ガスエンジンの熱回収:コージェネ、ヒーティングモジュール、非常用クーラー

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ガスエンジン発電機は、燃料の約40 %を電気に変えます。残りの大半は熱であり、熱電併給(CHP)プラントはこの熱を、地域熱供給網、温室、病院、工場のプロセスなどに役立てます。熱を回収することで総合燃料利用率は80〜90 %に高まり、熱の需要家がある限りガスエンジンでCHPが標準となっているのはそのためです。このガイドでは、熱がどこから来るか、どう回収されるか、そしてなぜすべてのCHPプラントにラジエーターが必要なのかを説明します。

熱の発生源

4つの熱源がガスエンジンの熱を運びます。80〜95 °Cのジャケット冷却水は、シリンダーの熱を運びます。潤滑油は軸受とピストンの熱を運び、通常はオイルクーラーを通じてジャケット冷却水へ入ります。ターボチャージャーで圧縮された給気は2段階で冷却されます。最初の高温段は熱回収回路に供給でき、第2の低温段は、エンジンの定格と排出ガス性能のために周囲温度近くまで冷却する必要があります。400〜500 °Cの排気は最大の単独の割合を運び、排気ガス熱交換器または蒸気ボイラーで回収されます。

おおむね、エンジンは同程度の電力と回収可能な熱を供給します。正確な配分は、回路と温度レベルごとにエンジンメーカーの熱収支に記載されています。

ヒーティングモジュール

ヒーティングモジュールは、その熱を集めて需要家に渡すスキッドです。エンジン回路と熱供給網を分離するプレート式熱交換器、ポンプ、熱供給網の状況にかかわらずエンジンメーカーが望む温度にエンジン戻り温度を保つ三方弁、膨張・安全機器、排気熱交換器への接続を備えています。工場で試験した1つのモジュールとして製作するため、配管、計装、制御が組み込まれた状態で届き、現場作業は数か所の接続にとどまります。

CHPプラントにもラジエーターが必要な理由

熱の需要家が常に熱を必要とするとは限りません。夏の地域熱供給網、夜間の温室、休日の工場などです。しかしエンジンは、運転している限り、ジャケット冷却水と油を制限内に保たなければなりません。非常用クーラー(ダンプラジエーターとも呼ばれます)は、需要家が受け取れない熱を引き受け、エンジンが発電を続けられるようにします。夏の設計周囲温度でのエンジン全熱量に合わせて容量を決め、ヒーティングモジュールを担うのと同じ弁で制御され、通常は一年の一部の期間のみ動作します。

低温給気回路は別のケースです。その熱は多くの熱供給網では利用するには低温すぎるため、常にラジエーターへ送られます。多くの場合LT/HTユニットで、一方のコイルが給気を冷却し、もう一方が非常用クーラーを兼ねます。TECSは、ガスエンジンCHPプラント向けのヒーティングモジュール、非常用クーラー、LT/HTラジエーターを、協調した一つのシステムとして設計・製造しています。エンジンの熱収支と熱供給網のデータをお送りいただければ、適合する回路を提案書にてお示しします。

要点

  • ジャケット冷却水、オイル、給気、排気がエンジンの熱を運ぶ
  • CHPにより総合燃料利用率は80〜90 %に向上
  • ヒーティングモジュールはエンジン回路を分離し、戻り温度を制御
  • 非常用クーラーは需要家が受け取れない熱を引き受ける
  • 低温給気の熱は一年を通じてラジエーターへ
  • TECSはCHP向けのヒーティングモジュール、非常用クーラー、LT/HTラジエーターを製造
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お問い合わせ時にお送りいただきたい情報

  • エンジンのメーカー、型式、回路ごとの熱収支
  • 熱供給網:供給・戻り温度、流量、圧力
  • 排気熱を回収するか、どのように回収するか
  • 非常用クーラーとLTラジエーター向けの現地周囲条件
  • モジュールとラジエーターのスペース、騒音制限
  • エンジンおよび熱供給網との制御インターフェース
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よくあるご質問

ガスエンジンからどのくらいの熱を回収できますか?

ジャケット冷却水、オイル、排気の合計で、電気出力とおおむね同程度です。回路ごとの数値はエンジンメーカーの熱収支に記載されています。低温給気の熱は通常は回収されません。

非常用クーラーとは何ですか?

熱の需要家が受け取れない場合にエンジンの熱を放出し、エンジンが運転を続けられるようにするラジエーターです。ダンプラジエーターまたはダンプクーラーとも呼ばれます。

エンジン戻り温度を制御するのはなぜですか?

エンジンメーカーはジャケット冷却水の戻り温度の範囲を定めています。低すぎると結露と摩耗を招き、高すぎるとエンジンがトリップします。ヒーティングモジュールの弁が、熱供給網の状況にかかわらずその範囲に保ちます。

1台のラジエーターで非常用とLTの両方の役割を果たせますか?

できます。LT/HTラジエーターは、給気コイルと非常用コイルを、1列のファンの下の1つのケーシングに収め、それぞれ専用の回路を持ちます。

ヒーティングモジュールはエンジンパッケージに含まれますか?

含まれる場合もありますが、多くは別途供給され、個々の熱供給網に合わせて設計されます。TECSは、ラジエーターとともに工場試験済みのスキッドとして製作します。

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熱負荷、流体温度と流量、周囲条件、設置上の制約をお送りください。設計提案にてご回答します。次の方法でもご連絡いただけます: 。

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