Conventional natural gas-fired boil

Conventional natural gas-fired boilers exhaust flue gas direct to the atmosphere at 150–200 °C, which, at such temperatures, contains large amount of energy and results in relatively low thermal efficiency rang- ing from 70% to 80%. Although condensing boilers for recovering the heat in the flue gas have been devel- oped over the past 40 years, their present market share is still less than 25%. The major reason for this relatively slow acceptance is the limited improvement in the thermal efficiency of condensing boilers. In the condensing boiler, the temperature of the hot water return at the range of 50–60 °C, which is used to cool the flue gas, is very close to the dew point of the water vapor in the flue gas. Therefore, the latent heat, the majority of the waste heat in the flue gas, which is contained in the water vapor, cannot be recovered. This paper presents a new approach to improve boiler thermal efficiency by integrating absorption heat pumps with natural gas boilers for waste heat recovery (HRAHP). Three configurations of HRAHPs are introduced and discussed. The three configurations are modeled in detail to illustrate the significant thermal efficiency improvement they attain. Further, for conceptual proof and validation, an existing hot water-driven absorption chiller is operated as a heat pump at operating conditions similar to one of the devised configurations. An overall system performance and economic analysis are provided for decision-making and as evidence of the potential benefits. These three configurations of HRAHP pro- vide a pathway to achieving realistic high-efficiency natural gas boilers for applications with process fluid return temperatures higher than or close to the dew point of the water vapor in the flue gas.



As part of the second phase of the OptiEnR research project, the present work focuses on optimizing multi-energy district boilers by adding thermal storage tanks to the plants. First, both a parametric study and a simulation-based evaluation of the thermal losses are carried out in order to design the hot water tanks. Next, a sequential management approach, based on the power demand and the characteristics of the biomass unit(s), is defined with the aim of improving efficiency. Energy and economic criteria are proposed and evaluated in order to highlight the configurations that meet needs and expectations. The way thermal energy storage impacts on the boiler units dynamics is evaluated in simulation. Finally, the proposed approach has been applied to two multi-energy district boilers equipped with one and two biomass units, respectively. The plants are managed by Cofely GDF-Suez, our industrial partner in the project. The results highlight the ability of a hot water tank (when it is optimally designed and managed) to improve the operation of a multi-energy district boiler and realize significant economic savings. As a key point, the excess of energy produced by the biomass unit(s) during low-demand periods can be stored and released when demand is high, instead of engaging a gas boiler.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หม้อไอน้ำแบบธรรมดายิงก๊าซธรรมชาติท่อไอเสียตรงแก๊สชำระล้างกรดบรรยากาศที่ 150-200 ° C ซึ่ง ที่อุณหภูมิดังกล่าว ประกอบด้วยจำนวนมากของพลังงาน และผลค่อนข้างต่ำประสิทธิภาพเชิงความร้อนรัง-ing จาก 70% 80% แม้ว่าหม้อไอน้ำที่กลั่นตัวสำหรับการกู้คืนความร้อนในก๊าซชำระล้างกรดได้ devel-oped 40 ปีผ่านมา ส่วนแบ่งตลาดปัจจุบันของพวกเขาจะยังคงน้อยกว่า 25% เหตุผลหลักสำหรับการยอมรับนี้ค่อนข้างช้าจะพัฒนาจำกัดในประสิทธิภาพเชิงความร้อนของหม้อไอน้ำกลั่นตัว ในหม้อต้ม condensing อุณหภูมิของน้ำร้อนกลับมาในช่วง 50 – 60 ° C ซึ่งใช้เย็นแก๊สชำระล้างกรด สนิทจุด dew ของไอน้ำในแก๊สชำระล้างกรด ดังนั้น latent ความร้อน ส่วนใหญ่เสียความร้อนในก๊าซชำระล้างกรด ซึ่งมีอยู่ในไอน้ำ ไม่สามารถกู้คืน เอกสารนี้นำเสนอวิธีการใหม่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนของหม้อไอน้ำ โดยรวมปั๊มดูดซึมความร้อนกับหม้อไอน้ำก๊าซธรรมชาติสำหรับการกู้คืนความร้อนเสีย (HRAHP) ตั้งค่าคอนฟิกสามของ HRAHPs แนะนำ และกล่าวถึง ตั้งค่าคอนฟิกสามจะจำลองรายละเอียดเพื่อแสดงการปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่สำคัญที่จะบรรลุ เพิ่มเติม พิสูจน์แนวคิดและตรวจสอบ เย็นการดูดซึมน้ำร้อนขับเคลื่อนที่มีอยู่จะดำเนินการเป็นปั๊มความร้อนที่ทำงานคล้ายกับการตั้งค่าคอนฟิก devised เงื่อนไข ประสิทธิภาพของระบบโดยรวมและการวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจที่มี การตัดสินใจ และ เป็นหลักฐานของผลประโยชน์อาจเกิดขึ้น กำหนดค่าเหล่านี้สามของ HRAHP pro - vide ระดับการบรรลุหม้อไอน้ำก๊าซธรรมชาติมีประสิทธิภาพสูงจริงสำหรับประยุกต์ใช้กับกระบวนการของเหลวอุณหภูมิสูงกว่า หรือใกล้ กับจุด dew ของไอน้ำในแก๊สชำระล้างกรดกลับ


เป็นส่วนหนึ่งของขั้นตอนที่สองของโครงการวิจัย OptiEnR งานนำเสนอเน้นเพิ่มประสิทธิภาพหม้อไอน้ำพลังงานหลายอำเภอโดยการเพิ่มถังเก็บความร้อนให้พืช ครั้งแรก การศึกษาพาราเมตริกและการประเมินแบบจำลองสถานการณ์ของการสูญเสียความร้อนจะดำเนินการเพื่อออกแบบถังน้ำร้อน ถัดไป วิธีการจัดการต่อเนื่อง ตามความต้องการพลังงานและลักษณะของหน่วยชีวมวล กำหนด ด้วยจุดมุ่งหมายของการพัฒนาประสิทธิภาพการ พลังงานและเงื่อนไขทางเศรษฐกิจเป็นการนำเสนอ และประเมินเพื่อเน้นค่าที่ตรงกับความต้องการและความคาดหวัง เก็บพลังงานความร้อนวิธีผลกระทบต่อหน่วยหม้อ dynamics จะถูกประเมินในการจำลอง สุดท้าย วิธีนำเสนอมีการใช้กับหม้อไอน้ำพลังงานหลายอำเภอสองที่เพียบพร้อมไป ด้วย หนึ่งหน่วย ชีวมวลตามลำดับ พืชมีบริหารโดย Cofely GDF-สุเอซ บริษัทอุตสาหกรรมในโครงการ ผลลัพธ์เน้นความสามารถของถังน้ำร้อน (เมื่อมันเป็นออกแบบ และจัดการอย่างเหมาะสม) เพื่อปรับปรุงการทำงานของหม้อต้มพลังงานหลายอำเภอ และตระหนักถึงการประหยัดเศรษฐกิจสำคัญ เป็นจุดสำคัญ เกินของพลังงานที่ผลิต โดยหน่วยชีวมวลในระหว่างรอบระยะเวลาความต้องการต่ำสามารถเก็บ และนำออกใช้เมื่อความต้องการสูง แทนเสน่ห์หม้อต้มแก๊ส

