Noyau d'efficacité énergétique et autonomisation technique du système de production d'électricité ORC avec échangeur de chaleur à récupération de chaleur
La logique fondamentale du système de production d'électricité ORC est d'absorber de l'énergie thermique de faible qualité via des fluides de travail organiques à faible point d'ébullition (tels que le cyclopentane, le R245fa, etc.) et de réaliser une conversion d'énergie via un cycle d'évaporation, d'expansion, de condensation et de pressurisation. L'échangeur thermique récupérateur de chaleur joue un rôle irremplaçable dans ce cycle en passant par de multiples maillons clés. Sa fonction principale se reflète en trois dimensions : en tant qu'évaporateur, il absorbe la chaleur provenant de la chaleur résiduelle industrielle, de l'énergie géothermique et d'autres sources de chaleur, évapore et vaporise rapidement le fluide de travail organique liquide et fournit un fluide de travail gazeux à haute -pression pour que la machine d'expansion effectue son travail ; En tant que régénérateur, il récupère la chaleur perdue du fluide de travail gazeux à haute température après les travaux de détente, préchauffe le fluide de travail liquide entrant dans l'évaporateur, réduit la consommation d'énergie de la source de chaleur et améliore l'efficacité thermique globale du système ; En tant que condenseur, il condense le fluide de travail gazeux à basse-pression après expansion à l'état liquide, fournissant des conditions d'entrée stables pour la circulation de la pompe à fluide de travail et assurant un fonctionnement en boucle fermée-du système.
La large plage de températures et la capacité efficace de transfert de chaleur sont ses principaux points forts. Le système ORC dispose d'une large plage de températures de source de chaleur (100 degrés -400 degrés), couvrant diverses énergies thermiques de faible -qualité telles que la chaleur résiduelle industrielle, l'énergie géothermique, l'énergie froide du GNL, etc. L'échangeur de chaleur à récupération de chaleur peut maintenir des performances de transfert de chaleur efficaces dans différentes plages de température en optimisant la conception du canal d'écoulement et la sélection des matériaux. Par exemple, dans des scénarios d'utilisation de l'énergie géothermique à basse température, les échangeurs de chaleur à plaques et à ailettes peuvent réaliser un échange de chaleur efficace sous de faibles différentiels de température ; Dans le cadre de la récupération industrielle de chaleur résiduelle à haute température, les échangeurs de chaleur à plaques et à calandre fabriqués à partir de matériaux en alliage résistant aux hautes températures peuvent faire face de manière stable aux conditions de travail fluctuantes et assurer l'efficacité d'évaporation du fluide de travail. En s'appuyant sur cet avantage, le taux de conversion de l'énergie thermique résiduelle du système ORC peut atteindre 10 à 25 %, ce qui est nettement supérieur à la technologie traditionnelle de récupération de chaleur résiduelle.
La double garantie d'une structure compacte et d'une haute fiabilité, adaptée à divers scénarios d'installation. Les sites industriels, les navires, les centrales électriques éloignées et d'autres scénarios d'application nécessitent des exigences strictes en matière d'encombrement des équipements et de stabilité opérationnelle. La conception modulaire des échangeurs de chaleur à récupération de chaleur réduit non seulement considérablement l'occupation de l'espace, mais facilite également le transport et l'assemblage sur-site. Dans le même temps, l'application de structures soudées et de matériaux en alliage résistants à la corrosion-résout efficacement les problèmes de fuite et de rupture par fatigue des échangeurs de chaleur traditionnels sous haute température, haute pression et contraintes alternées, permettant à la durée de fonctionnement continu des systèmes ORC d'atteindre des dizaines de milliers d'heures, formant une adaptation stable aux processus de production industrielle sans affecter le fonctionnement normal de l'équipement principal.
L'effet synergique de l'optimisation de l'efficacité énergétique et de la faible-réduction des émissions de carbone est conforme aux besoins du développement durable. L'échangeur thermique à récupération de chaleur récupère la chaleur résiduelle du fluide de travail grâce à une conception de récupération de chaleur, améliorant considérablement l'efficacité énergétique globale du système ORC tout en réduisant l'impact des émissions directes de chaleur résiduelle industrielle sur l'environnement. Dans les industries à forte consommation d'énergie telles que l'acier, le ciment et le verre, les systèmes ORC équipés d'échangeurs de chaleur efficaces à récupération de chaleur peuvent convertir plus de 50 % de l'énergie thermique résiduelle du processus de production en électricité, réduisant ainsi les coûts de consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre pour les entreprises, offrant ainsi une voie réalisable pour une transformation industrielle à faible teneur en carbone.