废气换热器从往复式柴油、燃气或生物沼气发动机的废气中回收热量,并利用其将水加热,然后通过冷水系统将水用于空间或工业加热、冷却,或通过ORC系统来产生更多电能。当应用于发动机驱动的发电机组中时,换热器将发动机从“仅产电”转换为“热电联产”(CHP),从而显著提高其整体效率。
工作原理
往复式发动机能够将燃料转换成动力,而这个过程的副产品就是热量的产生。热量产生于发动机的各个部分,不过,最大的热量来自于排气系统。发动机的驱动燃料能量中,有不超过50%转化为热能,其中有55%来自发动机排气系统。如果没有某种形式的热回收,这种有价值的能源将直接消失在地球大气中。将废气换热器整合到发动机排气流中,可以回收余热以满足各种加热或冷却的要求,并且不需要额外的成本(就所用燃料而言。
废气换热器如何工作?
温度超过500°C的废气在排出发动机后通过换热器的中央 “管芯”,同时,水在换热器的“外壳”周围循环,通过管芯周围区域冷却废气,并将气体中的大部分热量传递到水回路中。
这些热量可以用来做什么?
回收的热量可用于许多家庭、商业或工业场合,包括商业空间供热、住宅区供暖和热水供应、工艺加热以及加热导热油。与斯特林发动机或ORC系统协同使用后,还可用于产生更多的电能或运行制冷机。
对终端用户的好处
除了捕获宝贵的“免费“能源外,废气换热器还提高了发电机组的整体效率,将其从约30%(仅产电)提高到约60%(热电联产)。当进一步从发动机的其他区域(如冷却、润滑和进气系统)回收废热时,可以将效率提高到80%左右。
需要考虑的事项
必须考虑到从排气流中能够回收的热能的量。通常,排气温度不应低于120°C(柴油发动机为180°C),以避免换热器内形成污垢或冷凝,从而导致换热器过早失效。
此外,还必须安装发动机自动停机设备,在废气换热器和发动机中安装温度探针。如果废气回路关闭,水回路将继续运行一段时间以使余热从换热器中散开,这是十分重要的。
总结
废气换热器是一种极为有效的回收有价值能源的方法。能源一旦回收后,可应用于一系列的用途中,这将有助于降低能源成本。作为英国领先的废气换热器制造商,Bowman为使用沼气、柴油或天然气的高达1兆瓦的应用场合提供高质量、应用广泛的换热器,并且其性能已经在世界各地最具挑战性的应用条件下得到了证明。
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