آنچه که یک اکونومایزر بویلر در واقع انجام می دهد
دیگهای صنعتی معمولاً گازهای دودکش را در دمای 200 تا 400 درجه سانتیگراد تخلیه میکنند - گرمایی که اگر چیزی آن را نگیرد، به سادگی از پشته خارج میشود. الف محلول بازیابی حرارت اکونومایزر بویلر یک مبدل حرارتی است که در آن مسیر اگزوز نصب شده است. گاز داغ دودکش را قطع می کند و آن انرژی را قبل از رسیدن به اواپراتور به آب تغذیه ورودی منتقل می کند.
نتیجه: آب تغذیه به جای سرد از قبل گرم شده وارد درام دیگ می شود، بنابراین مشعل کار کمتری برای تولید بخار انجام می دهد. فیزیک ساده است - هر 40 درجه فارنهایت (22 درجه سانتیگراد) کاهش دمای گاز دودکش راندمان دیگ بخار را تقریباً 1٪ افزایش می دهد. . این اصل واحد این است که چرا اکونومایزرها تجهیزات استاندارد در عملیات صنعتی جدی هستند.
اعداد واقعی: صرفه جویی در سوخت و بازپرداخت
بر اساس داده های وزارت انرژی ایالات متحده، یک اکونومایزر آب تغذیه با اندازه مناسب مصرف سوخت را کاهش می دهد. 5-10٪ و معمولاً در کمتر از دو سال هزینه خود را پرداخت می کند. برای تاسیساتی که یک دیگ بخار 100 MMBtu/hr با دمای پشته 500 درجه فارنهایت کار می کند، گرمای قابل بازیافت به تنهایی می تواند به 4 تا 5 MMBtu/hr برسد - انرژی که قبلا هدر رفته بود.
اکونومایزرهای متراکم فشار بیشتری می دهند و دمای گاز دودکش را به اندازه کافی پایین می آورند تا بخار آب در اگزوز متراکم شود. این تغییر فاز 1000 BTU/lb بخار آب اضافی را بازیابی میکند و کل صرفهجویی در سوخت را در شرایط بهینه به بیش از 10 درصد میرساند. معاوضه: واحدهای متراکم به مواد مقاوم در برابر خوردگی و یک جریان سیال فرآیند به اندازه کافی خنک برای جذب گرمای بازیافتی نیاز دارند.
برای بیشتر بویلرهای صنعتی - زغال سنگ، گاز یا زیست توده - استاندارد غیر متراکم اکونومایزر دودکش دم دیگ بخار نقطه شروع عملی است، با دمای ورودی گاز دودکش بین 120 تا 400 درجه سانتیگراد و آب تغذیه به عنوان وسیله گرمایش.
اکونومایزر بویلر صنعتی: سه نوع کاربرد اصلی
همه جریان های گاز دودکش برابر نیستند. طراحی اکونومایزر باید با منبع مطابقت داشته باشد:
- گاز دودکش دم بویلر: رایج ترین پیکربندی. گرما را از اگزوزهای دیگ بخار با سوخت زغال سنگ، گاز و زیست توده در دمای 120 تا 400 درجه سانتی گراد بازیابی می کند. پیش گرم کردن آب تغذیه عملکرد اصلی است. بستههای لولههای بالهای سطح سطح را در فضای فشرده به حداکثر میرسانند.
- گاز دودکش کوره صنعتی: اگزوز کوره های سرامیکی در دمای 500-600 درجه سانتیگراد. کوره های شیشه ای در دمای 400 تا 500 درجه سانتیگراد. این جریان ها گرد و غبار و ذرات تهاجمی را حمل می کنند، بنابراین طرح های اکونومایزر گاز دودکش کوره برای رسیدگی به رسوب گیری نیاز به دوده دمیدن تقویت شده، آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی و گام لوله گسترده تر است.
- گاز دودکش تجهیزات فرآیند: بخاری های پالایشگاهی، راکتورهای شیمیایی و برج های سنتز زغال سنگ به متانول در دمای 250 تا 400 درجه سانتی گراد کار می کنند و ممکن است گازهای قابل اشتعال یا خورنده حمل کنند. ساخت و ساز ضد انفجار و پیکربندی های مهر و موم شده الزامی است.
تطبیق نوع اکونومایزر با منبع گاز دودکش - دما، بار گرد و غبار و ترکیب شیمیایی آن - تعیین می کند که آیا واحد سودهای بازده رتبه بندی شده خود را ارائه می دهد یا به یک تعهد تعمیر و نگهداری تبدیل می شود.