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ธรรมดาธรรมชาติก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำก๊าซไอเสียโดยตรงกับบรรยากาศที่ 150-200 ° C ซึ่งที่อุณหภูมิดังกล่าวมีจำนวนมากของพลังงานและส่งผลให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนค่อนข้างต่ำ rang- ไอเอ็นจีจาก 70% ถึง 80% แม้ว่าหม้อไอน้ำกลั่นสำหรับการกู้คืนความร้อนในก๊าซไอเสียที่ได้รับการพัฒนาแล้วในช่วงที่ผ่านมา 40 ปีที่ผ่านมาส่วนแบ่งการตลาดของพวกเขาในปัจจุบันก็ยังคงน้อยกว่า 25% เหตุผลหลักในการนี้ได้รับการยอมรับค่อนข้างช้าเป็นที่ จำกัด ในการปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนของหม้อไอน้ำกลั่น ในหม้อต้มกลั่นอุณหภูมิของน้ำผลตอบแทนที่ร้อนในช่วง 50-60 ° C ซึ่งจะใช้ในการระบายความร้อนก๊าซไอเสียที่อยู่ใกล้กับจุดน้ำค้างของไอน้ำในก๊าซไอเสีย ดังนั้นความร้อนแฝงส่วนใหญ่ของความร้อนเสียในก๊าซไอเสียที่มีอยู่ในไอน้ำที่ไม่สามารถกู้คืน บทความนี้นำเสนอวิธีการใหม่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพหม้อไอน้ำความร้อนโดยการบูรณาการปั๊มความร้อนการดูดซึมที่มีหม้อไอน้ำที่ใช้ก๊าซธรรมชาติสำหรับการกู้คืนความร้อนทิ้ง (HRAHP) สามการตั้งค่าของ HRAHPs ได้ถูกนำเสนอและพูดคุยกัน การกำหนดค่าสามรูปแบบในรายละเอียดเพื่อแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญความร้อนที่พวกเขาบรรลุ นอกจากนี้เพื่อพิสูจน์แนวความคิดและการตรวจสอบน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องทำความเย็นดูดซึมที่มีอยู่ร้อนจะดำเนินการเป็นปั๊มความร้อนที่สภาพการทำงานคล้ายกับการกำหนดค่าคิดค้น ประสิทธิภาพการทำงานของระบบโดยรวมและการวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจจะมีให้สำหรับการตัดสินใจและเป็นหลักฐานของผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้น เหล่านี้สามการตั้งค่าของ HRAHP จัดเตรียมเส้นทางที่จะบรรลุเป็นจริงที่มีประสิทธิภาพสูงหม้อไอน้ำที่ใช้ก๊าซธรรมชาติสำหรับการใช้งานที่มีอุณหภูมิน้ำมันไหลย้อนกระบวนการที่สูงกว่าหรือใกล้เคียงกับจุดน้ำค้างของไอน้ำในก๊าซไอเสียเป็นส่วนหนึ่งของขั้นที่สองของ โครงการวิจัย OptiEnR การทำงานในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำที่อำเภอหลายพลังงานโดยการเพิ่มถังเก็บความร้อนให้กับโรงงาน ครั้งแรกที่ทั้งสองศึกษาคณิตศาสตร์และการประเมินผลการจำลองที่ใช้ในการสูญเสียความร้อนที่จะดำเนินการในการออกแบบถังเก็บน้ำร้อน ถัดไปแนวทางการจัดการลำดับขึ้นอยู่กับความต้องการใช้ไฟฟ้าและลักษณะของหน่วยชีวมวล (s) ถูกกำหนดให้มีจุดประสงค์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพ พลังงานและเกณฑ์ทางเศรษฐกิจที่ได้รับการเสนอและประเมินผลเพื่อที่จะเน้นการกำหนดค่าที่ตอบสนองความต้องการและความคาดหวัง ทางความร้อนที่ส่งผลกระทบต่อการจัดเก็บพลังงานในหน่วยหม้อน้ำพลศาสตร์ได้รับการประเมินในการจำลอง สุดท้ายวิธีการที่นำเสนอได้รับนำไปใช้กับสองหลายพลังงานตุ๋นเขตพร้อมกับหน่วยหนึ่งและสองชีวมวลตามลำดับ พืชที่ได้รับการจัดการโดย บริษัท โคเฟลี GDF-สุเอซหุ้นส่วนอุตสาหกรรมของเราในโครงการ ผลการเน้นความสามารถของถังน้ำร้อน (ตอนที่มันได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมและการจัดการ) เพื่อปรับปรุงการทำงานของหม้อไอน้ำที่อำเภอหลายพลังงานและตระหนักถึงการประหยัดทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญ เป็นจุดสำคัญของการใช้พลังงานส่วนเกินที่ผลิตโดยหน่วยชีวมวล (s) ในช่วงที่ความต้องการต่ำสามารถจัดเก็บและปล่อยออกมาเมื่อมีความต้องการสูงแทนการมีส่วนร่วมหม้อต้มก๊าซ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เดิมก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงหม้อต้มก๊าซไอเสีย โดยบรรยากาศที่ 150 - 200 องศา C ซึ่งที่อุณหภูมิดังกล่าว มีจำนวนมากของพลังงานและผลในประสิทธิภาพความร้อนค่อนข้างต่ำรัง - ing จาก 70% ถึง 80% แม้ว่าควบแน่นไอน้ำสำหรับการกู้คืนความร้อนของก๊าซมี devel oped - ตลอด 40 ปี ส่วนแบ่งการตลาดในปัจจุบันของพวกเขายังคงน้อยกว่า 25%เหตุผลหลักสำหรับการยอมรับค่อนข้างช้านี้คือการปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนของคอนเด็นซิ่งจำกัดในหม้อ . ในหม้อไอน้ำกลั่นตัว ทำให้อุณหภูมิของน้ำร้อนกลับในช่วง 50 - 60 องศา C ซึ่งใช้อุณหภูมิปล่องแก๊ส อยู่ใกล้กับจุดน้ำค้างของไอน้ำในฟลูแก๊ส ดังนั้น ความร้อนที่ซ่อนเร้นส่วนใหญ่ของความร้อนทิ้งในก๊าซที่มีอยู่ในไอน้ำ ไม่สามารถกู้คืนได้ บทความนี้นำเสนอวิธีการใหม่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนหม้อน้ำ โดยบูรณาการปั๊มดูดความร้อนก๊าซธรรมชาติหม้อน้ำสำหรับการนำความร้อนทิ้งกลับคืน ( hrahp ) สามรูปแบบของ hrahps จะรู้จัก และกล่าวถึงทั้งสามแบบมีแบบจำลองในรายละเอียดที่จะแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพทางความร้อนที่สำคัญการปรับปรุงพวกเขาบรรลุ เพิ่มเติม สำหรับการพิสูจน์แนวคิดและการตรวจสอบที่มีอยู่ในน้ำอุ่นเคลื่อนดูดกลืนเป็นผู้ดำเนินการเป็นปั๊มความร้อนที่สภาวะที่คล้ายกับหนึ่งในการวางแผนการตั้งค่าประสิทธิภาพของระบบโดยรวมและการวิเคราะห์เศรษฐกิจมีไว้เพื่อการตัดสินใจ และเป็นหลักฐานของผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้น เหล่านี้สามรูปแบบของ hrahp Pro - เห็นทางเดินเพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพสูงก๊าซธรรมชาติหม้อน้ำสำหรับการใช้งานจริง ด้วยกระบวนการของเหลวกลับอุณหภูมิสูงกว่าหรือใกล้เคียงกับจุดน้ำค้างของไอน้ำในก๊าซ .



เป็นส่วนหนึ่งของขั้นตอนที่สองของ optienr โครงการวิจัยงานปัจจุบันเน้นเพิ่มประสิทธิภาพหลายตำบล โดยการเพิ่มถังเก็บพลังงานไอน้ำความร้อนกับพืช ครั้งแรก ทั้งเชิงการศึกษาและการจำลองตามการประเมินของการสูญเสียความร้อนจะดําเนินการในการออกแบบถังน้ำร้อน ต่อไป วิธีการจัดการตามลําดับบนพื้นฐานของความต้องการไฟฟ้าและคุณลักษณะของหน่วย ชีวมวล ( s ) ที่กำหนดไว้โดยมีวัตถุประสงค์ของการปรับปรุงประสิทธิภาพ พลังงานและเงื่อนไขทางเศรษฐกิจเสนอและประเมิน เพื่อเน้นรูปแบบที่ตรงกับความต้องการและความคาดหวัง ทางระบบเก็บพลังงานต่อหน่วยหม้อพลวัตประเมินในสถานการณ์จำลอง ในที่สุดวิธีการที่เสนอมีการใช้พลังงานหลายตำบลสองตัวพร้อมกับหนึ่งและสองหน่วย ชีวมวล ตามลำดับ พืชมีการจัดการโดย cofely คลองสุเอซ หุ้นส่วนของเราอุตสาหกรรมในโครงการผลที่เน้นความสามารถของถังเก็บน้ำร้อน ( เมื่อมันถูกออกแบบมาอย่างเหมาะสมและการจัดการ ) เพื่อปรับปรุงการดำเนินงานของหม้อน้ำและตระหนักประหยัดพลังงานหลายเขตเศรษฐกิจที่สำคัญ เป็นจุดสําคัญ , ส่วนเกินของพลังงานที่ผลิตโดยหน่วยชีวมวล ( s ) ในช่วงความต้องการต่ำ สามารถจัดเก็บและเผยแพร่ เมื่อมีความต้องการสูง แทนการเป็นหม้อแก๊ส .