Συστήματα ανάκτησης θερμότητας: σχεδιασμός και εμπειρία

Abstract

Αυτή η έκθεση είναι το αποτέλεσμα μιας έρευνας σε επίπεδο Διπλωματικής Εργασίας, που αποτελεί προϊόν συνεργασίας μεταξύ του ργαστηρίου Ατμοκινητήρων και Λεβήτων του Ε.Μ.Π. και της Εταιρίας VGB PowerTech e.V. Ο στόχος αυτής της εργασίας είναι να επιδείξει το πως τα Συστήματα Ανάκτησης Θερμότητας επηρεάζουν τη λειτουργία Θερμοηλεκτρικών Σταθμών με παραγόμενη Ηλεκτρική Ισχύ μεγαλύτερη των 100MW. Ακόμη, αυτή η εργασία επιδιώκει να εκτιμήσει την επίδραση του “fouling” που προκαλείται με τον χρόνο λειτουργίας. Γι’ αυτόν το λόγο, σχεδιάσθηκε μία επίσκεψη σε μια λιγνιτική Μονάδα στην ανατολική Γερμανία, λήφθηκαν πραγματικές τιμές από μετρήσεις και δημιουργήθηκε ένα πρόγραμμα το οποίο μοντελοποιεί τη λειτουργία των Συστημάτων Ανάκτησης Θερμότητας της Μονάδας. Πιο συγκεκριμένα, η Διπλωματική αυτή Εργασία χωρίζεται σε δύο μέρη, ως περιγράφεται ακολούθως: Το Πρώτο Μέρος κυρίως σκοπεύει να παρουσίασει το θεωρητικό υπόβαθρο το οποίο έχει αποκτηθεί μέσω της Eμπειρίας των εφαρμογών των Συστημάτων Ανάκτησης Θερμότητας σε Σταθμούς Παραγωγής Ενέργειας. Έτσι λοιπόν: Το Πρώτο Κεφάλαιο παρουσιάζει κάποια βασικά τεχνολογικά στοιχεία που αναφέρονται σε διάφορες συσκευές (Εναλλάκτες Θερμότητας) οι οποίες μπορούν να απαντηθούν σε Θερμοηλεκτρικούς Σταθμούς. Επίσης, παρουσιάζονται κάποιες Τεχνολογικές Λύσεις και Συστήματα τα οποία εφαρμόζονται σε Σταθμούς. Το Δεύτερο Κεφάλαιο ασχολείται με τους Στόχους και τα Οφέλη που προκύπτουν από την χρήση των ΣΑΘ, όπως αυτά μπορούν να βρεθούν μέσα στη διεθνή βιβλιογραφία. Το Τρίτο Κεφάλαιο αναφέρεται σε κάποια από τα προβλήματα που εμφανίζονται κατά τη χρήση των ΣΑΘ. Αυτό το κεφάλαιο ήταν προσανατολισμένο κυρίως στην παρουσίαση της εμπειρίας που αποκτήθηκε κατά την επίσκεψη σε ένα λιγνιτικό Σταθμό παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας στην ανατολική Γερμανία. Στο Σταθμό αυτόν, πλαστικοί σωλήνες χρησιμοποιούνται για να ανακτήσουν Θερμική Ενέργεια από τα καυσαέρια ανάντι της Μονάδος Αποθείωσης. Γίνεται ακόμη μια μικρή αναφορά στα υλικά που χρησιμοποιούνται . Το Τέταρτο Κεφάλαιο απαριθμεί Σταθμούς Παραγωγής που χρησιμοποιούν ΣΑΘ που ανακτούν Θερμότητα από τα καυσαέρια. Υποθετικά σενάρια για την εφαρμογή τέτοιων Συστημάτων σε άλλους Σταθμούς επίσης συγκαταλέγονται. Το Δεύτερο Μέρος επιχειρεί να παρουσιάσει το Σχεδιασμό ενός ΣΑΘ σε ένα λιγνιτικό Σταθμό. Ο Σταθμός αυτός χρησιμοποιεί τη Θερμότητα που ανακτάται από τα καυσαέρια για να προθερμάνει το Συμπύκνωμα. Μια μοντελοποίηση της λειτουργίας του Συστήματος έχει γίνει. Έτσι λοιπόν, ήταν δυνατό να επιτευχθεί ένας προσδιορισμός της επίδρασης των επικαθίσεων πάνω στις επιφάνειες των Εναλλακτών. Σε αυτό το Μέρος το θεωρητικό υπόβαθρο για τις εξισώσεις που χρησιμοποιήθηκαν μπορούν να βρεθούν και τα αποτελέσματα παρατίθενται.