車用生物燃氣工程余熱分析及利用方法研究.pdf

1、車用生物燃氣工程在處理廢棄物的同時，可產生清潔能源生物天然氣，已引起各界的重視，發(fā)展前景廣闊。但其運行過程仍存在系統(tǒng)能耗和運行成本較高的問題，提高工程余熱利用率可有效減少系統(tǒng)用能及成本的投入。目前已有研究中，針對車用生物燃氣工程余熱分析及利用方法研究較少。本文基于工程實地調研和大量相關文獻閱讀，建立了一套集余熱分析、計算及利用為一體的研究方法，并結合日產氣為1萬立方米的工程模型進行分析，主要研究內容和成果如下：
　?。?）針對工程

2、余熱分析，首先介紹系統(tǒng)的工程概況、工藝流程、基本用能和附近熱用戶等，明確系統(tǒng)余熱和需熱的分布情況。其次，對系統(tǒng)余熱資源進行詳細全面地統(tǒng)計分析，主要統(tǒng)計系統(tǒng)余熱資源的分布、介質、溫度、流量等信息。再次，歸納車用生物燃氣工程余熱的特點，最后，評價系統(tǒng)余熱的可利用性，指明余熱利用的方向。結果顯示，車用生物燃氣工程可利用余熱主要包含塔頂氣余熱、貧液余熱、壓縮機冷卻水余熱、沼液余熱和鍋爐尾氣余熱。
　?。?）針對工程余熱計算，以工業(yè)余熱計算

3、模型為基礎，建立了車用生物燃氣工程余熱潛力的計算模型；結合系統(tǒng)需熱建立了余熱節(jié)能潛力模型。分析系統(tǒng)余熱回收方式，建立可回收余熱計算模型，為余熱利用方案的建立奠定基礎。余熱回收方式分析顯示，系統(tǒng)五種余熱主要采用換熱器和熱泵進行回收利用。
　?。?）針對工程余熱利用，利用熱交換和熱泵技術建立余熱利用方案。首先，采用夾點分析方法對現(xiàn)行換熱網絡進行診斷分析，通過增添或減少換熱器對現(xiàn)行換熱網絡進行改造和優(yōu)化，建立余熱利用方案，并計算換熱網絡

4、優(yōu)化后的節(jié)能率；其次，對于換熱網絡優(yōu)化后未利用的余熱，通過熱泵技術進行熱集成，優(yōu)化余熱利用方案；最后，結合優(yōu)化的余熱利用方案，建立節(jié)能性分析和經濟性分析目標模型，驗證余熱利用方案的可行性與經濟性。
　?。?）以國內的四個典型工程為基礎，構建了日產氣為1萬立方米的工程模型；應用已建立的余熱分析、計算及利用的方法，余熱分析顯示此類工程用能量大，占總產能的30.01%～36.44%；系統(tǒng)余熱主要由塔頂氣余熱、貧液余熱、壓縮機余熱、沼液余

5、熱和鍋爐尾氣余熱五部分組成，其多為低品位余熱。余熱計算表明，在最冷月和最熱月系統(tǒng)余熱潛力分別為5.87×104MJ/d、4.79×104MJ/d，最大節(jié)能潛力分別為74.81%和73.92%。利用夾點分析和熱泵技術，建立了余熱利用方案。夾點分析得出，夾點溫度為50℃，最小熱公用工程熱負荷為234.02kW，最小冷公用工程熱負荷為201.25kW，最大節(jié)能率為60.19%；通過換熱網絡優(yōu)化節(jié)能率可達19.75%；利用熱泵技術對沼液余熱和壓

6、縮機余熱進行熱集成，其節(jié)能率可達16.25%，系統(tǒng)總節(jié)能率為36%。經濟性分析表明，系統(tǒng)改造后年節(jié)能最大收益為66.18萬元；增加最小成本為271.05萬元；最小投資回收年限為4.1年。
　　本課題創(chuàng)新點：
　　1）本文為提高車用生物燃氣工程余熱利用效率，降低系統(tǒng)能耗和運行成本，建立了一套集余熱分析、計算和利用為一體的研究方法，為相關研究提供參考
　　2）結合工程調研，建立了日產氣1萬立方米的工程模型。通過對其進行余熱