ASHRAE - American Society of Heating@ Refrigerating and Air-Conditioning Engineers@ Inc.
сфера применения
ВВЕДЕНИЕ Национальная лаборатория Лоуренса Беркли (LBNL) прогнозирует, что в Соединенных Штатах потенциал отработанного тепла в электроэнергию составляет 100 ГВт (Baily and Worrell 2005). Эта цифра составляет более 10% текущей установленной мощности электрогенераторов в стране. Этот потенциал дает возможность производить дешевую, практически с нулевыми выбросами, местную генерацию, чтобы помочь удовлетворить потребности в качестве электроэнергии и ожидаемые нормативы по чистой энергии, такие как стандарты портфеля возобновляемых источников энергии. Во многих случаях тепло промышленных процессов выбрасывается в атмосферу, в которой все еще содержится более 60% тепла процесса сгорания. Если нет возможности использовать это тепло на промышленной площадке, оно почти наверняка будет потрачено впустую. Однако @ преобразование отработанного тепла в электричество дает энергию, которую можно использовать либо на объекте @, либо экономично транспортировать на большие расстояния к другому потребителю. Еще в 1979 году исследования изучали технологию, способную преобразовывать отходящее тепло в электричество (General Electric, 1979). С ростом цен на топливо и электроэнергию @ экономическое обоснование использования этой потраченной впустую энергии стало еще более убедительным. Промышленные источники тепла сильно различаются по размеру, температуре выхлопных газов, основному источнику топлива, рабочему циклу и содержанию загрязняющих веществ. В зависимости от относительного влияния этих факторов различные технологии могут оказаться более подходящими, чем другие, для преобразования тепла в электроэнергию. Производство электроэнергии по циклу Ренкина является хорошо известной технологией, и @ с использованием пара в качестве рабочего тела @ является основой подавляющего большинства производств электроэнергии во всем мире. Он остается лучшим выбором для производства электроэнергии для преобразования отработанного тепла в электроэнергию во многих высокотемпературных применениях. Благодаря термической стабильности пара его можно использовать в случаях, когда температура источника очень высока, не опасаясь термического разложения. Однако@ из-за размера турбины@ условия вакуума в конденсаторе@ и необходимости избегать конденсации пара в турбине@ наиболее подходят для крупнейших источников высокотемпературного отходящего тепла. Кроме того, из-за конструктивных соображений с рабочими жидкостями с малой молекулярной массой паровые турбины обычно имеют более низкий КПД, чем турбины с органической рабочей жидкостью для размеров менее нескольких мегаватт (таблица 1 по Abbin and Leuenberger 1974). Для источников отработанного тепла с выходной мощностью менее 1000??(538?? или менее 1 МВт @ органические рабочие жидкости с большей вероятностью обеспечат лучшую общую экономику. Исключения включают промышленные объекты, которым требуется технологический пар, или существующие электростанции, где пар уже используется. Даже в тех случаях, когда присутствуют источники очень высоких температур@ условия окружающей среды, такие как доступ к воде@ разрешительные требования@ и затраты на техническое обслуживание, могут повлиять на окончательное решение относительно того, следует ли рассматривать пар в качестве рабочего тела.