熱電併給および三重供給における熱回収の応用

I. 熱と電力の組み合わせ（CHP）と三世代発電: 熱回収の中心的な応用シナリオ

1. 熱電併給 (CHP): 電気と熱の併産-
CHP は、最初に電気を生成してから熱を使用する、高効率のエネルギー供給モードです。燃料の燃焼により高温高圧の蒸気が生成され、タービン/発電機を駆動して高品位の電気を生成します。{0}{1}{2}発電後の中温および低温の廃熱（抽出蒸気、シリンダーライナー水、燃焼排ガス）は、直接凝縮して排出されず、熱回収装置を通じて収集され、都市暖房、工業用プロセス暖房、家庭用給湯に使用されます。

従来の分離生産モード: 発電効率は約 35% ～ 45% で、大量の廃熱が冷却塔/排ガスによって大気中に放出されます。

CHP モード: 熱回収により全体のエネルギー効率が 70% ～ 90% に向上し、燃料使用量がほぼ 2 倍になります。

2. 冷暖房複合電力 (CCHP): 電力、暖房、冷房を完全にカバー

CCHP は、既存の熱電併給（CHP）システムに廃熱冷却コンポーネントを追加し、「1 台のマシンで 3 つの用途」を実現します。-高品位の熱は発電に優先されます。中温廃熱は加熱/蒸気生成に使用されます。低温の廃熱は、冷却のために吸収冷凍機（主に臭化リチウム）を駆動します。

オフシーズンなし: 冬は暖房、夏は冷房、端境期には温水と電気を供給し、廃熱利用を最大限に活用し、全体のエネルギー効率 85% 以上を達成します。

2、熱回収技術：原理、経路、コア装置
熱回収は「温度マッチングとカスケード利用」の原理に従い、廃熱のグレードに応じて分類して回収し、エネルギー需要に正確に対応します。
1. 高温廃熱回収（400℃以上）
出典: ガスタービン/内燃機関の排ガス、タービン排気。
リサイクル方法: 廃熱ボイラーは蒸気を生成し、発電および工業プロセスの蒸気供給に使用できます。
価値: 高品位の廃熱が高価値の蒸気/電気に直接変換され、システムの収益が向上します。{0}
2.中温廃熱回収（100～300度）
出典: 蒸気タービンの抽出、エンジンのシリンダーライナーの水、中温の排ガス。
リサイクル方法: 熱交換器で暖房ネットワークの水を加熱し、ボイラー給水を予熱し、二重効果の臭化リチウム冷凍機を駆動します。
価値: 従来のボイラーや電気冷凍機に代わる、暖房、集中温水、中型冷却のニーズを安定して満たします。{0}}
3. 低温廃熱回収（100℃以下）
発生源: 排ガスの凝縮熱、冷却塔の放熱、暖房ネットワークの戻り水。
リサイクル方式：吸収式ヒートポンプ、フッ素樹脂熱交換器、凝縮廃熱回収装置。
画期的な効果: 排気温度を 120 度から 30 度未満に下げ、蒸発潜熱を回収し、加熱能力を 20% ～ 50% 増加させます。
炉心熱回収装置
廃熱ボイラー: 排ガスを回収して蒸気を生成し、ガス/蒸気タービンに適しています。
排ガス/水熱交換器: 低温排ガス、シリンダーライナー水廃熱回収、耐食性、耐粉塵蓄積性。-
吸収式冷凍機：廃熱を利用し、冷却のための電力消費はゼロです。
吸収ヒートポンプ: 低級廃熱の温度を上昇させて「廃熱を利用可能な熱に変換」します。-
インテリジェント制御システム: 負荷予測、冷暖房、温熱、電気暖房の動的な割り当てにより、最適なエネルギー効率を維持します。

3、熱回収がもたらす三重の価値：エネルギー効率、経済性、環境保護
1. エネルギー効率の飛躍的向上：「無駄」から「消耗」へ
従来の発電: 熱の約 60% が失われます。熱回収後の総合エネルギー効率 * * 80% 以上 * *;
三重供給: 廃熱冷凍が電気冷凍に取って代わり、冷凍の電力消費量が 40% 以上削減されます。
徹底的な廃熱回収: 排気廃熱と凝縮熱を完全に回収し、エネルギー利用効率を 10% ～ 15% 向上させます。
2. 経済的コストの削減: コスト回収を短縮し、効率を継続的に向上させます。
燃料コストを 30% ～ 50% 削減し、ボイラーと冷凍装置の設置容量を削減します。
近くに分散されたエネルギー供給により、送電および配電/暖房ネットワークの損失を削減します。
商業/公共建設プロジェクト: 改修投資を 3 ～ 6 年以内に回収し、年間数千万元から数百万元のエネルギー消費コストを節約します。
3. 低炭素と環境保護: 炭素削減と汚染削減の二重基準を達成
同じエネルギー供給のもとで、CO 2 排出量は 40% ～ 60% 削減できます。
分散型ボイラーや電気冷凍装置の設置を減らし、NO ₓ、SO ₂、粉塵の排出量を大幅に削減します。
排ガス凝縮廃熱回収を同時に行うことで、白色化と除塵を実現し、環境美観を向上させます。

4、典型的なアプリケーションシナリオと実際のケース
1. 工業団地：産業廃熱＋コージェネレーション
モード: ガスタービン/内燃機関発電 → 廃熱ボイラーによるプロセス蒸気生成 → 低温廃熱加熱/冷却。
効果: 総合的なエネルギー効率 * * 85% 以上 * * により、自家所有のボイラーを置き換え、年間数千トンの標準石炭を節約します。
2. 大規模公共建築物（複合商業施設・病院・空港）
事例：成都万達広場と三次病院はガス内燃機関＋臭化リチウム廃熱装置を採用。
効果：廃熱を冷暖房に優先的に利用し、不足するエネルギーを補います。年間約 3,000 トンの標準石炭を節約し、12,000 トン以上の CO 2 排出量を削減します。
3. 地域エネルギーステーション：都市レベルの集中​​エネルギー供給
モード: ガス複合サイクル + 排ガス深部熱回収 + 吸収ヒートポンプ;
効果: 90% 以上の廃熱利用率で数十万平方メートルの冷暖房、電力需要をカバーし、都市における低炭素エネルギーのベンチマークとなります。-
4. 発電所の柔軟性の変革: 熱電気デカップリング
技術: 蒸気タービン排気/排ガス廃熱+大型吸収ヒートポンプ;
価値: 発電量を削減しながら熱供給を維持し、ピークカット能力を 10% ～ 20% 向上させ、「熱が電力を決定する」という制約を打ち破ります。

5、技術動向と開発の方向性
廃熱の最大限の利用: 低温廃熱発電（ORC）、超低温排ガス凝縮回収、-「食べてから絞り出す」を実現。
マルチエネルギー補完統合：熱回収+太陽光発電/エネルギー貯蔵/バイオマス結合、ゼロカーボン総合エネルギーシステムの構築。
インテリジェントな制御: デジタルツイン、負荷予測、AI による最適化された動作、あらゆる動作条件下で最高のエネルギー効率を維持します。
機器の小型化: マイクロ タービン、モジュール式熱回収ユニットは、中小規模の建物や分散型シナリオに適しています。{0}}