Wuxi Yuda — chiến lược thực tế dành cho các nhà thiết kế hệ thống, EPC và nhà điều hành trang trại gió muốn kết hợp các luồng năng lượng gió và địa nhiệt bằng các giải pháp Bộ trao đổi nhiệt năng lượng gió mạnh mẽ.
Tại sao kết hợp gió và địa nhiệt — và nơiBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióphù hợp
Hệ thống lai kết hợp sức mạnh tạm thời của địa nhiệt (nhiệt cơ bản ổn định) với sức mạnh biến đổi của gió. Một thiết kế tốtBộ trao đổi nhiệt năng lượng giókết nối hai bên: thu hồi năng lượng nhiệt từ các hệ thống con của tua-bin gió (dầu hộp số, tủ biến đổi) và định tuyến hoặc kết nối năng lượng nhiệt này vào một vòng địa nhiệt hoặc một mạng lưới sưởi ấm/khu vực chung.
Mục tiêu thiết kế cho tích hợp lai
Duy trì hoạt động tuabin đáng tin cậy và an toàn nhiệt trong khi cho phép thu hồi nhiệt hữu ích thông quaBộ trao đổi nhiệt năng lượng gió.
Giảm thiểu tổn thất phụ cho hệ thống gió (tránh làm giảm hiệu suất của tua-bin).
Tối đa hóa khả năng thu nhiệt trong thời gian dư thừa năng lượng gió và định tuyến nhiệt hiệu quả vào quá trình trao đổi hoặc lưu trữ địa nhiệt.
Giữ cho hệ thống ở dạng mô-đun, dễ bảo trì và tương thích với nhiệt độ vòng địa nhiệt tiêu chuẩn.
Chiến lược 1 — Chọn đúngBộ trao đổi nhiệt năng lượng giócấu trúc liên kết
Có ba cấu trúc phổ biến cần xem xét:
Khớp nối trực tiếp— chất làm mát ở tầng tua-bin (hoặc dầu hộp số) chảy qua mộtBộ trao đổi nhiệt năng lượng giótruyền nhiệt trực tiếp vào một vòng chất lỏng truyền nhiệt địa nhiệt khép kín.
Bộ đệm không liên tục— nhiệt truyền vào bộ đệm nhiệt (nước/PCM) thông quaBộ trao đổi nhiệt năng lượng gió, sau đó bộ đệm kết nối với vòng địa nhiệt theo lịch trình được kiểm soát.
Thác gián tiếp— một thiết lập nhiều giai đoạn trong đóBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióĐầu tiên, làm nóng trước một môi trường sau đó trao đổi với mạch địa nhiệt có nhiệt độ cao hơn (hữu ích khi nhiệt độ địa nhiệt vượt quá nhiệt thu hồi).
Lựa chọn dựa trên khả năng tương thích nhiệt độ, độ phức tạp của bộ điều khiển và mục tiêu là sử dụng nhiệt tại chỗ hay lưu trữ nhiệt tích hợp lưới điện.
Chiến lược 2 — Logic điều khiển và van thông minh
Trí thông minh kiểm soát là điều cần thiết. Hãy cân nhắc:
Logic ưu tiên: khi có nhiệt gió và nhu cầu tồn tại, hãy hướng nhiệt gió đến tải; nếu không thì hãy sạc bộ lưu trữ nhiệt.
Độ trễ dựa trên nhiệt độ: được báo hiệu thông qua các cảm biến tạiBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióđầu ra, đầu vào vòng địa nhiệt và bể đệm.
Cân bằng dòng chảy: máy bơm tốc độ thay đổi ở cả hai bênBộ trao đổi nhiệt năng lượng giógiữ áp suất và delta-T trong phạm vi an toàn.
Chế độ an toàn: tự động bỏ quaBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióđể bảo vệ các thành phần của tua-bin trong trường hợp mất điều khiển hoặc mất liên lạc.
Chiến lược 3 — Kết hợp nhiệt và vật liệu
Truyền nhiệt hiệu quả đòi hỏi phải có khả năng truyền nhiệt phù hợp. Mẹo thiết kế:
Phù hợp với nhiệt độ dầu hồi lưu hộp số/bộ chuyển đổi dự kiến với nhiệt độ đầu vào chấp nhận được đối với chất mang nhiệt địa nhiệt — sử dụngBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióvới giá trị UA thích hợp.
Chọn vật liệu chống ăn mòn cho tương tác địa nhiệt — nhôm, thép không gỉ hoặc thiết kế thanh tấm phủ là phổ biến choBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióđơn vị.
Thiết kế để dễ bảo trì: dễ dàng tiếp cận các mối hàn, tấm bảo trì và thiết bị đo lường giúp giảm thời gian chết máy.
