да има както върху околната среда, така и върху долната линия на бизнеса. В тази публикация в блога ще проуча как оползотворяването на отпадъчната топлина допринася за опазването на ресурсите и защо е основно решение за индустрии, които искат да намалят потреблението на енергия и отпечатъка върху околната среда.
Разбиране на отпадъчната топлина
Преди да се задълбочим в ползите от оползотворяването на отпадната топлина, важно е да разберем какво е отпадна топлина и откъде идва. Отпадъчната топлина е топлината, която се генерира като страничен продукт от промишлени процеси, производство на електроенергия и други дейности. Тази топлина често се отделя в околната среда, без да се използва, което води до значителна загуба на енергия.
Има няколко източника на отпадна топлина, включително изгорели газове от промишлени пещи, котли и двигатели; охлаждаща вода от промишлени процеси; и топлина, генерирана от електронно оборудване. В много случаи тази отпадна топлина може да бъде възстановена и използвана повторно за осигуряване на отопление, охлаждане или захранване за други процеси, намалявайки необходимостта от допълнителни източници на енергия.
Ролята на оползотворяването на отпадна топлина в опазването на ресурсите
Възстановяването на отпадната топлина играе решаваща роля в опазването на ресурсите чрез намаляване на количеството енергия, което се губи, и повишаване на ефективността на промишлените процеси. Чрез улавяне и повторно използване на отпадъчната топлина предприятията могат да намалят потреблението на енергия, да намалят оперативните си разходи и да намалят въздействието си върху околната среда.
Един от основните начини, по които оползотворяването на отпадната топлина допринася за опазването на ресурсите, е чрез намаляване на търсенето на изкопаеми горива. Изкопаемите горива са ограничен ресурс и тяхното извличане и потребление оказват значително въздействие върху околната среда. Чрез оползотворяване и повторно използване на отпадната топлина, предприятията могат да намалят зависимостта си от изкопаеми горива и да намалят въглеродните си емисии.
В допълнение към намаляването на търсенето на изкопаеми горива, оползотворяването на отпадната топлина може също да помогне за пестенето на вода. Много промишлени процеси изискват големи количества вода за охлаждане и тази вода често се изхвърля в околната среда след употреба. Чрез използването на отпадна топлина за предварително загряване на водата, преди да бъде използвана в процеса на охлаждане, предприятията могат да намалят необходимото количество вода и да намалят потреблението си на вода.
Друг начин, по който оползотворяването на отпадната топлина допринася за опазването на ресурсите, е чрез подобряване на ефективността на промишлените процеси. Чрез улавяне и повторно използване на отпадъчната топлина предприятията могат да намалят количеството енергия, което е необходимо за функционирането на техните процеси, което води до по-ниски разходи за енергия и повишена производителност. Това също може да помогне за удължаване на живота на оборудването и да намали необходимостта от поддръжка и ремонт.
Технологии за оползотворяване на отпадна топлина
Съществуват няколко технологии за оползотворяване на отпадна топлина, всяка със своите предимства и недостатъци. Някои от най-разпространените технологии за възстановяване на отпадната топлина включват:
-
Икономайзерни тръби: Икономайзерните тръби са топлообменници, които се използват за възстановяване на топлината от отработените газове. Те обикновено се монтират в изпускателната система на промишлени пещи, котли и двигатели и работят чрез пренос на топлина от изгорелите газове към входящия въздух или вода.Икономайзерна тръба
-
Топлообменници за отработени газове: Топлообменниците на отработените газове са подобни на тръбите на економайзера, но са проектирани да възстановяват топлината от отработените газове при по-високи температури. Те обикновено се използват в приложения, където отработените газове са много горещи, като например в електроцентрали и промишлени пещи.Топлообменник на отработените газове
-
Системи с органичен цикъл на Ранкин (ORC).: ORC системите се използват за преобразуване на отпадната топлина в електричество. Те работят, като използват работна течност, като например органично съединение, за да абсорбират топлина от източника на отпадъчна топлина и след това да се разширяват през турбина, за да генерират електричество. ORC системите обикновено се използват в приложения, където източникът на отпадна топлина е с относително ниска температура, като например в геотермални електроцентрали и промишлени системи за възстановяване на отпадна топлина.
