Analisis Dan Aplikasi Teknologi Suhu Tinggi Dan Rendah Untuk Penjana Stim
1, Takrif teras dan asas termodinamik parameter suhu tinggi dan rendah
Pembahagian suhu tinggi dan rendah penjana stim bukanlah nilai mutlak, tetapi konsensus industri yang dibentuk berdasarkan prinsip termodinamik dan amalan kejuruteraan. Asas terasnya ialah teori kitaran Carnot - kecekapan tertinggi enjin haba ditentukan oleh perbezaan suhu antara punca haba dan punca sejuk. Lebih besar perbezaan suhu, lebih tinggi kecekapan menukar tenaga haba kepada tenaga elektrik.
(1) Definisi dan Ciri-ciri Parameter Suhu Tinggi
Dalam bidang perindustrian, suhu wap utama penjana wap-suhu tinggi biasanya ditakrifkan sebagai 500 darjah atau lebih tinggi dan tekanan sokongan kebanyakannya dalam julat 10MPa-30MPa. Sesetengah unit ultra superkritikal bahkan boleh mencapai melebihi 600 darjah atau 25MPa. Matlamat teras julat parameter ini adalah untuk memaksimumkan perbezaan suhu dan menggalakkan kecekapan haba melebihi 40%, atau bahkan mencapai lebih 45%. Pelaksanaan parameter suhu tinggi-bergantung pada pembakaran{14}}sumber tenaga gred tinggi (seperti arang batu dan gas asli) atau tindak balas nuklear. Air dipanaskan kepada suhu-tinggi dan wap tekanan tinggi melalui dandang atau reaktor, dan kemudian digerakkan untuk berputar pada kelajuan tinggi untuk menjana elektrik.
(2) Definisi dan Ciri-ciri Parameter Suhu Rendah
Suhu wap utama penjana wap-suhu rendah biasanya di bawah 300 darjah, dan sesetengah sistem pemulihan haba sisa boleh menurunkannya kepada 80 darjah -250 darjah, dengan tekanan selalunya di bawah 2.5MPa. Logik teras sistem sedemikian bukanlah untuk mengejar kecekapan muktamad, tetapi untuk menggunakan{10}tenaga haba gred rendah (seperti haba sisa industri, tenaga suria, tenaga geoterma) untuk mencapai "menukar sisa menjadi harta karun". Walaupun kecekapan haba mereka secara amnya adalah antara 10% -25%, ia boleh menukarkan haba asal yang terbuang kepada tenaga elektrik, yang mempunyai kedua-dua penjimatan tenaga-dan nilai alam sekitar. Pelaksanaan parameter suhu-rendah tidak bergantung pada penggunaan tenaga berintensiti tinggi, sebaliknya menyesuaikan dengan ciri suhu sumber haba gred rendah melalui cecair kerja khas atau teknologi peredaran.
2, Perbezaan dalam Laluan Teknikal Penjana Stim Suhu Tinggi dan Rendah
Perbezaan dalam parameter suhu secara langsung membawa kepada perbezaan ketara dalam komponen teras, mod kitaran, dan reka bentuk sistem penjana stim, membentuk dua laluan teknikal yang berbeza sama sekali.
(1) Penjana wap suhu tinggi: mengejar teknologi kecekapan muktamad
Penjana wap suhu tinggi, yang diwakili oleh loji janakuasa haba dan nuklear tradisional, mempunyai teras teknikal "rintangan suhu tinggi dan rintangan tekanan tinggi", dan mencapai penjanaan kuasa yang cekap melalui peningkatan bahan dan pengoptimuman sistem. Pada komponen teras, peralatan utama seperti bilah turbin dan saluran paip dandang perlu menggunakan bahan khas seperti aloi berasaskan nikel dan{1}}keluli tahan haba untuk menahan pengoksidaan, kakisan dan keletihan dalam persekitaran suhu tinggi dan tekanan tinggi; Dari segi peredaran, kitaran Rankine biasanya digunakan, yang menghasilkan wap-suhu tinggi dan-tekanan tinggi melalui dandang. Selepas turbin stim berfungsi, stim ekzos disejukkan ke dalam air dengan pemeluwap, dan kemudian ditekan oleh pam suapan dan dihantar semula ke dandang untuk membentuk kitaran tertutup; Dalam reka bentuk sistem, kawalan suhu yang kompleks dan peranti pengurangan tekanan diperlukan untuk memastikan parameter stim yang stabil dan mengelakkan kerosakan peralatan akibat turun naik suhu.