Chiến lược 4 — Lưu trữ nhiệt và đệm
MỘTBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióhiệu quả nhất khi kết hợp với lưu trữ:
Sử dụng bể chứa nước phân tầng hoặc vật liệu thay đổi pha để thu nhiệt dư thừa trong thời gian gió mạnh, nhu cầu thấp.
Kiểm soát sạc từBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióđể nhiệt độ lưu trữ vẫn nằm trong phạm vi chấp nhận của vòng địa nhiệt.
Đặt các bể đệm gần cụm tua-bin để giảm thiểu thất thoát nhiệt qua đường ống và mức tiêu thụ năng lượng của máy bơm.
Chiến lược 5 — Đường ống, thủy lực và vị trí
Thủy lực ngắn hơn và nhiệt độ giảm nhỏ hơn sẽ tốt hơn:
ĐặtBộ trao đổi nhiệt năng lượng giógần nguồn (hộp số hoặc tủ biến tần) đồng thời vẫn đảm bảo tiếp cận an toàn để bảo trì.
Cách nhiệt đường ống từ tua bin đến kho chứa và từ kho chứa đến vòng địa nhiệt để tránh thất thoát.
Bao gồm van cô lập và hệ thống ngăn cách kép khi chất lỏng địa nhiệt có tính xâm thực hoặc các quy định yêu cầu tách biệt.
Chiến lược 6 — Giám sát, chẩn đoán và bảo trì dự đoán
Dữ liệu vận hành giúp hệ thống lai hoạt động hiệu quả:
Công cụBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióvới các cảm biến nhiệt độ, áp suất, chênh lệch áp suất và lưu lượng.
Sử dụng phân tích để phát hiện tình trạng bám bẩn (delta-P tăng) hoặc truyền nhiệt giảm (delta-T giảm ở lưu lượng phù hợp).
Cảnh báo dự đoán cho phép hoán đổi hoặc vệ sinh theo kế hoạch mà không làm ngừng hoạt động của tuabin ngoài dự kiến.
Chiến lược 7 — An toàn, tiêu chuẩn và mối quan tâm về môi trường
An toàn phải được thiết kế theo:
Tuân thủ các quy định địa phương về thiết bị trao đổi nhiệt và đường ống ngầm giữa các vị trí đặt tua bin và giếng địa nhiệt.
Thực hiện phát hiện rò rỉ và ngăn chặn xung quanhBộ trao đổi nhiệt năng lượng giókhi hydrocarbon (dầu) là nguồn nhiệt thải chính.
Hãy xem xét các mạch thứ cấp hoặc chất lỏng truyền nhiệt giúp giảm nguy cơ đóng băng và ăn mòn khi kết nối với các vòng địa nhiệt gần bề mặt.
Ví dụ về trường hợp hoạt động (khái niệm)
Hãy tưởng tượng một địa điểm có 30 tua-bin, trong đó mỗi tua-bin có mộtBộ trao đổi nhiệt năng lượng gió. Trong thời gian gió mạnh nhất, các bộ trao đổi nhiệt cung cấp nhiệt cho một bể đệm tập trung. Trường địa nhiệt đóng vai trò là nguồn/bể chứa dài hạn, cân bằng nhu cầu theo mùa. Bộ điều khiển thông minh sẽ dẫn nhiệt đến hệ thống sưởi ấm tại chỗ vào mùa đông và nạp lại vòng địa nhiệt vào các mùa thấp điểm.
Lợi ích vận hành: giảm lượng nhiên liệu sử dụng cho nhiệt dự phòng, tận dụng tốt hơn nhiệt thải từ nhà máy điện gió, kéo dài tuổi thọ các bộ phận của tua-bin thông qua việc cải thiện quản lý nhiệt.
Tại sao nên chọn linh kiện Wuxi Yuda
Danh mục sản phẩm của Wuxi Yuda bao gồm bộ trao đổi nhiệt nhôm dạng tấm, bộ làm mát dầu hộp số và bộ làm mát nước cho tủ biến tần — những linh kiện có thể ứng dụng trực tiếp vào tích hợp năng lượng gió-địa nhiệt lai. Công ty có vị thế vững chắc trên thị trường điện gió và các dòng sản phẩm đã được chứng minh về quản lý nhiệt tuabin.
Danh sách kiểm tra trước khi triển khai
Xác nhận khả năng tương thích nhiệt giữa nguồn nhiệt thải của tua-bin và nhiệt độ vòng địa nhiệt.
Tiến hành nghiên cứu kích thước thủy lực và UA cho các lựa chọnBộ trao đổi nhiệt năng lượng gió.
Thiết kế logic kiểm soát, biện pháp phòng ngừa và chiến lược lưu trữ.
Kế hoạch bảo trì, giám sát và phụ tùng thay thế cho tất cảBộ trao đổi nhiệt năng lượng gióđơn vị.
Chạy thử nghiệm nhỏ tại một cụm tua-bin đơn trước khi triển khai toàn diện.