小型焼却炉からの廃熱回収に関する研究

小型焚烧炉余热回收研究

• 批准号: 25917030
• 负责人: 屋良 朝康
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Okinawa National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25917030/
• 关键词: 小型焼却炉; 廃熱回収; 熱交換器設計計算

小型焼却炉煙突内の排ガスからの廃熱回収のために、低沸点媒体であるフロン系HFC245fa単一作動媒体と、炭化水素系のPropaneあるいはButaneとHFC245faとの質量分率50%の混合作動媒体を用いた廃熱回収システムの熱交換器の設計計算を行い、発電・給湯システムの可能性について検討した。実際に利用できる焼却炉煙突入口の排ガス温度が約800℃であり、廃熱回収熱交換器出入口の作動媒体の温度と圧力及び質量流量を計算条件として与え、煙突内の排ガスの温度分布、熱交換器内の媒体の温度分布、必要な熱交換器長さを熱交換器設計シミュレーションプログラムにより算出した。本計算条件で回収できる熱量の計算値は最大で10kWであり、熱交換器の外径12.7㎜、内径10.7㎜で螺旋角5°、螺旋径300㎜とした場合は、必要な長さは15m、煙突内への設置高さは1.3mとなり、想定している煙突の内径300㎜、高さ2.5m内に設置できる結果となった。また、計算で得られた15mの螺旋管熱交換器を試作し、媒体として水を用いてポンプ循環ループにより圧力損失を測定し、圧力損失は小さいことを確認した。さらに、Refpropにより作動媒体の温度Tと比エントロピーsのT-s線図を作成し、廃熱回収熱交換器内圧力を1MPa及び2MPa、復水器(凝縮器)内圧力を0.1MPaとしたランキンサイクルを検討し、HFC245fa単一媒体と、ButaneとHFC245faの混合媒体は、温度と圧力の関係から小型焼却炉廃熱を利用するバイナリー発電用の媒体として利用できることを示した。これらの事より、エネルギーの地産・地消を目指す分散型発電システム及び給湯システムの熱源として小型焼却炉からの廃熱利用の可能性を示すことができた。

Small 焼 it is の within the furnace smoke tu ガ ス か ら の 廃 hot back 収 の た め に, low boiling point media で あ る フ ロ ン department HFC245fa と 単 a moving media, coking water element is の Propane あ る い は Butane と HFC245fa と の mass fraction 50% の mixed dynamic media を cooperation with い た 廃 hot back 収 シ ス テ ム の の heat exchanger design Calculate the possibility of を lines を, sending electricity and giving soup システム <s:1> に を て検 て検 て検 seek た. But be interstate に using で き る 焼 furnace smoke into the mouth の row ガ が ス temperature about 800 ℃ で あ り, heat 廃 back 収 heat exchanger inward and outward moving の media と の temperature pressure and を び mass flow calculation conditions と し て and え, smoke tu の row ガ ス の temperature distribution, heat exchanger, necessary な の media の temperature distribution in heat exchanger long さ を heat exchanger design シ ミ ュ レ ー シ ョ Youdaoplaceholder0 プログラムによ use the exponent to calculate た. This calculation conditions で back 収 で き る heat の calculation numerical は で largest 10 kw で あ り, heat exchanger 12.7 ㎜ の diameter, diameter 10.7 ㎜ で spiral Angle of 5 °, screw diameter 300 ㎜ と し は た occasions, long necessary な さ は へ within 15 m and smoke の set high さ は 1.3 m と な り, want to set し て い る smoke 300 ㎜ の diameter, high さ 2.5 m The に set で る る る result となった. ま た, calculating で ら れ た 15 m の spiral tube heat exchanger を attempt し, media と し て water を use い て ポ ン プ cycle ル ー プ に よ り を pressure loss measurement し, small pressure loss は さ い こ と を confirm し た. さ ら に, Refprop に よ り actuation media の temperature T と than エ ン ト ロ ピ ー s の t-s line 図 を し, consummate 廃 hot 収 back pressure within the heat exchanger を 1 MPa and び 2 MPa, complex water (condensation) pressure 0.1 MPa と を し た ラ ン キ ン サ イ ク ル を beg し 検, HFC245fa 単 a media と, Butane と は HFC245fa の mixed media, temperature と pressure の masato is か ら small 焼 are furnace heat 廃 を utilizing す る バ イ ナ リ ー 発 electricity use の media と し て using で き る こ と を shown し た. こ れ ら の matter よ り, エ ネ ル ギ ー の property, to eliminate を refers す dispersible 発 electric シ ス テ ム and び soup シ ス テ ム の heat source と し て but small 焼 furnace か ら の 廃 heat utilization possibility の を shown す こ と が で き た.

项目成果

小型焼却炉からの廃熱回収用熱交換器の設計

小型焚烧炉余热回收换热器设计

• 发表时间: 2014
• 期刊: 九州地区総合技術研究会 in 長崎大学 報告集
• 作者: Tomoyuki Araya;Kazuo Kasahara;Shingo Nishikawa;Hideharu Kimura;Takashi Sone;Hideo Nagae;Yoshio Ikehata;Isamu Nagano;Masaki Fujimura;屋良 朝康;上杉一秀;屋良 朝康
• 通讯作者: 屋良 朝康

廃熱回収熱交換器の設計

余热回收换热器设计

• 发表时间: 2014
• 期刊: 平成25年度実験・実習技術研究会 in イーハトーブいわて概要集
• 作者: Tomoyuki Araya;Kazuo Kasahara;Shingo Nishikawa;Hideharu Kimura;Takashi Sone;Hideo Nagae;Yoshio Ikehata;Isamu Nagano;Masaki Fujimura;屋良 朝康
• 通讯作者: 屋良 朝康