กรณีศึกษา: การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่จากโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพสำหรับฉนวนย่อยสลายแบบไร้อากาศ

 

I. ภาพรวมโครงการ

โครงการนี้ตั้งอยู่ในสวนอุตสาหกรรมการเลี้ยงปศุสัตว์และสัตว์ปีกขนาดใหญ่-ในบาวาเรีย ประเทศเยอรมนี มีการติดตั้งโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพขนาดกลาง-และระบบบำบัดการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน ซึ่งมีหน้าที่หลักในการบำบัดมูลปศุสัตว์และสัตว์ปีก และน้ำเสียจากการเพาะพันธุ์ที่สร้างโดย-ฟาร์มขนาดใหญ่ในอุทยาน ก๊าซชีวภาพถูกผลิตขึ้นผ่านการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ขณะเดียวกันก็ตระหนักถึงการใช้ทรัพยากรของเสียและการปล่อยทิ้งที่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม ขนาดการบำบัดรวมของโครงการคือมูลปศุสัตว์และสัตว์ปีก 120 ตัน และน้ำเสียจากการเพาะพันธุ์ 300 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน พร้อมด้วยชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ 100kW จำนวน 2 ชุด และเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนในลำไส้แบบไบโอนิค 8 เครื่อง โดยมีปริมาตรเครื่องละ 2,000 ลูกบาศก์เมตร วัตถุดิบจากการหมักจะเข้าสู่เครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนหลังจากการปรับสภาพ และก๊าซชีวภาพจะถูกผลิตขึ้นผ่านการเผาผลาญของจุลินทรีย์ที่อุณหภูมิที่เหมาะสม หลังจากการบำบัดให้บริสุทธิ์ ก๊าซชีวภาพจะถูกส่งไปยังชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้า ความร้อนทิ้งทั้งหมดที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตพลังงานจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่และใช้เป็นฉนวนอุณหภูมิคงที่ของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน ก่อให้เกิด-ระบบการใช้พลังงานแบบวงปิดของ "การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ - การสร้างพลังงานก๊าซชีวภาพ - การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่เพื่อเป็นฉนวน - การปรับปรุงประสิทธิภาพการหมัก"

ก่อนดำเนินโครงการ ฉนวนฤดูหนาวของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนใช้วิธีทำความร้อนไฟฟ้าซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากการทำความร้อนด้วยหม้อไอน้ำเป็นหลัก ซึ่งมีปัญหาเรื่องการใช้พลังงานสูง ผลของฉนวนไม่เสถียร ต้นทุนการดำเนินงานสูง และสิ้นเปลืองพลังงานอย่างร้ายแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมฤดูหนาวที่หนาวเย็นและชื้นในบาวาเรีย อุณหภูมิภายในเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นเรื่องยากที่จะรักษาให้คงที่ในช่วงที่เหมาะสมสำหรับการหมักแบบมีโซฟิลิก ส่งผลให้เกิดความผันผวนอย่างมากในการผลิตก๊าซชีวภาพและส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า เพื่อแก้ปัญหาปัญหาข้างต้น โครงการได้นำเทคโนโลยีการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ในการผลิตพลังงานก๊าซชีวภาพ และได้คัดเลือก Changzhou Vrcooler Refrigeration Co., Ltd. (VRCOOLER) - ซึ่งเป็นผู้ผลิตชั้นนำด้านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนทางอุตสาหกรรม - เป็นพิเศษ เพื่อออกแบบและผลิตหน่วยนำความร้อนเหลือทิ้งหลักกลับมาใช้ใหม่ หน่วยนำความร้อนเหลือทิ้งเหล่านี้ใช้โครงสร้างท่อแบบครีบ ซึ่งสามารถขยายพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงประสิทธิภาพการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ ทำให้มั่นใจได้ถึงการนำความร้อนเหลือทิ้งจากก๊าซไอเสียและความร้อนทิ้งจากน้ำเสียจากแจ็คเก็ตถังที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับฉนวนของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้เกิดการใช้พลังงานแบบเรียงซ้อน ลดต้นทุนการดำเนินงาน และปรับปรุงความเสถียรของระบบ

