Useimmat maakaasu- ja öljykattilat menettävät 18–22 prosenttia polttoainesyötöstään kuumana savukaasuna, joka poistuu piipusta. Teollinen kattilan ekonomaiseri ottaa talteen osan lämmöstä ja palauttaa sen syöttöveteen, mikä tarkoittaa, että poltin käyttää vähemmän polttoainetta saman höyryn tuottamiseen. Tämä tekee ekonomaiserista yhden vähiten monimutkaisimmista ja nopeimmin maksavista lämmön talteenottomenetelmistä. Seuraavat osiot käsittelevät sen toimintaa, realistisia säästöjä ja suunnittelun yksityiskohtia, jotka erottavat hyvän asennuksen huonosta.
Mikä on teollisuuskattilan ekonomaizer?
Teollinen kattilan ekonomaiseri on lämmönvaihdin, joka on asennettu kattilan poistoputkeen, höyryrummun tai tulistimen alavirtaan. Sen tehtävänä on siirtää lämpöä savukaasusta kattilan syöttöveteen ennen kuin vesi pääsee höyrystinosaan. Kun syöttövesi on esilämmitetty 100 - 200 °F, poltin tarvitsee vähemmän polttoainetta saavuttaakseen kylläisen höyryn lämpötilan, joten kattilan lämpöhyötysuhde kasvaa.
Economaisereja kutsutaan joskus savukaasujen lämmöntalteenottoyksiköiksi tai syöttöveden esilämmittimiksi. Suurissa laitoksissa ne yhdistetään usein lämmöntalteenottohöyrynkehittimeen, mutta ekonomaiseri itsessään on yksinkertainen, luotettava komponentti: kuuma kaasu putkien ulkopuolella, painevesi sisällä.
Kuinka se ottaa talteen hukkalämmön?
Teollisuuskattilan savukaasut poistuvat uunista noin 350 - 550 °F:n lämpötilassa riippuen polttoainetyypistä, ylimääräisestä ilmasta ja kattilan suunnittelusta. Economaiser sijaitsee viimeisen lämpöä absorboivan osan ja pinon välissä. Kuuman kaasun liikkuessa ripaputkien poikki lämpö siirtyy putken seinämän läpi sisällä virtaavaan syöttöveteen.
Rivat moninkertaistavat lämmönsiirtopinta-alan 3-10 kertaa paljaisiin putkiin verrattuna, mikä pitää vaihtimen kompaktina ja vähentää kaasupuolen painehäviötä. Useimmissa malleissa käytetään vastavirtavirtauskuviota: kuumin vesi kohtaa kylmimmän kaasun ulostulossa ja viilein vesi kohtaa kuumimman kaasun tuloaukossa. Tämä järjestely maksimoi keskimääräisen lämpötilaeron ja mahdollistaa alhaisemmat kaasun lämpötilat kuin yksinkertainen samanaikainen virtausasettelu.
Mitkä tehokkuusedut ovat realistisia?
Teollisuuskattilan tyypillinen palamishyötysuhde on 78-82 prosenttia, mikä tarkoittaa, että 18-22 prosenttia polttoaineenergiasta menee pois pakokaasun mukana. Hyvän kokoinen ekonomaiseri voi saada takaisin 30-50 prosenttia käytettävissä olevasta pinon menetyksestä. Käytännössä tämä tarkoittaa 2-5 prosenttiyksikön kattilan hyötysuhteen nousua ja vastaavaa polttoaineenkulutuksen laskua.
100 000 lb/h kattilalla, joka toimii 8 000 tuntia vuodessa, 3 prosentin hyötysuhde voi säästää useita satoja tuhansia dollareita vuodessa riippuen polttoaineen hinnasta ja kuormitusprofiilista. Tarkka säästö riippuu savukaasujen ja syöttöveden lämpötilaerosta, polttoaineanalyysistä sekä siitä, toimiiko yksikkö täydellä vai osakuormalla.
| Parametri | Kondensoitumaton | Tiivistyminen |
|---|---|---|
| Pinon lämpötila | 250 - 350 °F | 100 - 150 °F |
| Tehokkuuden lisäys | 2-3 prosenttiyksikköä | 4-6 prosenttiyksikköä |
| Lämpö talteen | Vain järkevä lämpö | Tunteva plus piilevä lämpö |
| Materiaalitarve | Hiiliteräs mahdollista | Ruostumaton teräs tai vuorattu |
| Happaman kastepisteen riski | Alhainen, jos kaasun lämpötila pysyy yli 300 °F | On hallittava polttokaasuanalyysillä |
Kondensoituva vai ei-tiivistyvä: kumpi on oikein?
Kondensoitumattomat ekonomaisaattorit pitävät savukaasujen lämpötilan happaman kastepisteen yläpuolella, tyypillisesti noin 250 - 300 °F maakaasulla. Ne ovat yksinkertaisempia, halvempia ja voidaan usein rakentaa hiiliteräksestä. Talteen otettu lämpö on puhtaasti aistillista lämpöä, joka riittää monille kasveille.
Lauhdutusekonomaisaattorit jäähdyttävät savukaasut alle vesihöyryn kastepisteen, yleensä 135-150 °F, joten ne ottavat talteen myös kondensaatiolämmön. Tämä lisää tehokkuutta 2–3 pistettä. Kompromissi on korroosio: polttoaineen rikki tuottaa happoa, joka tiivistyy alhaisissa lämpötiloissa, joten vaihdin vaatii ruostumatonta terästä, duplex-seoksia tai korroosionkestävää vuorausta. Myös tyhjennys- ja neutralointijärjestelmä tarvitaan. Lauhdutusyksiköt sopivat hyvin, kun syöttövesi on kylmää ja polttoaineena puhdasta maakaasua, mutta ne eivät ole yleismaailmallinen edullinen päivitys.
