南烏拉爾國立大學正在研究在熱力發電廠中使用太陽能集熱器的方法

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南烏拉爾國立大學工業熱力工程系副教授康斯坦丁•阿欽茨夫研究出了一個基於太陽能集熱器的能源技術工程綜合體,這項工程可以讓在熱力發電廠中運用可再生能源元素。

可再生能源的研究在美國和歐洲非常普遍。但是,其中大部分主要是關於可再生能源在太陽能和混合動力發電廠中的運用。南烏拉爾國立大學學者所感興趣的問題是可再生能源元素,既太陽能集熱器在熱力發電廠中的運用,而熱力發電廠中所使用的燃料都是不可再生能源。

20世紀80年代車里雅賓斯克冶金廠在有了研究引入帶有活性填料的接觸式換熱器的經驗後,開始萌發了研究基於太陽能集熱器的能源技術工程綜合體的想法。可是那時候關於這個工程的實驗並不成功,因為對這個工程的研究並不深入。

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在將非傳統和可再生能源的元素積極引入工業之前,國外也採用了類似的方法。科學家最感興趣的是使用太陽能集熱器的實驗。根據南烏拉爾國立大學的專利技術,煙氣經過空氣加熱器後既可以提供給再生換熱器,也可以提供給接觸式換熱器,再加上太陽能集熱器的加熱能力。兩種介質的結構和接觸方法的特徵相組合提高了鍋爐機組設備的效率。

研究人員主要面臨兩個問題 — 如何放置集熱器以及把集熱器應該放置在哪個地方。根據計算,太陽能集熱器應安裝在鍋爐房外,以便更有效地使用低強度太陽能輻射。

由康斯坦丁•阿欽茨夫在5-100項目框架下開發的能源技術工程綜合體是一個鍋爐機組或者是以蒸汽形式產生能量的發電機組。

"我們不能去除基於有機燃料熱能生產中的損耗。因此,只能完善煙氣燃燒和利用的過程。燃料發生燃燒後,會形成煙氣,包括水蒸氣。這些水蒸氣在冷凝時可以提高整個設備的能量轉換率" —-康斯坦丁•弗拉基米爾維奇這樣解釋到。

然後,熱交換器中加熱的水應該用在發電廠的熱迴路中。根據發電機組鍋爐設備的功率,能量轉換率可以顯著提高,這無疑在經濟方面很有優勢。

通過對熱回收裝置進行一定的改造,可以將其轉化為帶有活性填料的接觸式熱交換器,也就是直接冷凝來自燃燒產物的水蒸氣。在冷凝過程中,一些腐蝕性氣體如氮氧化物或硫氧化物也會冷凝後變成冷卻的氣體逸散到大氣中,從環保角度來說這也是很好的選擇。

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存在著一些類似的研究,但在別的研究中太陽能收集器被放置在獨立的房屋中,而它們並不用於大型電力工程,只用於可再生的部分。康斯坦丁•阿欽茨夫率先嘗試將可再生能源和不可再生能源結合起來。2017年5月在Scopus上發表的文章中部分反映了可再生能源與不可再生能源結合的想法。

之後該項目的研究可以不僅限於在熱力發電方面的應用,也研究可以在住宅和公共部門小功率鍋爐房中的應用。

科學家計劃創建實驗室和實驗樣板,然後嘗試將其商業化。

"如果根據試驗台樣本的結果,我們意識到熱回收裝置別的零件需要專利權,我們將把別的零件的專利權作為知識產權法律的對象,然後我們會聯繫一些組織並邀請他們共同來研究這個問題。熱回收裝置是統一的,它可以在任何地區使用"---阿欽茨夫說。

未來,基於太陽能集熱器的綜合體的使用可以部分地解決能源消耗的相關問題,這對於車里雅賓斯克地區來說是相當緊迫和現實的問題。這些裝置的引入將有助於節省和減少對煤炭的依賴。


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