ครั้งที่สอง เทคโนโลยีหลักและการออกแบบกระบวนการ

(I) หลักการทางเทคนิคหลัก

เมื่อชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพทำงาน พลังงานเพียง 35%-42% ที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า และพลังงานที่เหลือ 58%-65% จะถูกกระจายไปในรูปของความร้อนทิ้งจากก๊าซไอเสีย (อุณหภูมิสูงถึง 600 องศา ) และความร้อนเหลือทิ้งของน้ำแจ็คเก็ตกระบอกสูบ (อุณหภูมิประมาณ 90 องศา ) การปล่อยก๊าซโดยตรงไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน แต่ยังเพิ่มมลภาวะทางความร้อนต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ในระหว่างกระบวนการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน กิจกรรมของจุลินทรีย์จะไวต่ออุณหภูมิ ที่การหมักแบบมีโซฟิลิก (35-40 องศา) กิจกรรมของก๊าซมีเทนจะเหมาะสมที่สุด และประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพและการหมักจะสูงที่สุด อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิโดยรอบจะต่ำในฤดูหนาว และเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะกระจายความร้อนอย่างรวดเร็ว โดยต้องใช้ความร้อนอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาอุณหภูมิภายในเครื่องย่อยให้คงที่ โครงการนี้จะกู้คืนและแลกเปลี่ยนความร้อนทิ้งที่กระจายไปในระหว่างการผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านระบบการนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ใหม่ จากนั้นจึงขนส่งไปยังเครื่องย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อให้เป็นแหล่งความร้อนที่เสถียร แทนที่วิธีการทำความร้อนด้วยไฟฟ้าและหม้อไอน้ำแบบเดิม และบรรลุเป้าหมาย "การรีไซเคิลพลังงาน การลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพ ตลอดจนการปกป้องสิ่งแวดล้อมและการประหยัดพลังงาน"

(II) องค์ประกอบของระบบกระบวนการ

ระบบฉนวนนำความร้อนเหลือทิ้งกลับคืนและระบบฉนวนบ่อหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนของโครงการนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย 4 ส่วน ซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อให้นำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่อย่างมีประสิทธิภาพ การขนส่งที่เสถียร และการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน ดังนี้

ระบบผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวภาพ: มีการนำชุดเครื่องกำเนิดก๊าซขนาด 100kW จำนวน 2 ชุดมาใช้ โดยใช้ก๊าซชีวภาพที่ผลิตโดยเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นเชื้อเพลิง หลังจากการบำบัดการทำให้บริสุทธิ์ เช่น การกำจัดกำมะถันและการคายน้ำ ก๊าซชีวภาพจะถูกส่งไปยังชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับการเผาไหม้และการผลิตไฟฟ้า แต่ละหน่วยใช้ก๊าซชีวภาพ 48 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง โดยมีประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า 42% และสร้างความร้อนทิ้งจำนวนมาก (ความร้อนทิ้งสูงสุดของหน่วยเดียวคือ 286kW) ซึ่งเป็นแหล่งที่มีความเสถียรสำหรับการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีอุปกรณ์กำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากก๊าซชีวภาพ ซึ่งสามารถกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซชีวภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของอุปกรณ์ และรับประกันการทำงาน-ที่เสถียรของระบบในระยะยาว

ระบบการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่: อุปกรณ์หลักประกอบด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจากก๊าซไอเสีย เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนน้ำแบบแจ็คเก็ตทรงกระบอก และปั๊มหมุนเวียน ซึ่งทั้งหมดนี้ได้รับการออกแบบและผลิตโดย VRCOOLER (Changzhou Vrcooler Refrigeration Co., Ltd.) ซึ่งเป็นองค์กรวิชาชีพที่มีประสบการณ์มากมายในด้านการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน และได้รับการรับรองระบบคุณภาพระดับสากล ISO 9001 ระบบใช้การออกแบบ "การแลกเปลี่ยนความร้อนแบบลูปคู่-" และส่วนประกอบการแลกเปลี่ยนความร้อนหลักของตัวนำความร้อนเหลือทิ้งกลับเป็นโครงสร้างท่อแบบครีบ - ท่อแบบครีบถูกสร้างขึ้นโดยการพันแถบครีบแบบเกลียวรอบเส้นรอบวงของท่อ โดยมีครีบลูกฟูกที่ผนังด้านนอกเพื่อเพิ่มพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนอย่างมากและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน ในด้านหนึ่ง ความร้อนทิ้งจากก๊าซไอเสียอุณหภูมิสูง-ที่ปล่อยออกมาจากชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนก๊าซไอเสียแบบท่อครีบ VRCOOLER โดยให้ความร้อนแก่ตัวกลางหมุนเวียน (ส่วนผสมของสารป้องกันการแข็งตัวและน้ำ) ถึงประมาณ 58 องศา ; ในทางกลับกัน ความร้อนเหลือทิ้งจากน้ำแจ็คเก็ตทรงกระบอกของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกกู้คืนผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนน้ำแจ็คเก็ตทรงกระบอกแบบท่อครีบ VRCOOLER ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของตัวกลางหมุนเวียนสูงขึ้นไปอีกที่สูงกว่า 65 องศา เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของแหล่งความร้อนตรงตามความต้องการฉนวนของเครื่องย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน ระบบนำความร้อนเหลือทิ้ง VRCOOLER กลับมาใช้ใหม่มาพร้อมกับอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ ซึ่งสามารถปรับประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนได้โดยอัตโนมัติตามอุณหภูมิก๊าซไอเสียและอุณหภูมิปานกลางหมุนเวียน ช่วยลดการสูญเสียความร้อนเหลือทิ้ง การทดสอบแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพการนำความร้อนเหลือทิ้งของระบบกลับมามากกว่า 85% ซึ่งสามารถนำทรัพยากรความร้อนเหลือทิ้งที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตไฟฟ้ากลับคืนมาได้อย่างเต็มที่ ต้องขอบคุณประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่ยอดเยี่ยมของโครงสร้างท่อแบบครีบและการออกแบบอย่างมืออาชีพของ VRCOOLER

ระบบฉนวนย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน: เครื่องย่อยแบบไร้อากาศทั้ง 8 เครื่องใช้การออกแบบโครงสร้างของ "การทำความร้อนคอยล์ภายใน + ชั้นฉนวนภายนอก" มีการวางคอยล์ทนอุณหภูมิและการกัดกร่อนสูง-ไว้รอบๆ ผนังด้านในของเครื่องย่อย และตัวกลางที่หมุนเวียนจะแลกเปลี่ยนความร้อนกับของเหลวในการหมักในเครื่องย่อยผ่านขดลวดเพื่อให้อุณหภูมิภายในเครื่องย่อยเพิ่มขึ้นสม่ำเสมอ ชั้นฉนวนซีเมนต์โฟมหนา 15 ซม. วางอยู่บนผนังด้านนอกของเครื่องย่อย ซีเมนต์โฟมมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนที่ดี ซึ่งสามารถลดการสูญเสียความร้อนภายในเครื่องย่อยได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตามการคำนวณการจำลองเชิงตัวเลข ภายใต้โครงร่างฉนวนนี้ การสูญเสียความร้อนรวมของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนสามารถควบคุมได้ภายใน 428.24MJ·d⁻¹ ทำให้มั่นใจได้ถึงผลของฉนวนที่มีเสถียรภาพ ในเวลาเดียวกัน เครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนใช้โครงสร้างลำไส้แบบไบโอนิค ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์กวนแบบกลไก มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและใช้พลังงานต่ำ และสามารถแยกแยะแบบไดนามิกของขั้นตอนการหมักแต่ละขั้นตอนและปรับปรุงประสิทธิภาพการหมักได้

ระบบควบคุมอัจฉริยะ: ระบบควบคุมอัจฉริยะ PLC ถูกนำไปใช้กับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์-ตัวบ่งชี้มากกว่า 200 รายการ เช่น อุณหภูมิของของเหลวหมักในเครื่องย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน อุณหภูมิของตัวกลางหมุนเวียน อุณหภูมิของก๊าซไอเสีย และพารามิเตอร์การทำงานของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความเร็วของปั๊มหมุนเวียนและประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนเหลือทิ้งจะถูกปรับโดยอัตโนมัติผ่านโปรแกรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้า เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิภายในเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้รับการบำรุงรักษาอย่างเสถียรที่ช่วงการหมักที่เหมาะสมที่สุดที่ 35±0.5 องศา เมื่ออุณหภูมิภายในเครื่องย่อยต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ ระบบจะเพิ่มปริมาณการส่งความร้อนทิ้งโดยอัตโนมัติ เมื่ออุณหภูมิสูงกว่าค่าที่ตั้งไว้ ระบบจะลดปริมาณการส่งความร้อนเหลือทิ้งโดยอัตโนมัติ ในเวลาเดียวกัน ความร้อนเหลือทิ้งส่วนเกินสามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนในขั้นตอนการปรับสภาพของวัตถุดิบในการหมัก ทำให้เกิดการใช้ความร้อนเหลือทิ้งแบบเรียงซ้อน และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

(III) การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการที่สำคัญ

1. การเพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนของเสีย: ด้วยวิธีการจำลองเชิงตัวเลขของพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (คล่อง) สนามอุณหภูมิภายในเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะถูกจำลองและวิเคราะห์ และความหนาแน่นของโครงร่างคอยล์และเส้นทางการแลกเปลี่ยนความร้อนได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอภายในเครื่องย่อย โดยหลีกเลี่ยงอุณหภูมิในท้องถิ่นที่มากเกินไปหรือไม่เพียงพอซึ่งส่งผลต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์ ในขณะเดียวกันก็พิจารณาว่าผลของฉนวนจะเหมาะสมที่สุดเมื่ออุณหภูมิของแหล่งจ่ายลมร้อนอยู่ที่ 35 องศา

2. การเลือกวัสดุฉนวน: หลังจากเปรียบเทียบประสิทธิภาพของวัสดุฉนวนต่างๆ แล้ว โฟมซีเมนต์จะถูกเลือกเป็นวัสดุสำหรับชั้นฉนวนด้านนอกของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน วัสดุนี้มีข้อดีคือเป็นฉนวนที่ดี ต้นทุนต่ำ ทนต่อการกัดกร่อน ปกป้องสิ่งแวดล้อม และไม่-เป็นพิษ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุฉนวนโพลียูรีเทนแบบดั้งเดิม สามารถลดต้นทุนฉนวนได้มากกว่า 15% และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

3. การเพิ่มประสิทธิภาพระบบหมุนเวียน: นำระบบหมุนเวียนแบบวงปิด-มาใช้ และตัวกลางหมุนเวียนสามารถนำมาใช้ซ้ำได้เพื่อลดการใช้ทรัพยากรน้ำ ในเวลาเดียวกัน มีการติดตั้งตัวกรองและอุปกรณ์ขจัดตะกรันในท่อหมุนเวียนเพื่อป้องกันการอุดตันและการปรับขนาดท่อ ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ และลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา

 

III. กระบวนการดำเนินโครงการ

(I)ขั้นเตรียมการ (1-2 เดือน)

มีการจัดตั้งทีมงานด้านเทคนิคเพื่อดำเนินการ-ตรวจสอบไซต์ของโครงการ เมื่อรวมกับขนาดของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน พารามิเตอร์ของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และสภาพอากาศในท้องถิ่นในบาวาเรีย รูปแบบการออกแบบของระบบนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมโดยความร่วมมือกับทีมงานด้านเทคนิคของ VRCOOLER และกำหนดแบบจำลองของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อครีบ VRCOOLER แผนผังโครงร่างคอยล์ ข้อมูลจำเพาะของวัสดุฉนวน และพารามิเตอร์ระบบควบคุมอัจฉริยะ อุปกรณ์หลัก เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนก๊าซไอเสียแบบท่อครีบ VRCOOLER, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนน้ำแบบแจ็คเก็ตทรงกระบอก VRCOOLER, ปั๊มหมุนเวียน, วัสดุฉนวนซีเมนต์โฟม และเครื่องมือควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ ถูกซื้อเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของอุปกรณ์ตรงตามข้อกำหนดทางวิศวกรรม - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของ VRCOOLER ใช้วัสดุสแตนเลสและอลูมิเนียมคุณภาพสูง-สำหรับท่อและครีบ โดยมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและทนต่ออุณหภูมิสูง- ปรับให้เข้ากับสภาวะที่รุนแรง สภาพแวดล้อมการทำงานของก๊าซไอเสียอุณหภูมิสูง-และน้ำแจ็คเก็ตกระบอกสูบ มีการจัดฝึกอบรมด้านเทคนิคให้กับบุคลากรในงานก่อสร้างเพื่อชี้แจงขั้นตอนการก่อสร้าง ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย และมาตรฐานคุณภาพ โดยมุ่งเน้นที่การฝึกอบรมทักษะการติดตั้งระบบการนำความร้อนเหลือทิ้งจากท่อครีบ VRCOOLER และการสร้างฉนวนของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน

(II) ขั้นตอนการติดตั้งและก่อสร้างอุปกรณ์ (3-4 เดือน)

1. การติดตั้งระบบนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่: ขั้นแรก เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจากก๊าซหุงต้มแบบท่อครีบ VRCOOLER และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนน้ำแบบแจ็คเก็ตท่อครีบ VRCOOLER ได้รับการติดตั้งอย่างถาวรตามข้อกำหนดเฉพาะของผู้ผลิตและ-ข้อกำหนดในการออกแบบสถานที่ ท่อส่งก๊าซไอเสียและท่อส่งน้ำแบบแจ็คเก็ตกระบอกสูบระหว่างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการเชื่อมต่อ และมีการปิดผนึกท่อเพื่อป้องกันการรั่วไหลของความร้อนเหลือทิ้ง - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อครีบ VRCOOLER ติดตั้งขดลวดเคลือบ-ที่ทนทานต่อการกัดกร่อน ซึ่งสามารถต้านทานการกัดกร่อนของสารที่เป็นกรดในก๊าซไอเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เสถียรในระยะยาว- จากนั้นจึงติดตั้งปั๊มหมุนเวียนและท่อหมุนเวียน เครื่องมือควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะเชื่อมต่อกับระบบควบคุม PLC และการทดสอบการใช้งานอุปกรณ์เสร็จสมบูรณ์ร่วมกับทีมเทคนิคหลังการขายของ VRCOOLER- เพื่อให้มั่นใจว่าระบบนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาทำงานตามปกติ และให้ข้อดีของการถ่ายเทความร้อนของโครงสร้างท่อแบบครีบอย่างเต็มที่

2. การสร้างฉนวนของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน: ขั้นแรก ผนังด้านนอกของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้รับการทำความสะอาดและกำจัดสนิม จากนั้นจึงวางชั้นฉนวนซีเมนต์โฟมเพื่อให้แน่ใจว่าชั้นฉนวนมีความหนาสม่ำเสมอ ปราศจากความเสียหายและเป็นโพรง มีการวางคอยล์ทนอุณหภูมิสูง-และการกัดกร่อน-ไว้บนผนังด้านในของเครื่องย่อย ซึ่งเชื่อมต่อกับท่อหมุนเวียน และทำการทดสอบแรงดันน้ำเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการรั่วไหลของคอยล์ เซ็นเซอร์อุณหภูมิภายในเครื่องย่อยได้รับการติดตั้งและเชื่อมต่อกับระบบควบคุมอัจฉริยะเพื่อให้ตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์-

3. การทดสอบการเชื่อมต่อระบบ: หลังจากการติดตั้งอุปกรณ์ทั้งหมดเสร็จสิ้น การทดสอบการเชื่อมต่อระบบได้ดำเนินการเพื่อจำลองกระบวนการทั้งหมดของการทำงานของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ และฉนวนบ่อหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน พารามิเตอร์แก้ไขจุดบกพร่อง เช่น ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ ความเร็วของปั๊มหมุนเวียน และประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน แก้ปัญหาต่างๆ เช่น การรั่วไหลของท่อและการควบคุมอุณหภูมิที่ไม่ถูกต้องระหว่างการทดสอบเดินเครื่อง และตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมโยงทั้งหมดของระบบทำงานประสานกันและตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ

(III) การดำเนินการทดลองและขั้นตอนการยอมรับ (1 เดือน)

