Većina kotlova na prirodni plin i naftu gubi 18 do 22 posto svog unosa goriva jer vrući dimni plin napušta dimnjak. Ekonomajzer industrijskog kotla hvata dio te topline i vraća je u napojnu vodu, što znači da plamenik koristi manje goriva za proizvodnju iste količine pare. To čini ekonomizator jednom od najmanje kompliciranih i najbrže isplativih dostupnih mjera povrata topline. Sljedeći odjeljci pokrivaju kako funkcionira, realne uštede i detalje dizajna koji razlikuju dobru instalaciju od loše.
Što je ekonomajzer industrijskog kotla?
Ekonomajzer industrijskog kotla je izmjenjivač topline ugrađen u ispušni put kotla, nizvodno od parnog bubnja ili pregrijača. Njegov zadatak je prijenos topline iz dimnih plinova u napojnu vodu kotla prije nego što ta voda uđe u dio isparivača. Uz prethodno zagrijanu napojnu vodu za 100 do 200°F, plamenik treba manje goriva da postigne temperaturu zasićene pare, tako da se toplinska učinkovitost kotla povećava.
Ekonomizatori se ponekad nazivaju jedinicama za povrat topline dimnih plinova ili predgrijačima napojne vode. U velikim postrojenjima često se kombiniraju s generatorom pare za povrat topline, ali sam ekonomizer ostaje jednostavna, pouzdana komponenta: vrući plin na vanjskoj strani cijevi, voda pod pritiskom iznutra.
Kako vraća otpadnu toplinu?
Dimni plin iz industrijskog kotla napušta peć na otprilike 350 do 550°F, ovisno o vrsti goriva, višku zraka i dizajnu kotla. Ekonomizator se nalazi između zadnjeg dijela koji apsorbira toplinu i dimnjaka. Dok se vrući plin kreće preko rebrastih cijevi, toplina se prenosi kroz stijenku cijevi na napojnu vodu koja teče unutra.
Rebra povećavaju površinu za prijenos topline tri do deset puta u usporedbi s golim cijevima, što izmjenjivač održava kompaktnim i smanjuje pad tlaka na strani plina. Većina dizajna koristi obrazac protustrujnog protoka: najtoplija voda susreće najhladniji plin na izlazu, a najhladnija voda susreće najtopliji plin na ulazu. Ovaj raspored maksimizira prosječnu temperaturnu razliku i omogućuje niže temperature dimnog plina od jednostavnog rasporeda istovremenog protoka.
Koja su povećanja učinkovitosti realna?
Tipična učinkovitost izgaranja za industrijski kotao je 78 do 82 posto, što znači da 18 do 22 posto energije goriva odlazi van s ispušnim plinovima. Ekonomizator dobre veličine može nadoknaditi 30 do 50 posto tog dostupnog gubitka u hrpi. U praksi to znači povećanje učinkovitosti kotla od 2 do 5 postotnih bodova i odgovarajuće smanjenje potrošnje goriva.
Za kotao od 100.000 lb/h koji radi 8.000 sati godišnje, dobitak učinkovitosti od 3 posto može uštedjeti nekoliko stotina tisuća dolara godišnje, ovisno o cijeni goriva i profilu opterećenja. Točna ušteda ovisi o temperaturnoj razlici između dimnih plinova i napojne vode, analizi goriva i radi li jedinica s punim ili djelomičnim opterećenjem.
| Parametar | Bez kondenzacije | Kondenzirajući |
|---|---|---|
| Temperatura dimnjaka | 250 do 350°F | 100 do 150°F |
| Dobitak učinkovitosti | 2 do 3 postotna boda | 4 do 6 postotnih bodova |
| Oporavljena toplina | Samo osjetljiva toplina | Osjetna plus latentna toplina |
| Materijalni zahtjev | Moguć ugljični čelik | Nehrđajući čelik ili obložen |
| Rizik od kiselog rosišta | Niska ako plin ostane iznad 300°F | Mora se upravljati analizom gorivnog plina |
Kondenzirajući ili nekondenzirajući: što je ispravno?
Nekondenzacijski ekonomizatori održavaju temperaturu dimnih plinova iznad točke kiselog rosišta, obično oko 250 do 300°F za prirodni plin. Jednostavniji su, jeftiniji i često se mogu izraditi od ugljičnog čelika. Dobivena toplina je čisto osjetna toplina, koja je dovoljna za mnoge biljke.
Kondenzacijski ekonomizatori hlade dimni plin ispod točke rosišta vodene pare, obično 135 do 150°F, tako da također vraćaju latentnu toplinu kondenzacije. To dodaje još 2 do 3 boda učinkovitosti. Kompromis je korozija: sumpor u gorivu proizvodi kiselinu koja se kondenzira na nižim temperaturama, tako da izmjenjivač zahtijeva nehrđajući čelik, duplex legure ili obloge otporne na koroziju. Također je potreban sustav odvoda i neutralizacije. Kondenzacijske jedinice dobro odgovaraju kada je napojna voda hladna, a gorivo čisti prirodni plin, ali nisu univerzalna jeftina nadogradnja.
