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利用涡轮技术从剩余能源中获利

2021-06-17 10:33来源:德派关键词:涡轮发电机绿色能源回收德派收藏点赞

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洪涝灾害、暖冬、一月份拥有春天的温度,我们的气候正在改变,极端天气正在增加。气候保护和高效能源利用比以往任何时候更加紧迫和重要,如何更加智能高效地利用能源变成发展趋势。欧盟已经在尝试减少二氧化碳排放,目标希望在2020年实现CO2排放量减少30%,并使其成为一项具有约束性的承诺书。为了更好地保护我们的生态环境,在提出创新项目方面,政府研发和工业技术部门面临着巨大的挑战和压力。

配套齐全的德派GET绿色能源涡轮发电机提供利用工业废气废热进行发电的解决方案,在应对气候变化方面可以发挥重要作用。

德国联邦政府经济和技术部为应对生态环境创新挑战,同时预见到剩余能源的无限开发潜力及广泛应用性,追溯至十年前,经德国联邦议院(德国议会)审议通过发起了一个项目,即专门委托DEPRAG德派总部启动这个充满无限潜力的绿色能源回收研究项目。该项目基于“在许多工业生产过程中,大量能量以废气废热的形式直接释放到空气中,而这些能量其实可以通过一定的技术手段进行回收利用”。从工业废气废热中回收能量并不是一个新理念。

德派首席运营官Dr.Rolf Pfeiffer:“我们的创新点在于只需采用一个结构紧凑,涡轮膨胀机和发电机一体式的分布式能源回收系统,就可以实现残余能量转换成电能”

荷兰国际集团教授Dr.A. P. Weiß(东巴伐利亚大学应用科学Amberg-Weiden)看到了这个系统未来的巨大潜力:

“分布式能源存储技术推动了空气压缩领域的发展,德派创新型GET绿色能源涡轮发电机,所谓CAES(压缩空气能源存储)可以实现小功率范围的风能和太阳能的能源存储,为压缩空气技术呈现一个新的应用范围。”

硬核技术,不负众望

现今,德派已经实现了GET绿色能源涡轮发电机产品商业化,功率范围5kW~175kW,分为5kW,30kW,60kW,120kW和175kW五种规格 ,所有产品的设计生产都实现模块化,大大降低投资成本。

在GET绿色能源涡轮发电机产品设计评估过程中,需要明确定义工作介质,进口压力&温度,出口压力或温度,质流量等技术参数,以便进行准确的工艺设 计。

GET绿色能源涡轮发电机可用于开放和闭合过程,适用工作介质广泛,例如压缩空气、天然气、二氧化碳、水蒸气、R245fa或SES36冷却剂、环戊烷。

德派首席运营官Dr.Rolf Pfeiffer:“我们的能量回收系统可直接将工业废气废热中的能量转化成电能,也可将我们的GET 绿色能源发电机产品集成至ORC有机朗肯循环系统中,间接利用残余能量。”

从研究一开始,围绕Gerd Zinn的开发团队发现新型能量回收系统必须是一个轻便小巧、简易操作且运行稳健的系统,在考虑商业成本和维护难度以后,他们想放弃使用传动装置,因为这正是研发人员最大的挑战。由于涡轮机转子的物理性能和小直径导致涡轮机和发电机的相对高速旋转,合适材料的机械性能对研发人员设定明确的限制。没有足够小或者满足耐久性要求的可用标准发电机,能够抵抗大约40000rpm的计算速度,因此他们必须开发一款合适的新型发电机,转子的耐久性是研发团队的聚焦核心点。经过深入研究及反复试验,最后形成了基于永磁同步发电机发电的紧凑型一体式完整系统。

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▲GET绿色能源涡轮发电机应用场景

将工作介质中能量转换成电能

德派 GET绿色能源涡轮发电机结构紧凑,是涡轮膨胀机和发电机一体式能量回收单元。不含电气控制柜时,部分规格产品仅有鞋盒大小,方便安装到有压降,且空间有限的工况中。通常情况下,压力能很少被利用,造成了一 定的资源浪费。德派GET绿色能源涡轮发电机实现将工作介质中的能量转化成电能。涡轮膨胀机和发电机之间通过传动轴直接连接,无齿轮结构,大大降低了维护成本。

绿色能源涡轮发电机应用领域广泛

使用德派GET绿色能源涡轮发电机回收能量适用于众多领域。以铝或铜的冶炼过程为例,一般通过压缩空气来冷却熔化槽。压缩空气在冷却管路内流动时带走热量,通常这一过程带出的热量被直接排放到大气 中。利用我们的涡轮发电机,可以将上述压缩空气的热量转化成电能。压缩空气计算说明:进口压力5bar,出口压力1bar,进口温度120°C和相应的质流量,GET涡轮发电机可以获得13.6KW的电能。

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熔炼工厂

在一些大型沼气工厂,残余能量仅在(200~1500) kW系统中可以被利用。现在,德派GET绿色能源涡轮发电机使得小型工厂也可以实现能源回收。为进一步提高沼气工厂的效率,甲烷可以并入天然气,从而实现存储和运输。沼气成分中大部分是甲烷和二氧化碳,在输入沼气工质前,需要将其中二氧化碳成分分离。这一 过程通常在加工厂内完成,因为需要相对较高的压力和温度条件,二氧化碳通常在最后的工序中生产出来。在这一过程中应用我们的GET绿色能源涡轮发电机,可以回收大量的能量。

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沼气工厂

在天然气长距离输送过程中,为节省管线的投入成本,一般都采用高压输送。在到达城市门站以及最终用户前,通常需要降压以满足规定的输送要求。利用我们的GET绿色能源涡轮发电机,可以在上述降压过程中,将天然气的压力能转化成电能。压缩空气计算说明:进口压力10bar,出口压力7bar,进口温度4.9°C和相应的质流量,GET涡轮发电机可以获得7.0KW的电能。

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天然气管网

为了延长维护间隔时间,工程师们现在已经开发了一种重新润滑装置,可以自动重新润滑涡轮轴承。紧凑型的润滑泵带有电池,可以独立运行,不需要外部电源供电。

绿色能源创新引领未来

DEPRAG德派是GET绿色能源涡轮发电机研发及制造领域的市场领导者。过去的三十年中,为客户提供了诸多定制化研发的工业废气废热进行发电的解决方案,现今绿色能源涡轮发电技术已经成为公司的一个创新聚焦点。这些创新解决方案可以实现德派品牌的创新型应用。德派始终认为创新和对现有产品线的持续改善是应对我们这个时代挑战的最佳解决方案。


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