หลังจากที่การทดสอบการใช้งานการเชื่อมโยงระบบผ่านการรับรองแล้ว ก็เข้าสู่ขั้นตอนการดำเนินการทดลอง ในระหว่างการดำเนินการทดลอง ตัวบ่งชี้ เช่น ความเสถียรของอุณหภูมิภายในเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน ประสิทธิภาพการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับคืน และสถานะการทำงานของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการตรวจสอบตามเวลาจริง- ข้อมูลที่เกี่ยวข้องได้รับการบันทึก และพารามิเตอร์ของระบบควบคุมได้รับการปรับปรุงและปรับให้เหมาะสม หลังจากการดำเนินการทดลองได้มีการจัดทีมงานมืออาชีพเพื่อดำเนินการยอมรับโครงการ โดยมุ่งเน้นการตรวจสอบประสิทธิภาพการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ ผลกระทบของฉนวนของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน และความเสถียรของการทำงานของอุปกรณ์ หลังจากผ่านการรับรองแล้ว โครงการนี้จึงได้เริ่มดำเนินการอย่างเป็นทางการ

IV. การวิเคราะห์ผลการดำเนินโครงการและผลประโยชน์

(I) ผลการดำเนินงาน

หลังจากที่โครงการเริ่มดำเนินการอย่างเป็นทางการ การนำความร้อนเหลือทิ้งจากการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวภาพและฉนวนอุณหภูมิคงที่ของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนกลับคืนมาอย่างมีประสิทธิภาพก็เกิดขึ้นจริง โดยให้ผลการดำเนินงานที่โดดเด่น ซึ่งสะท้อนให้เห็นโดยเฉพาะในด้านต่อไปนี้:

การควบคุมอุณหภูมิที่เสถียร: ด้วยผลการทำงานร่วมกันของระบบควบคุมอัจฉริยะและระบบการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ อุณหภูมิภายในเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะถูกรักษาอย่างเสถียรที่ช่วงการหมักที่เหมาะสมที่สุดที่ 35±0.5 องศา แม้ว่าอุณหภูมิโดยรอบจะลดลงต่ำกว่า 0 องศาในฤดูหนาว แต่ความผันผวนของอุณหภูมิภายในเครื่องย่อยจะต้องไม่เกิน ±1 องศา ซึ่งแก้ปัญหาอุณหภูมิที่ไม่เสถียรด้วยวิธีฉนวนแบบดั้งเดิมได้อย่างสมบูรณ์ และให้สภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตที่เหมาะสมสำหรับมีทาโนเจน

ปรับปรุงประสิทธิภาพการหมัก: สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิคงที่คงที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้อย่างมาก และใช้ประโยชน์จากเครื่องย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนในลำไส้แบบไบโอนิคได้อย่างเต็มที่ รอบการหมักสั้นลงจาก 28 วันเหลือ 21 วัน การผลิตก๊าซชีวภาพเพิ่มขึ้นมากกว่า 25% การผลิตก๊าซชีวภาพรายวันเพิ่มขึ้นจาก 1,200 ลูกบาศก์เมตรเป็น 1,500 ลูกบาศก์เมตร และความบริสุทธิ์ของก๊าซชีวภาพ (ปริมาณมีเทน) คงที่ที่ 60% -65% ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่เพียงพอสำหรับการผลิตไฟฟ้า

การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่อย่างมีประสิทธิภาพ: ประสิทธิภาพการนำความร้อนเหลือทิ้งของระบบกลับมามากกว่า 85% และความร้อนทิ้งรายวันที่ได้รับการกู้คืนโดยชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 2 ชุดสามารถตอบสนองความต้องการฉนวนเต็มรูปแบบของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน 8 เครื่อง ซึ่งแทนที่วิธีการทำความร้อนไฟฟ้าและหม้อไอน้ำแบบเดิมโดยสิ้นเชิง โดยตระหนักถึงการใช้ทรัพยากรของความร้อนเหลือทิ้งและลดการสูญเสียพลังงาน

การทำงานของระบบที่เสถียร: ระบบทั้งหมดมีระบบอัตโนมัติในระดับสูง และระบบควบคุมอัจฉริยะสามารถรับรู้การทำงานแบบอัตโนมัติได้ ซึ่งช่วยลดภาระงานการดำเนินงานและการบำรุงรักษาได้อย่างมาก นับตั้งแต่ดำเนินการทดลอง อัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์น้อยกว่า 3% ความเสถียรของระบบดี และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษาลดลงอย่างมีประสิทธิภาพ