Čimbenici odabira koji odlučuju o izvedbi
Odabir ekonomajzera znači više od odabira najveće veličine. Stvarni učinak ovisi o usklađivanju izmjenjivača topline sa stvarnim uvjetima dimnih plinova i vode. Počnite s kompletnom analizom goriva. Sadržaj sumpora, vlaga i pepeo određuju kiselo rosište i rizik od onečišćenja. Zatim definirajte ulaznu i izlaznu temperaturu s obje strane. Željena temperatura dimnjaka postavlja toplinski učinak, dok dostupna temperatura napojne vode postavlja donju granicu.
Pad tlaka je drugo ograničenje. Svaki centimetar pada tlaka na strani plina povećava zahtjeve za propuhom i snagu ventilatora. Dobar dizajn ostaje unutar postojećeg dopuštenog propuha ili točno navodi koliko je dodatne snage ventilatora potrebno. Pad tlaka na strani vode također je važan jer utječe na kapacitet pumpe napojne vode.
Rebrasta geometrija cijevi
Većina industrijskih ekonomizatora koristi rebraste cijevi jer proširena površina čini izmjenjivač malim. Cijevi sa spiralnim rebrima su kompaktne i ekonomične, ali kontinuirani put rebara skuplja pepeo na nosačima cijevi. Rebraste cijevi H-tipa koriste zavareno rebro u obliku slova H koje stvara ravnu, otvorenu stazu, smanjujući taloženje pepela i olakšavajući čišćenje. Za goriva s visokim udjelom pepela, mnogi inženjeri određuju rebraste cijevi tipa H jer dizajn smanjuje i eroziju i onečišćenje. Kada uspoređujete dobavljače, vrijedi provjeriti kako svaki proizvođač rješava ovu točku; Dizajn rebrastih cijevi tipa H mogu se pregledati jedan pored drugog.
Dobavljači rebrastih cijevi tipa H, Tvornica rebrastih cijevi Jinker je dobavljač cijevi s orebrenim tipom H i tvornica cijevi s dvostrukim rebrima, dobavljači cijevi s ravnim rebrima u Kini, prilagođenih cijevi s rebrima H tipa ... Pogledajte proizvod → Aplikacija Fit
Fizički raspored također utječe na instalaciju. Pakirani ili kotao s vodenom cijevi ima definiran prijelaz u dimnjak gdje mora stati ekonomajzer. Jedinica bi trebala uključivati potporne ušice, pristupna vrata, prolaze i spojne mlaznice za dovod, odvod i odvod vode. Izgradnjom ekonomajzera koji odgovara postojećem dimnjaku i kanalima izbjegavaju se skupe modifikacije na terenu. Za tipični paketni kotao, an industrijski kotlovski rep ekonomajzer dimnih plinova može se isporučiti kao modularna jedinica koja se integrira s postojećim ispušnim putem. Tu proizvođač s inženjerskom podrškom čini razliku.
Dobavljači ekonomajzera dimnih plinova za bojlere, Tvornica ekonomajzera dimnih plinova Kao dobavljači ekonomizatora dimnih plinova u kotlovima i tvornica ekonomizatora dimnih plinova, Jinker nudi prilagođeni ekonomajzer za dimni plin u kotlu, kotlovski... Pogledajte proizvod → Razmatranja o instalaciji i radu
Kvaliteta ugradnje utječe na dugoročnu pouzdanost ekonomajzera. Prigušivač pune premosnice omogućuje postrojenju da izolira jedinicu radi održavanja i omogućuje rad kotla ako je potrebno popraviti ekonomajzer. Jedinica mora imati mogućnost odvodnje kako bi se spriječilo smrzavanje u hladnim klimatskim uvjetima, a dimnjak bi trebao imati pristupna vrata uzvodno i nizvodno za pregled i čišćenje.
Na strani vode osigurajte sigurnosni ventil i cjedilo filtera za zaštitu cijevi od krhotina. Što se tiče plina, mogu biti potrebni puhači čađe ako je gorivo sklono zaprljanju. Tlačno kućište mora biti projektirano za tlak i temperaturu dimnih plinova, s dilatacijskim spojevima gdje je to potrebno za podnošenje toplinskog rasta. Kontrola kemije vode također je kritična: otopljeni kisik i nizak pH uzrokuju koroziju vode, stoga održavajte odgovarajuću razinu deaeracije i hvatača kisika. U praksi, dobro održavan ekonomajzer radi desetljećima, dok zapušteni postaje prva curenje cijevi u kotlu.
Ekonomajzer industrijskog kotla dokazan je uređaj za povrat otpadne topline. S realnim podacima o temperaturi dimnjaka i napojnoj vodi, pravilno odabrana jedinica isplatit će se za nekoliko mjeseci do nekoliko godina, ovisno o opterećenju i cijeni goriva. Počnite s dimnim termometrom, računom za gorivo i pregledom crteža vaše kotlovnice; to je dovoljno za pokretanje ozbiljne evaluacije.
