Šilumokaičiai naujojoje energetikos pramonėje

Korpusinių ir vamzdinių šilumokaičių taikymas ir technologinės naujovės naujojoje energetikos pramonėje

Pasaulinėje energetikos pertvarkos bangoje naujoji energetikos pramonė, kurios centre yra vėjo energija, fotovoltinė energija, vandenilio energija, geoterminė energija ir kt., skatina energijos struktūros transformaciją į švarą ir mažą anglies dioksido kiekį.

Kaip kertinis pramoninės šilumos mainų įrangos akmuo, korpuso ir vamzdžių šilumokaičiai, pasikliaujant savo savybėmis, tokiomis kaip efektyvus šilumos perdavimas, atsparumas aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui bei didelis pritaikomumas, įrodė unikalią taikymo vertę naujoje energetikos srityje.

Šiame straipsnyje bus analizuojamas jų pagrindinis vaidmuo naujoje energetikos pramonėje trimis aspektais: techniniais principais, tipiniais taikymo scenarijais ir ateities plėtros kryptimis.

Korpuso ir vamzdžių šilumokaičiai užtikrina šilumos mainus per priešpriešinį karšto skysčio srautą vamzdžių viduje ir šalto skysčio srautą korpuso pusėje, o pagrindiniai jų pranašumai atsispindi šiais aspektais:

Optimizuotas šilumos perdavimo mechanizmas: priešpriešinės srovės konstrukcija pritaikyta pagerinti šilumos perdavimo efektyvumą, o kartu su šilumos perdavimo gerinimo technologijomis, tokiomis kaip spiraliniai turbuliatoriai ir vamzdeliai su briaunomis, turbulencijos intensyvumas žymiai padidėja. Pavyzdžiui, vėjo jėgainių įmonė aušinimo alyvos sistemos šilumos perdavimo koeficientą padidino 30%, o įrangos energijos sąnaudas sumažino 15%, į vamzdelius įstačiusi spiralinius turbuliatorius.

Konstrukcinis pritaikymas: tokios konstrukcijos kaip U{0}}vamzdžiai ir slankiosios-galvutės gali prisitaikyti prie skirtingų darbo sąlygų-temperatūrų-. Pavyzdžiui, esant aukštai -temperatūrai garų kondensacijos scenarijus gaminant vandenilio energiją, U-vamzdžio vieno vamzdžio lakšto konstrukcija sumažina nuotėkio vietas, o slėgio-laikomoji galia siekia iki 10 MPa.

Medžiagų naujovės: specialioms terpėms naujoje energijos srityje naudojamos korozijai{0}}atsparios medžiagos, pvz., dvipusis nerūdijantis plienas ir titano lydiniai. Pavyzdžiui, jūros vandens gėlinimo įrenginiuose dvipusio nerūdijančio plieno šilumokaičių atsparumas chlorido jonų korozijai yra 3 kartus didesnis nei 316 l, o jų tarnavimo laikas viršija 20 metų.

1. Vėjo energijos sektorius: įrangos šilumos valdymo raktas

Šiuolaikinėse vėjo turbinose pagrindiniai komponentai, tokie kaip dažnio keitikliai ir generatoriai, turi skubiai išsklaidyti šilumą. Korpuso ir vamzdžio šilumokaičiai užtikrina tikslų temperatūros valdymą naudojant vandens{1}}aušinimo arba alyvos{2}}aušinimo sistemas:

Generatoriaus aušinimas: vėjo energijos įmonė naudoja plaukiojančius{0}}galvos šilumokaičius, kad perduotų šilumą iš generatoriaus vidaus į aušinimo vandens sistemą, užtikrinant, kad įranga veiktų stabilioje, žemesnėje nei 60 laipsnių temperatūroje, ir sumažintų gedimų skaičių 40%.

Dažnio keitiklio apsauga: dažnio keitiklių aušinimo grandinėje šilumokaičiai naudoja priverstinės konvekcijos konstrukciją, kad būtų galima saugiai valdyti IGBT modulių temperatūrą ir pailginti įrangos tarnavimo laiką 3–5 metais.

2. Saulės energijos sektorius: pagrindiniai šiluminės energijos konversijos komponentai

Koncentruotose saulės energijos (CSP) sistemose korpuso ir vamzdžių šilumokaičiai atlieka pagrindinį vaidmenį renkant, perduodant ir kaupiant šiluminę energiją:

Šiluminės energijos perdavimas: CSP elektrinėje naudojami silicio karbidu{0}}dengti keraminiai kompozitiniai vamzdžių šilumokaičiai, kurie gali atlaikyti aukštą 1200 laipsnių temperatūrą. Šie šilumokaičiai efektyviai perduoda saulės spinduliuotės kolektorių generuojamą šiluminę energiją į išlydytos druskos šilumos kaupimo sistemą, o šilumos nuostoliai yra mažesni nei 5%.

