Большинство котлов, работающих на природном газе и жидком топливе, теряют от 18 до 22 процентов потребляемого топлива из-за выхода горячих дымовых газов из дымовой трубы. Экономайзер промышленного котла улавливает часть этого тепла и возвращает его в питательную воду, что означает, что горелка использует меньше топлива для производства той же мощности пара. Это делает экономайзер одним из наименее сложных и наиболее быстроокупаемых способов рекуперации тепла. В следующих разделах рассказывается о том, как это работает, о реальной экономии и деталях конструкции, которые отличают хорошую установку от плохой.
Что такое экономайзер промышленного котла?
Экономайзер промышленного котла — это теплообменник, установленный на выхлопном тракте котла после парового барабана или пароперегревателя. