Аж үйлдвэрийн эрчим хүчний хэрэглээ нь дэлхийн эрчим хүчний хэрэглээний дийлэнх хувийг эзэлдэг бөгөөд энэ эрчим хүчний томоохон хэсэг нь хаягдал дулаан болон алдагддаг бөгөөд энэ нь ашиглагдаагүй дулаан бөгөөд яндангийн хий, хөргөх шингэн эсвэл халуун гадаргуугаар дамжин хүрээлэн буй орчинд ялгардаг. Тооцоолсноор үйлдвэрлэлийн эрчим хүчний хэрэглээний 20-50% нь ердийн байгууламжид хаягдал дулаан болж алдагддаг нь хаягдал дулааныг нөхөн сэргээх нь үйлдвэрлэл, боловсруулах салбарын эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлэх хамгийн ирээдүйтэй арга хэмжээний нэг болж байна.
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээх системүүд нь алдагдсан дулааны энергийг хуримтлуулж, шаталтын агаарыг урьдчилан халаах, хоёрдогч процессыг тэжээх, уур эсвэл цахилгаан үйлдвэрлэх гэх мэт ашигтай хэрэглээнд зориулдаг. Ингэснээр аж үйлдвэрүүд түлшний зарцуулалтыг бууруулж, үйл ажиллагааны зардлыг бууруулж, хүрээлэн буй орчны ул мөрийг мэдэгдэхүйц бууруулах боломжтой.
Энэхүү дэлгэрэнгүй гарын авлагад бид аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээх системүүд эрчим хүч хэмнэхэд хэрхэн хувь нэмэр оруулдгийг судлах, үндсэн технологи, дизайны арга барилыг задлах, ашиг тус, эдийн засгийн үр дүнг (харьцуулсан мэдээллийн хүснэгтээр) үнэлж, эдгээр системийг өнөөгийн эрчим хүчний хэрэглээтэй аж үйлдвэрийн орчинд чухал болгож буй хэрэглээг онцлон харуулах болно.
Гол арга хэмжээ
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээлтийн систем нь хаягдал дулааныг цуглуулж, дахин зориулдаг бөгөөд өмнө нь ашиглагдаагүй эрчим хүчний эх үүсвэрийг үнэ цэнэтэй дулааны эрчим хүч болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь эрчим хүчийг ихээхэн хэмнэж, зардлыг бууруулахад хүргэдэг.
Дулаан солилцуур, хэмнэгч, дэвшилтэт дулааны цикл зэрэг үндсэн технологиуд нь эрчим хүч их шаарддаг үйлдвэрүүдэд тохирсон шийдлүүдийг гаргах боломжийг олгодог.
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргэлт нь үр ашгийг дээшлүүлж, түлшний хамаарлыг бууруулж, ялгаруулалтыг бууруулж, өрсөлдөх чадварыг дээшлүүлдэг.
The Хий-хийн дулаан солилцуур нь дулааны нөхөн сэргээх үр ашгийг нэмэгдүүлэх гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргэлт гэж юу вэ?
Аж үйлдвэрийн хаягдал дулаан: ашиглагдаагүй нөөц
Аж үйлдвэрийн процесст хаягдал дулаан гэдэг нь үйлдвэрлэлийн процесст шууд ашиглагддаггүй, ихэвчлэн яндангийн урсгал, хөргөлтийн систем, халуун төхөөрөмжийн гадаргуугаар дамжин байгаль орчинд ялгардаг аливаа дулааны энерги юм.
Их хэмжээний хаягдал дулаан үүсгэдэг аж үйлдвэрийн томоохон салбаруудад:
АНУ-ын Эрчим хүчний яамны тайланд нийт үйлдвэрлэлийн эрчим хүчний 20-50% нь хаягдал дулаан болон хаягддаг гэж тооцоолжээ.
Хаягдал дулааныг яагаад нөхөх ёстой вэ?
Хаягдал дулааныг хуримтлуулах, дахин ашиглах гурван үндсэн шалтгаан бий.
Эрчим хүчний хэмнэлт, зардлыг бууруулах: Дулааны энергийг дахин ашигласнаар байгууламжууд процессын температур болон хэрэглээний хэрэгцээг хангахад шаардагдах түлшний хэмжээг бууруулдаг.
Байгаль орчны тогтвортой байдал: Түлшний зарцуулалт бага байх нь хүлэмжийн хийн ялгаруулалтыг бууруулж, зохицуулалтыг дагаж мөрдөх зардлыг бууруулна.
Процессын гүйцэтгэл сайжирсан: Сэргээгдсэн дулааныг түүхий эдийг урьдчилан халаах, уур гаргах эсвэл хоёрдогч процессыг жолоодоход ашиглаж болох бөгөөд энэ нь үйлдвэрийн нийт үр ашгийг дээшлүүлнэ.
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээлт хэрхэн ажилладаг
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээх системийн гол технологиуд
Аж үйлдвэрийн дулааныг сэргээх технологийн зүрх нь ашиглагдаагүй дулааныг хуримтлуулж, үр бүтээлтэй ашиглахад оршдог. Дулаан солилцуур нь энэ системийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм.
1. Дулаан солилцуур
Дулаан солилцуур нь дулааны энергийг хоёр шингэн эсвэл хийн хооронд холихгүйгээр дамжуулдаг. Аж үйлдвэрийн дулааныг сэргээхэд эдгээр төхөөрөмжүүд нь халуун яндангийн хий эсвэл технологийн шингэнээс дулааныг авч, түүнийг сэрүүн орчинд (агаар, ус, уур эсвэл өөр процессын урсгал) шилжүүлдэг.
Дулаан солилцуурын нийтлэг төрлүүд нь:
Бүрхүүл ба хоолойн дулаан солилцуур - бат бөх, өндөр даралт/температурын хэрэглээнд тохиромжтой.
Хавтан дулаан солилцуур - авсаархан, өндөр үр ашигтай.
Рекуператор ба сэргээгч - өндөр температурт тусгай зориулалтын хэрэглээнд ашигладаг.
Хийн дулааныг сэргээх системд өргөн хэрэглэгддэг авсаархан, үр ашигтай жишээ бол хий-хийн дулаан солилцогч .Аж үйлдвэрийн утааны хийн дулаан дамжуулалтыг нэмэгдүүлэх зорилготой
2. Эдийн засагчид
Эконайзерууд нь уурын зуухны тэжээлийн ус эсвэл шаталтын агаарыг урьдчилан халаахын тулд утааны хийн дулааныг цуглуулж, зорилтот температурт хүрэхэд шаардагдах түлшийг бууруулдаг.
3. Дулааны энергийн хуримтлал (TES)
TES системүүд нь илүүдэл дулааныг хамгийн их хэрэгцээтэй үед эсвэл дулааны бусад хэсэгт шаардлагатай үед хадгалах, ашиглах боломжийг олгодог.
4. Органик Ранкайн мөчлөг (ORC)
ORC систем нь уснаас бага буцалгах цэг бүхий органик ажлын шингэнийг ашиглан хаягдал дулааныг цахилгаан болгон хувиргадаг. Энэ нь дунд болон бага зэрэглэлийн хаягдал дулаанаас цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд онцгой ач холбогдолтой юм.
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргэлт: Эрчим хүч хэмнэх гүйцэтгэл
Хаягдал дулааны нөхөн сэргэлт нь хэмжигдэхүйц эрчим хүчний хэмнэлт болон үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд хэрхэн нөлөөлж болохыг харуулсан үйлдвэрлэлийн янз бүрийн хэрэглээний ердийн эрчим хүчийг сэргээх боломжуудын харьцуулсан дүр зургийг доор харуулав:
| Аж үйлдвэрийн салбарын |
тооцоолсон дулааны алдагдал (эрчим хүчний орцын%) |
Ердийн хаягдал дулааныг ашиглах |
эрчим хүч хэмнэх боломж |
| Ган ба металл |
~33% |
Шатаах агаарыг урьдчилан халаах, уур үүсгэх |
Өндөр |
| Химийн болон боловсруулах үйлдвэр |
~30–35% |
Процессын халаалт, уур |
Өндөр |
| Цемент |
~40% |
Түүхий эдийг урьдчилан халаах, зуухны яндангийн |
Маш өндөр |
| Шилэн |
~20% |
Зуухны яндангийн нөхөн сэргэлт |
Дунд зэрэг |
| Хоол, ундаа |
~10–15% |
Хоол хийх, боловсруулах дулаан |
Дунд зэрэг |
| Целлюлоз ба цаас |
~15–20% |
Уур ба хатаах дулаан |
Өндөр |
Тооцоолсон тоонууд нь ердийн аж үйлдвэрийн судалгаан дээр үндэслэсэн бөгөөд салбар хоорондын хаягдал дулааныг нөхөн сэргээх өргөн боломжийг харуулж байна.
Эрчим хүч хэмнэх механизм ба ашиг тус
1. Шатахууны шууд хэмнэлт
Яндангаас гаргаж авсан дулааны энергийг дахин ашиглах үед, тухайлбал, уурын зуухны тэжээлийн усыг урьдчилан халаах үед уг байгууламжид ижил дулааны гаралтыг бий болгохын тулд бага түлш шаардагдана. Энэ нь шууд шатахуун зарцуулалтыг бууруулж, зардлыг хэмнэдэг.
2. Хэрэглээний ачааллыг бууруулсан
Үгүй бол алдагдах дулааныг барьж авснаар байгууламжууд:
Халаалтын системд цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээ бага байна.
Дулаан түгээх төхөөрөмжийн хөргөлтийн ачааллыг багасгах.
Уурын зуухны уурын хэрэглээг багасгах.
Энэ бүхэн нь үйл ажиллагааны зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулахад хувь нэмэр оруулдаг.
3. Доод урсгалын системийн үр ашгийг нэмэгдүүлсэн
Хаягдал дулааныг нөхөх нь түүхий эд, шаталтын агаар эсвэл тэжээлийн усыг урьдчилан халааж, зуух, турбин зэрэг доод урсгалын системийн үр ашгийг дээшлүүлдэг. Урьдчилан халаах нь шаталтын үр ашгийг нэмэгдүүлж, ажлын температурт хүрэхэд шаардагдах хугацаа, түлшийг бууруулдаг.
4. Хүлэмжийн хийн ялгаруулалтыг бууруулсан
Шатаасан чулуужсан түлш бага байгаа нь CO₂ болон NOx, SO₂ зэрэг бусад бохирдуулагчийн ялгаралт багассантай тэнцэнэ. Энэ нь байгаль орчны гүйцэтгэлийг сайжруулахад хувь нэмэр оруулж, зохицуулалтын зорилтууд эсвэл тогтвортой байдлын зорилтуудыг биелүүлэхэд тусалдаг.
Хэрэгжүүлэх стратеги
Эрчим хүчний аудит хийх
Дулаан сэргээх системийг хэрэгжүүлэхийн өмнө байгууламжууд хаягдал дулааны гол эх үүсвэрүүдийг тодорхойлох, дулааны урсгалыг тооцоолох, нөхөн сэргээх арга хэмжээний боломжит байдлыг үнэлэхийн тулд эрчим хүчний нарийвчилсан аудит хийх ёстой. Энэхүү аудит нь дулааныг нөхөн сэргээх үр ашигтай стратегийн үндэс суурь болдог.
Дулааны эх үүсвэр ба угаалтуурыг тааруулах
Аж үйлдвэрийн дулааныг үр дүнтэй сэргээхийн тулд хаягдал дулааны эх үүсвэрийг тохирох дулаан шингээгчтэй тохируулах шаардлагатай, тухайлбал:
Яндангийн хий → шаталтын агаарыг урьдчилан халаах
Яндангийн хий → бойлерийн тэжээлийн усыг урьдчилан халаах
Бага зэрэглэлийн дулаан → дулааны хуримтлал эсвэл ORC эрчим хүч үйлдвэрлэх
Энэ нь сэргээгдсэн дулааныг зүгээр л тараахаас илүү үр дүнтэй дахин ашиглах боломжийг олгодог.
Зөв технологи сонгох
Хамгийн тохиромжтой технологийг сонгох нь температурын түвшин, боломжит орон зай, ашиглалтын шаардлагаас хамаарна.
Эдийн засгийн бодол
Эргүүлэх хугацаа
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээлтийн системийн анхны хөрөнгө оруулалт их байж болох ч нөхөх хугацаа нь ихэвчлэн харьцангуй богино байдаг, ялангуяа түлшний зардал өндөр, дулааныг нөхөн сэргээх үр ашиг өндөр байдаг. Жишээлбэл, дулааны нөхөн сэргээх болон дулааны насосны хосолсон системийг ашигладаг томоохон байгууламжууд тодорхой хэрэглээнд эрчим хүчний зардлыг 20-75% хэмнэсэн байна.
Амьдралын мөчлөгийн хэмнэлт
Дулаан сэргээх системүүд тасралтгүй ажилладаг тул төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаанд хуримтлагдсан хэмнэлт нь ихээхэн байж болно. Эдгээр хэмнэлтүүд нь түлшний зардлыг бууруулж, хорт утааны торгуулийг бууруулж, нэмэлт эрчим хүчний хэрэглээгүйгээр гарцыг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээлтийн хэрэглээ
1. Шаталтын агаарыг урьдчилан халаах
Яндангаас гаргаж авсан дулааныг ашиглан орж ирж буй агаарыг урьдчилан халаах нь түлшний хэрэгцээг бууруулж, шаталтын үр ашгийг дээшлүүлнэ.
2. Уур ба халуун ус үйлдвэрлэх
Уурын зуух эсвэл уурын турбин бүхий үйлдвэрүүдэд сэргээгдсэн дулаан нь уурын болон уурын зуухны тэжээлийн усыг урьдчилан халааж, хурдан эхлүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд түлшний зарцуулалтыг бууруулдаг.
3. Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх
ORC эсвэл уурын Rankine циклийг ашигласнаар хаягдал дулааныг цахилгаан болгон хувиргах боломжтой бөгөөд ялангуяа өндөр температурт дулааны эх үүсвэрүүд байгаа тохиолдолд ашигтай байдаг.
️ 4. Процессын халаалт
Хатаах, жигнэх, материалыг урьдчилан халаах зэрэг үйлдвэрлэлийн процессууд нь сэргээгдсэн дулааныг шууд ашиглаж, үр ашгийг дээшлүүлж, эрчим хүчний анхдагч эх үүсвэрийн эрэлтийг бууруулдаг.
Эрчим хүчний хэмнэлтийн тохиолдлын харьцуулалт
Дараах хүснэгтэд дулааны нөхөн сэргээлтийг өөр өөр хувилбараар ашиглах боломжтой эрчим хүчний хэмнэлтийг харуулсан таамаглалтай боловч төлөөллийн хэмнэлтийг харуулав:
| Дулаан сэргээх аргачлалын |
эрчим хүчний хэмнэлт (түлшний орцын%) |
Ердийн нөхөн төлбөр |
| Яндангийн хийн дулаан солилцуур (хавтан) |
15–25% |
1-3 жил |
| Бойлерийн тэжээлийн усны эдийн засагч |
10–20% |
2-4 жил |
| ORC цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх |
5–15% |
3-6 жил |
| Хосолсон дулааны насос + WHR |
20–40% |
1-3 жил |
Бодит хэмнэлт нь системийн дизайн, түлшний үнэ, хаягдал дулааны хүртээмжээс хамаарна.
Байгаль орчны болон зохицуулалтын ашиг тус
Бага ялгаруулалт ба нүүрстөрөгчийн ул мөр
Хаягдал дулааныг барьж, дахин ашиглах нь нэмэлт түлш шатаах хэрэгцээг шууд бууруулдаг бөгөөд энэ нь хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулдаг. Олон компаниуд дулааны нөхөн сэргээлтийг илүү өргөн хүрээний тогтвортой байдлын санаачилгууд болон Компанийн нийгмийн хариуцлагын стратегийн нэг хэсэг болгон ашигладаг.
Зохицуулалтын нийцэл
Хаягдал дулааныг нөхөн сэргээх систем нь бохирдуулагчийн ялгаруулалтыг (NOx, SO₂, CO₂) бууруулснаар байгаль орчны дүрэм журмыг дагаж мөрдөхөд тусалдаг. Энэ нь урамшуулал, нүүрстөрөгчийн зээл эсвэл эрчим хүчний хэмнэлтийн тэтгэлэгт хамрагдах боломжтой болно.
Түгээмэл асуултууд
Асуулт 1: Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргэлт гэж юу вэ, яагаад чухал вэ?
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээлт нь үйлдвэрлэлийн процессоос үүссэн хаягдал дулааны энергийг цуглуулж, дулааны хэрэгцээнд зориулж дахин зориулдаг - эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, түлшний зардлыг бууруулж, үйл ажиллагааны үр ашгийг дээшлүүлдэг.
Асуулт 2: Дулаан сэргээхэд ихэвчлэн ямар технологи ашигладаг вэ?
Гол технологид дулаан солилцогч (хавтан, бүрхүүл, хоолой), хэмнэгч, дулааны хуримтлал, Органик зэрэглэлийн цикл (ORC) системүүд орно.
Асуулт 3: Хаягдал дулааныг нөхөн сэргээх системээс эрчим хүчний хэмнэлт ямар байдаг вэ?
Эрчим хүчний хэмнэлт нь үйлдвэр, дулааны эх үүсвэрээс хамаарч өөр өөр байдаг боловч системийг зөв зохион бүтээж, хэрэгжүүлсэн тохиолдолд түлшний зарцуулалтын 10-40% хооронд хэлбэлздэг.
Асуулт 4: Дулаан сэргээх систем нь утааг бууруулахад тусалж чадах уу?
Тиймээ - түлшний хэрэглээг сэргээгдсэн дулааны эрчим хүчээр солих замаар байгууламжууд хүлэмжийн хийн ялгаралтыг бууруулж, байгаль орчны гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.
Дүгнэлт
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээх системээр дамжуулан эрчим хүч хэмнэх нь эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлэх, зардлыг бууруулах, байгаль орчны тогтвортой байдал, өрсөлдөх давуу тал руу чиглэсэн хувиргах замыг санал болгодог. Үгүй бол алдах дулааныг барьж авснаар компаниуд түлшний зарцуулалт болон хүлэмжийн хийн ялгаруулалтыг цаг хугацааны явцад мэдэгдэхүйц бууруулж чадна. Амжилттай хэрэгжих нь дулааны эх үүсвэрийг зөв үнэлэх, технологийг (жишээ нь хавтан дулаан солилцогч гэх мэт) сайтар сонгох, одоо байгаа үйл явцтай сайтар уялдуулахаас хамаарна.
Аж үйлдвэрийн дулааны нөхөн сэргээлт нь зөвхөн эрчим хүч хэмнэх арга хэмжээ биш бөгөөд энэ нь байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгахын зэрэгцээ үр ашгийг дээд зэргээр нэмэгдүүлэхийг эрмэлздэг орчин үеийн, тогтвортой үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны чухал стратеги юм.
