На металургійному майданчику ArcelorMittal у місті Гент реалізується один із найбільш показових проєктів застосування високотемпературних промислових теплових насосів для декарбонізації важкої промисловості. У межах європейської ініціативи HURRICANE компанія HEATEN постачає тепловий насос нового покоління для утилізації надлишкового тепла сталеплавильного виробництва.
Проєкт спрямований на перетворення металургійного підприємства у міжгалузевий циркулярний енергетичний хаб із використанням промислового відпрацьованого тепла для внутрішніх процесів та систем централізованого теплопостачання.
Технологічна концепція проєкту
У рамках проєкту передбачено відбір низько- та середньотемпературного відпрацьованого тепла сталеплавильних процесів і його підвищення до корисного температурного рівня за допомогою високотемпературного теплового насоса. Отримане тепло використовується для живлення нової тепломережі та внутрішніх споживачів підприємства.
Технологія дозволяє перетворювати «низькопотенційне» тепло металургійних процесів у стабільне джерело високотемпературної енергії для промислових і комунальних потреб.
Основне обладнання
Для реалізації проєкту обрано тепловий насос:
- модель: HeatBooster HBL16
- тип компресора: поршневий високотемпературний
- сегмент потужності: однозначні та двозначні значення МВт
- модульна архітектура для масштабування
- безперервна робота у промисловому режимі
Зазначено, що це «найбільший поршневий високотемпературний промисловий тепловий насос», призначений для роботи у мегаватному діапазоні, який традиційно займали гвинтові або турбокомпресорні системи.
Схема інтеграції теплового насоса
Типова схема інтеграції рішення на металургійному майданчику включає:
Джерела низькопотенційного тепла
- охолоджувальні контури доменного виробництва
- газоочисні системи
- технологічні водяні цикли
- димові гази допоміжних агрегатів
- процеси безперервного лиття
Вузол теплового насоса
- теплообмінник відбору тепла
- високотемпературний компресійний цикл
- система регулювання навантаження
- буферні ємності та інтеграція з утилітами
Споживачі високотемпературного тепла
- технологічна пара
- підігрів технологічної води
- підігрів повітря горіння
- системи сушіння
- зовнішня районна тепломережа
Формування промислового вузла повторного використання теплової енергії
Проєкт передбачає створення інтегрованої системи повторного використання теплової енергії, у якій металургійне підприємство виступає джерелом вторинного тепла для внутрішніх та зовнішніх споживачів.
Основні елементи такого вузла:
- централізований збір вторинних теплових потоків
- підвищення температури за допомогою теплового насоса
- балансування попиту та пропозиції тепла
- інтеграція з зовнішньою тепломережею
- цифрове управління потоками енергії
Такий підхід дозволяє сформувати промислову систему повторного використання теплової енергії з мінімальними втратами.
Енергетичний ефект
Впровадження теплового насоса забезпечує:
- утилізацію надлишкового тепла металургійного виробництва
- зменшення споживання природного газу
- підвищення енергоефективності підприємства
- стабільне джерело високотемпературного тепла
- можливість постачання тепла до міської інфраструктури
Значення для розвитку промислових теплових насосів
Проєкт демонструє можливість масштабного застосування теплових насосів у:
- чорній металургії
- хімічній промисловості
- цементній галузі
- нафтопереробці
- харчовій промисловості
Особливістю рішення є поєднання високої температури, мегаватної потужності та інтеграції у безперервний промисловий процес.
Висновки
Реалізація проєкту на майданчику ArcelorMittal у Гент демонструє ефективність створення промислового вузла повторного використання теплової енергії на базі високотемпературних теплових насосів.
Такий підхід відкриває можливості масштабування технології для металургійних підприємств України та інтеграції промислових джерел тепла у системи централізованого теплопостачання.