(II) การวิเคราะห์ผลประโยชน์

1. ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ

หลังจากการดำเนินโครงการ ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจมีความสำคัญ โดยส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในสามด้าน: ประการแรก ประหยัดต้นทุนการทำความร้อน การเปลี่ยนระบบทำความร้อนไฟฟ้าและหม้อต้มไอน้ำแบบเดิมสามารถประหยัดค่าไฟฟ้าและเชื้อเพลิงได้ประมาณ 1,200 ยูโรต่อวัน และประหยัดค่าดำเนินการต่อปีได้มากกว่า 430,000 ยูโร ประการที่สอง เพิ่มรายได้จากการผลิตไฟฟ้า การผลิตก๊าซชีวภาพเพิ่มขึ้น 25% ผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้นประมาณ 900 kWh ต่อวัน จากข้อมูลของ-ราคาไฟฟ้าโครงข่ายในท้องถิ่นที่ 0.65 ยูโร/kWh รายได้จากการผลิตไฟฟ้าเพิ่มเติมต่อปีอยู่ที่ประมาณ 210,000 ยูโร ประการที่สาม การลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา ระบบทำงานโดยอัตโนมัติ ลดพนักงานปฏิบัติการและบำรุงรักษาลง 2 คน ช่วยประหยัดค่าแรงต่อปีได้ประมาณ 120,000 ยูโร การคำนวณที่ครอบคลุมแสดงให้เห็นว่าโครงการนี้เพิ่มผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจต่อปีประมาณ 760,000 ยูโร โดยมีระยะเวลาคืนทุนเพียง 2.5 ปี ในขณะเดียวกัน รายได้ต่อปีจากการขายไฟฟ้าสามารถสูงถึง 20,281 ยูโร และต้นทุนต่อปีเพียง 4,047 ยูโร ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความได้เปรียบทางเศรษฐกิจที่โดดเด่น

2. ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อม

ประการแรก ลดการใช้พลังงาน การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่จากการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวภาพสามารถประหยัดถ่านหินมาตรฐานได้ประมาณ 120 ตันต่อปี ช่วยลดมลพิษทางอากาศที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหิน ประการที่สอง การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การเปลี่ยนวิธีการทำความร้อนแบบดั้งเดิมด้วยการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 8,000 ตันต่อปี ช่วยให้บรรลุเป้าหมาย "คาร์บอนคู่" ประการที่สาม ตระหนักถึงการใช้ทรัพยากรของเสีย การแปลงมูลปศุสัตว์และสัตว์ปีกและน้ำเสียจากการเพาะพันธุ์เป็นก๊าซชีวภาพและปุ๋ยอินทรีย์ช่วยลดการปล่อยของเสีย ปรับปรุงคุณภาพของสภาพแวดล้อมโดยรอบ และตระหนักถึง "การเปลี่ยนของเสียให้เป็นสมบัติ"

3. ผลประโยชน์ทางสังคม

ประการแรก จะช่วยแก้ปัญหาการบำบัดของเสียจากการเลี้ยงปศุสัตว์และสัตว์ปีก หลีกเลี่ยงมลภาวะของดิน น้ำ และอากาศด้วยปุ๋ยคอกและน้ำเสีย และปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาในท้องถิ่น ประการที่สอง จัดหาไฟฟ้าที่สะอาด เสริมแหล่งจ่ายไฟในท้องถิ่น และบรรเทาปัญหาการขาดแคลนพลังงานในภูมิภาค ประการที่สาม ส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมการใช้ทรัพยากรของเสียทางการเกษตร จัดทำกรณีอ้างอิงสำหรับการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่และการใช้ประโยชน์ของโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพที่คล้ายคลึงกัน ขับเคลื่อนการพัฒนาโครงการพลังงานใหม่ในพื้นที่โดยรอบ และส่งเสริมการพัฒนาสีเขียวและยั่งยืนของการเกษตร

 

V. สรุปโครงการและแนวโน้ม

(I) สรุปโครงการ

ด้วยการแนะนำเทคโนโลยีการนำความร้อนเหลือทิ้งจากการผลิตพลังงานก๊าซชีวภาพกลับมาใช้ใหม่ โครงการนี้จะกู้คืนความร้อนเหลือทิ้งที่กระจายออกไปในระหว่างการทำงานของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับฉนวนของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน โดยสร้าง-ระบบการใช้พลังงานแบบวงปิดของ "การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน - การสร้างพลังงานก๊าซชีวภาพ - การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ - ฉนวนอุณหภูมิคงที่" ช่วยแก้ปัญหาเรื่องการใช้พลังงานสูง อุณหภูมิที่ไม่เสถียร และต้นทุนการดำเนินงานสูงของฉนวนบ่อหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบดั้งเดิมได้อย่างสมบูรณ์ หลังจากการดำเนินโครงการ ไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนและการผลิตก๊าซชีวภาพ ตระหนักถึงการใช้ทรัพยากรของความร้อนเหลือทิ้ง แต่ยังบรรลุผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ สิ่งแวดล้อม และสังคมที่สำคัญอีกด้วย โดยจะตรวจสอบความเป็นไปได้และความเหนือกว่าของการใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวภาพสำหรับฉนวนบ่อหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน และจัดเตรียมแผนงานที่ปฏิบัติได้จริงและเป็นไปได้สำหรับ-การเปลี่ยนแปลงการประหยัดพลังงานของโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพขนาดกลาง-

กุญแจสำคัญในการดำเนินโครงการให้ประสบความสำเร็จคือการรวมลักษณะโครงสร้างของเครื่องย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนในลำไส้แบบไบโอนิค การปรับพารามิเตอร์การแลกเปลี่ยนความร้อนและฉนวนให้เหมาะสมผ่านการจำลองเชิงตัวเลข การเลือกวัสดุฉนวนที่เหมาะสม และอุปกรณ์นำความร้อนทิ้งจากท่อครีบ VRCOOLER - โครงสร้างท่อครีบของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขยายพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ 4-6 เท่าเมื่อเทียบกับหลอดธรรมดา ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการนำความร้อนกลับคืนได้อย่างมาก ด้วยความสามารถด้านการออกแบบและการผลิตระดับมืออาชีพของ VRCOOLER และการจับคู่กับระบบควบคุมอัจฉริยะ ทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำและการใช้ความร้อนเหลือทิ้งอย่างมีประสิทธิภาพ หลีกเลี่ยงผลกระทบของความร้อนเหลือทิ้งและความผันผวนของอุณหภูมิต่อประสิทธิภาพการหมัก

(II) แนวโน้มในอนาคต

ในอนาคต จากประสบการณ์การดำเนินงานของโครงการนี้ เราจะเพิ่มประสิทธิภาพระบบการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ ปรับปรุงประสิทธิภาพการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ สำรวจโหมดการใช้ความร้อนเหลือทิ้งแบบเรียงซ้อน และใช้ความร้อนทิ้งส่วนเกินเพื่อให้ความร้อนในสวนเพาะพันธุ์และการปรับสภาพวัตถุดิบจากการหมักล่วงหน้า เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้ดียิ่งขึ้น ในเวลาเดียวกัน แนะนำเทคโนโลยีแฝดดิจิทัลเพื่อสร้างแบบจำลองดิจิทัลแฝดของระบบการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนและระบบนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ ตระหนักถึง-การตรวจสอบตามเวลาจริง การเตือนข้อผิดพลาดล่วงหน้าและการปรับพารามิเตอร์ของสถานะการทำงานของระบบให้เหมาะสม และปรับปรุงระดับสติปัญญาของระบบ นอกจากนี้ ส่งเสริมแผนทางเทคนิคของโครงการนี้ให้กับโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพในสาขาอื่นๆ เช่น การเลี้ยงปศุสัตว์และสัตว์ปีก และการบำบัดเศษอาหาร ช่วยให้โครงการพลังงานใหม่จำนวนมากขึ้นบรรลุการอนุรักษ์พลังงานและลดคาร์บอน และส่งเสริม-การพัฒนาคุณภาพสูงของอุตสาหกรรมพลังงานสีเขียว