اکونومایزر دیگ بخار زباله: بازیابی گرما از اگزوز فرآیند
یک اکونومایزر دیگ بخار حرارتی هدر رفته در یک سیستم تولید کننده بخار بازیابی گرما (HRSG) گستردهتر عمل میکند و انرژی حرارتی را از اگزوزهای فرآیند صنعتی - گازهای خارج از کوره، خروجیهای راکتور گرمازا، و جریانهای خروجی موتور - به جای یک پشته دیگ بخار جذب میکند.
ماژول اکونومایزر در پایین دست بخش اواپراتور در یک HRSG قرار دارد و گرمای با درجه پایین باقیمانده را برای پیش گرم کردن آب تغذیه قبل از ورود به بخش تولید بخار استخراج می کند. این استخراج حرارتی مرحلهای به این معنی است که سیستم حداکثر انرژی را از یک جریان اگزوز میگیرد. در نیروگاه های سیکل ترکیبی، این پیکربندی برای دستیابی به راندمان کلی نیروگاه بیش از 50 درصد مرکزی است.
برای کارخانههای تصفیه زباله و تأسیسات شیمیایی که در آن دما و نرخ جریان اگزوز در نوسان است، طرحهای اکونومایزر مدولار که میتوانند مرحلهبندی شوند یا دور زده شوند، انعطافپذیری عملیاتی را بدون به خطر انداختن بازده بازیابی فراهم میکنند.
کاهش انتشار: مزیت سازگاری
سوزاندن سوخت کمتر فقط یک داستان هزینه عملیاتی نیست - به طور مستقیم انتشار CO2، NOₓ و ذرات ناشی از همان فرآیند احتراق را کاهش می دهد. برای تأسیسات تحت دستورات کاهش کربن یا تشدید محدودیت انتشار پشته، یک اکونومایزر فضای انطباق قابل اندازه گیری را بدون تغییر فرآیند ارائه می دهد.
کاهش 7 درصدی سوخت در دیگ های صنعتی متوسط به معنای اجتناب از صدها تن CO2 سالانه است. برای شرکتهایی که به سمت اهداف بیطرفی کربن کار میکنند، این یک مشارکت ملموس و قابل حسابرسی است – نه یک تعدیل حسابداری.
قبل از تعیین اکونومایزر چه چیزی را باید تأیید کرد
چهار پارامتر تعیین می کنند که آیا یک اکونومایزر مطابق انتظار عمل خواهد کرد یا خیر:
- دمای ورودی گاز دودکش و سرعت جریان - بودجه حرارتی موجود را تنظیم می کند.
- دمای ورودی آب تغذیه - دیفرانسیل دما را تعیین می کند که باعث انتقال حرارت می شود.
- گرد و غبار و ترکیب شیمیایی گازهای دودکش - الزامات سیستم انتخاب مواد و تمیز کردن را هدایت می کند.
- حداقل دمای مجاز خروجی پشته - از تراکم نقطه شبنم اسیدی در کانال پایین دست در صورت کارکرد در حالت غیر متراکم جلوگیری می کند.
این چهار ورودی به مهندسان امکان محاسبه گرمای قابل بازیافت (Q = m × Cp × ΔT)، اندازه سطح انتقال حرارت، و انتخاب مواد لوله را می دهد - چه فولاد کربنی برای گاز تمیز با دمای متوسط، چه فولاد آلیاژی برای کاربردهای با گرد و غبار، درجه حرارت بالا یا خورنده.
نادیده گرفتن تجزیه و تحلیل ترکیب گاز دودکش رایج ترین خطای مشخصات است. واحدی که برای خروجی گاز طبیعی تمیز طراحی شده است، به سرعت روی بیوماس یا گاز دودکش کوره بدون فاصله بالههای مناسب و مواد دودهدم آلوده میشود.
خط پایین
اکونومایزر بویلر یکی از سرمایهگذاریهای با بهرهوری با بالاترین بازده در دسترس برای اپراتورهای دیگهای بخار است. مکانیسم زیربنایی - جذب گرمایی که قبلاً تولید شده بود و در غیر این صورت تلف می شد - به هیچ تغییری در فرآیند احتراق نیاز ندارد و هیچ ورودی انرژی جدیدی اضافه نمی کند. کاهش 5 تا 10 درصدی سوخت، ترکیبات را در هر ساعت کار ارائه می دهد. برای تأسیساتی که بویلرها به طور مداوم کار می کنند، این محاسبات به سرعت افزایش می یابد.
کلید تعیین پیکربندی مناسب برای جریان گاز دودکش واقعی است، نه اینکه همه اکونومایزرها قابل تعویض باشند. واحدهای گاز دودکش دم، واحدهای کوره کاری، و واحدهای تجهیزات فرآیندی هر کدام دارای الزامات طراحی مجزا هستند - و تطبیق درست آن چیزی است که یک دارایی بلندمدت قابل اعتماد را از یک مشکل تعمیر و نگهداری مکرر جدا می کند.