3, senario aplikasi panoramik penjana stim suhu tinggi dan rendah
Ciri-ciri parameter suhu menentukan bahawa senario aplikasi dua jenis penjana stim mempunyai sempadan yang jelas, meliputi dua medan utama:-bekalan kuasa terpusat berskala besar dan pemulihan haba sisa teragih.
(1) Penjana stim suhu tinggi: kuasa utama untuk-bekalan kuasa terpusat berskala besar
Penjana stim suhu tinggi, dengan kelebihan kuasa tinggi dan kecekapannya, telah menjadi pilihan teras untuk-bekalan kuasa terpusat berskala besar. Dari segi senario aplikasi, loji kuasa haba yang besar diagihkan terutamanya di kawasan kaya arang batu atau pusat beban, memenuhi keperluan elektrik pengeluaran perindustrian serantau dan kehidupan kediaman melalui penjanaan kuasa haba, dengan kapasiti unit tunggal sehingga satu juta kilowatt; Loji kuasa nuklear bergantung pada ketumpatan tenaga tinggi bahan api nuklear dan terletak di kawasan yang mempunyai permintaan tenaga yang tinggi dan keperluan alam sekitar, menyediakan tenaga elektrik beban asas yang stabil untuk rantau ini dan menghampiri pelepasan karbon sifar.
Selain itu,-penjana wap suhu tinggi juga sesuai untuk loji kuasa milik sendiri industri besar, seperti perusahaan besar dalam industri keluli, kimia dan lain-lain. Mereka menjana elektrik dengan membakar-bahan api yang dihasilkan sendiri atau menggunakan haba buangan proses (bahagian-suhu tinggi) untuk memenuhi keperluan elektrik pengeluaran mereka sendiri dan mengurangkan pergantungan pada pembelian kuasa luaran.
4, Trend Pembangunan Industri: Evolusi Kolaboratif Laluan Suhu Tinggi dan Rendah
Didorong oleh peralihan tenaga dan matlamat "dwi karbon", penjana stim suhu-tinggi dan{1}}rendah tidak boleh ditukar ganti, tetapi menunjukkan trend pembangunan yang diselaraskan "peningkatan-tinggi dan pengembangan-rendah".
(1) Laluan suhu tinggi: menaik taraf ke arah proses ultra superkritikal dan bersih
Penjana stim suhu tinggi akan terus berkembang ke arah pelepasan ultra superkritikal dan hampir sifar. Di satu pihak, melalui penemuan dalam teknologi bahan, suhu dan tekanan wap utama boleh ditingkatkan lagi, menggalakkan peningkatan berterusan dalam kecekapan haba dan mengurangkan penggunaan tenaga dan pelepasan karbon setiap unit penjanaan elektrik; Sebaliknya, dengan menggabungkan teknologi penangkapan, penggunaan dan penyimpanan karbon (CCUS), pelepasan hampir sifar daripada kuasa haba boleh dicapai, membolehkannya masih memainkan peranan penstabil dalam elektrik beban asas dalam struktur tenaga dengan perkadaran tenaga baharu yang semakin meningkat.
(2) Laluan suhu rendah: berkembang ke arah skala dan kebolehsuaian yang tinggi
Penjana stim suhu rendah akan membawa peluang dwi-aplikasi berskala besar dan peningkatan teknologi. Dari segi skala aplikasi, dengan pengetatan dasar penjimatan tenaga industri-dan peningkatan kesedaran tentang pemulihan haba sisa, penjana suhu-rendah ORC akan dipopularkan dalam lebih banyak industri, membentuk pasaran penjanaan kuasa haba sisa-skala besar; Dari segi peningkatan teknologi, kami akan menumpukan pada penyelidikan dan pembangunan cecair kerja yang baharu dan cekap, peningkatan kecekapan pertukaran haba, dan kawalan pintar sistem, mengurangkan kos penjanaan kuasa haba buangan suhu rendah-rendah, meningkatkan kebolehsuaian untuk membazir sumber haba daripada suhu dan skala yang berbeza, dan mengembangkan sempadan penggunaan haba ultra rendah (6} darjah suhu rendah{{0} (6} darjah).