Valintatekijät, jotka määräävät suorituskyvyn
Economaiserin valitseminen tarkoittaa muutakin kuin suurimman koon valitsemista. Todellinen suorituskyky riippuu lämmönvaihtimen sovittamisesta todellisiin savukaasu- ja vesiolosuhteisiin. Aloita täydellisellä polttoaineanalyysillä. Rikkipitoisuus, kosteus ja tuhka määräävät happaman kastepisteen ja likaantumisriskin. Määritä sitten tulo- ja ulostulolämpötilat molemmille puolille. Haluttu pinon lämpötila asettaa lämpötuloksen, kun taas käytettävissä oleva syöttöveden lämpötila asettaa alarajan.
Painehäviö on toinen rajoitus. Jokainen tuuma kaasupuolen painehäviö lisää vetotarvetta ja puhaltimen tehoa. Hyvä suunnittelu pysyy olemassa olevan vetovaran rajoissa tai ilmaisee tarkalleen kuinka paljon puhaltimen lisätehoa tarvitaan. Myös vesipuolen painehäviöllä on merkitystä, koska se vaikuttaa syöttövesipumpun tehoon.
Ripaputken geometria
Useimmat teollisuusekonomisaattorit käyttävät ripaputkia, koska pidennetty pinta pitää vaihtimen pienenä. Kierreripaputket ovat kompakteja ja taloudellisia, mutta jatkuva ripapolku kerää tuhkaa putken kannattimiin. H-tyyppisissä ripaputkissa on hitsattu H-muotoinen ripa, joka luo tasaisen, avoimen polun, vähentää tuhkan kertymistä ja helpottaa puhdistamista. Tuhkapitoisille polttoaineille monet insinöörit määrittelevät H-tyypin ripaputket, koska rakenne vähentää sekä eroosiota että likaantumista. Kun vertailet toimittajia, on syytä tarkistaa, miten kukin valmistaja käsittelee tämän asian. H-tyypin ripaputkimallit voidaan tarkastella vierekkäin.
H-tyypin ripaputkien toimittajat, kaksiripaisten putkien tehdas Jinker on H-tyypin ripaputkien toimittaja ja kaksoisripaputkitehdas, litteiden ripaputkien toimittaja Kiinassa, mukautettuja H-tyypin ripaputkia ... Näytä tuote → Sovellus sopii
Myös fyysinen järjestely vaikuttaa asennukseen. Pakatussa tai vesiputkikattilassa on määritelty pinon siirtymä, johon ekonomaiserin tulee mahtua. Yksikössä tulee olla tukikorvakkeet, huoltoluukut, kulkuaukot ja liitossuuttimet veden tuloa, poistoa ja viemäriä varten. Economaiserin rakentaminen vastaamaan olemassa olevaa pinoa ja kanavaa välttää kalliit kenttämuutokset. Tyypilliselle pakkauskattilalle an teollisuuden kattilan savukaasujen ekonomaiseri voidaan toimittaa modulaarisena yksikkönä, joka integroituu olemassa olevaan pakoputkeen. Siinä valmistaja, jolla on tekninen tuki, tekee eron.
Kattiloiden savukaasuekonomisaattorien toimittajat, savukaasujen ekonomisaattorien tehdas Kattilan savukaasuekonomisaattorien toimittajina ja savukaasujen ekonomaiserien tehtaana Jinker tarjoaa räätälöityä Economaiseria kattilan savukaasuille, kattilalle... Näytä tuote → Asennus- ja käyttönäkökohdat
Asennuksen laatu vaikuttaa ekonomaiserin pitkän aikavälin luotettavuuteen. Täysi ohituspelti sallii laitoksen eristää yksikön huoltoa varten ja antaa kattilan toimia, jos ekonomaiseri tarvitsee korjausta. Yksikön on oltava tyhjennettävä jäätymisen estämiseksi kylmissä ilmastoissa, ja pinossa tulee olla kulkuovet tarkastusta ja puhdistusta varten.
Järjestä veden puolelle ylipaineventtiili ja suodatinsuodatin suojaamaan putkia roskilta. Kaasupuolella nokipuhaltimet voivat olla tarpeen, jos polttoaineella on tapana likaantua. Painekotelo on suunniteltava savukaasun paineelle ja lämpötilalle, ja paisuntaliitokset on liitettävä tarvittaessa lämpökasvun hallintaan. Veden kemian hallinta on myös kriittistä: liuennut happi ja alhainen pH aiheuttavat vesialueen korroosiota, joten säilytä oikea ilmanpoisto ja hapenpoistoainetasot. Käytännössä hyvin huollettu ekonomaiseri toimii vuosikymmeniä, kun taas laiminlyöty on ensimmäinen putkivuoto kattilassa.
Teollisuuskattilaekonomaiseri on hyväksi havaittu hukkalämmön talteenottolaite. Realististen pinon lämpötila- ja syöttövesitietojen ansiosta oikein valittu yksikkö maksaa takaisin kuukausissa tai muutamassa vuodessa kuormasta ja polttoainekustannuksista riippuen. Aloita lämpömittarilla, polttoainelaskulla ja kattilahuoneesi piirustusten tarkastelulla; ne riittävät vakavan arvioinnin käynnistämiseen.