Šilumos kaupimo sistema: išlydytos druskos šilumos kaupimo procese šilumokaičiai realizuoja kaskadinį šilumos panaudojimą per kelių{0}}vamzdžių-praėjimo konstrukciją, padidindami energijos kaupimo efektyvumą iki 92 % ir palaikydami elektrinę, kad ji nepertraukiamai gamintų elektrą daugiau nei 6 valandas naktį.

3. Vandenilio energetikos sektorius: dviguba saugos ir efektyvumo garantija

Vandenilio kuro elementuose ir vandenilio gamybos procesuose korpuso ir vamzdžių šilumokaičiai atlieka keletą funkcijų:

Kuro elementų aušinimas: vandenilio energijos transporto priemonių įmonė naudoja skysčiu{0}}aušinamus korpuso ir vamzdžių šilumokaičius, kad reguliuotų elementų kamino temperatūrą 65 ± 2 laipsnių diapazone ir padidintų galios tankį 20 %. Tuo tarpu helio masės spektrometrijos nuotėkio aptikimo technologija naudojama norint pasiekti 10⁻⁶ Pa·m³/s nuotėkio greičio aptikimo jautrumą.

Vandenilio gamyba: Vandens elektrolizės vandenilio gamybos procese šilumokaičiai atgauna panaudotą šilumą per garų suspaudimo ciklą, sumažindami energijos sąnaudas vienam vandenilio gamybos vienetui 18%. Atraminiai titano lydinio šilumokaičiai gali atlaikyti labai ėsdinančias terpes, tokias kaip šlapia fosforo rūgštis, todėl jų tarnavimo laikas pailgėja iki 15 metų.

4. Geoterminės energijos sektorius: efektyvaus išteklių panaudojimo modelis

Geoterminės energijos gamybos ir šildymo sistemose korpuso ir vamzdžių šilumokaičiai leidžia kaskadiškai plėtoti geoterminius skysčius:

Energijos gamybos procesas: geoterminė elektrinė naudoja dvigubą-apvalkalą-šilumokaitį, kad perneštų šilumą iš 150 laipsnių geoterminio skysčio į organinio Rankino ciklo (ORC) darbo terpę, todėl energijos gamybos efektyvumas yra 18 %, o tai yra 40 % didesnis nei tradicinių blyksnių sistemų.

Šildymo sistemos: karštų sausų uolienų šildymo projektuose šilumokaičiai kontroliuoja išleidžiamo vandens temperatūrą reguliuodami dažnio keitimą ir sumažina mastelio susidarymą naudodami internetinę valymo sistemą, užtikrindami, kad šildymo sezono metu veikimo efektyvumas išliks stabilus virš 85%.

Atsižvelgiant į aukštesnius energijos vartojimo efektyvumo ir tvarumo reikalavimus naujoje energetikos pramonėje, korpuso ir vamzdžių šilumokaičių technologija pristato tris pagrindines tendencijas:

Išmanusis atnaujinimas: 5G + krašto skaičiavimo technologijų integravimas, kad būtų pasiektas milisekundžių{2}}parametrų reguliavimas. Duomenų centrui pritaikius išmaniuosius šilumokaičius, metinis elektros energijos sutaupymas viršijo 8 mln. kWh, o PUE vertė sumažėjo iki 1,15.

Žaliųjų medžiagų taikymas: nanofluid{0}}patobulintos šilumos perdavimo technologijos kūrimas, siekiant padidinti šilumos perdavimo koeficientą daugiau nei 50 %; naudojant perdirbamų lydinių medžiagas, siekiant sumažinti anglies dvideginio išmetimą per visą gyvavimo ciklą. Chemijos projektas sumažino anglies pėdsaką 30 proc.

Nuo tikslios vėjo elektrinių įrangos temperatūros kontrolės iki vandenilio energijos pramonės grandinės saugumo garantijų, nuo saulės šiluminės energijos panaudojimo kaskadiniu būdu iki efektyvaus geoterminių išteklių plėtojimo, korpusiniai ir vamzdiniai šilumokaičiai skatina naują energetikos pramonę į didesnio energijos vartojimo efektyvumo erą dėl technologinių naujovių. Išsamiai integruojant medžiagų mokslą, išmanųjį valdymą ir sistemų integravimą, ši tradicinė įranga ir toliau teiks naujos vertės pereinant prie pasaulinės energijos ir teiks pagrindinę techninę pagalbą kuriant ateitį be anglies{2}}.

GNEE šilumokaičiai, turintys proveržių medžiagų inovacijų ir pažangiųjų technologijų srityje, suteikia daug galimybių naujiems energijos scenarijams, tokiems kaip vėjo energijos temperatūros kontrolė, vandenilio energijos sauga ir saulės šiluminės energijos kaupimas, todėl efektyvūs šilumos mainai yra pagrindinis atramos taškas siekiant išlaisvinti žaliąją naujos energijos vertę. Jei norite sužinoti apie apvalkalo ir vamzdžio šilumokaičius, prašomesusisiekite su mumissiųsdami elglobal@gneesteels.com.