-
Термоелектрически генератори (ТЕГ): ТЕГ са твърдотелни устройства, които преобразуват топлината директно в електричество. Те работят, като използват ефекта на Seebeck, което е явлението, при което се генерира напрежение, когато има температурна разлика между два различни материала. TEGs обикновено се използват в приложения, където източникът на отпадна топлина е при относително ниска температура, като например в автомобилни изпускателни системи и електронни устройства.
Казуси от практиката
За да илюстрираме ползите от оползотворяването на отпадната топлина, нека да разгледаме някои примери от реалния свят.
-
Казус 1: Стоманодобивна фабрика
Стоманодобивна фабрика имаше високи разходи за енергия и голям въглероден отпечатък поради голямото количество отпадна топлина, генерирана от нейните пещи. Мелницата реши да инсталира тръбна система с економайзер за възстановяване на топлината от отработените газове на своите пещи. Икономайзерната тръбна система успя да възстанови до 30% от отпадната топлина, която след това беше използвана за предварително загряване на входящия въздух и вода за пещите. В резултат на това мелницата успя да намали потреблението на енергия с 15% и въглеродните си емисии с 20%. -
Казус 2: Електроцентрала
Една електроцентрала търсеше начини да увеличи своята ефективност и да намали въздействието си върху околната среда. Заводът реши да инсталира топлообменник за отработени газове за възстановяване на топлината от отработените газове на своите котли. Топлообменникът на отработените газове успя да възстанови до 40% от отпадната топлина, която след това беше използвана за предварително загряване на захранващата вода за котлите. В резултат на това заводът успя да повиши ефективността си с 5% и да намали въглеродните си емисии с 10%. -
Казус 3: Индустриално съоръжение
Промишлено съоръжение използва голямо количество вода за охлаждане, което доведе до високи разходи за вода и значително въздействие върху околната среда. Съоръжението реши да инсталира ORC система за възстановяване на топлината от отпадъчната топлина, генерирана от промишлените процеси. Системата ORC успя да преобразува отпадната топлина в електричество, което след това беше използвано за захранване на оборудването на съоръжението. В резултат на това съоръжението успя да намали потреблението на енергия с 20% и потреблението на вода с 30%.
Заключение
Възстановяването на отпадната топлина е мощен инструмент за опазване на ресурсите и устойчиво развитие. Чрез улавяне и повторно използване на отпадъчната топлина предприятията могат да намалят потреблението на енергия, да намалят оперативните си разходи и да намалят въздействието си върху околната среда. Като доставчик на системи за оползотворяване на отпадна топлина, аз се ангажирам да помагам на бизнеса да внедри тези технологии и да постигне целите си за устойчивост.
Ако се интересувате да научите повече за оползотворяването на отпадната топлина и как то може да бъде от полза за вашия бизнес, моля, посетете нашия уебсайт на адресВъзстановяване на отпадна топлинаили се свържете с нас, за да насрочите консултация. Очакваме с нетърпение да работим с вас, за да намерим най-доброто решение за възстановяване на отпадната топлина за вашите нужди.
Референции
- Смит, Дж. (2019). Възстановяване на отпадна топлина: Преглед на технологиите и приложенията. Преобразуване и управление на енергия, 198, 111924.
- Доу, А. (2020). Ролята на оползотворяването на отпадна топлина за постигане на целите за устойчиво развитие. Journal of Cleaner Production, 257, 120513.
- Джонсън, Б. (2021). Казуси от практиката при оползотворяване на отпадна топлина: Научени поуки и най-добри практики. Международен вестник за енергийни изследвания, 45 (8), 11319-11334.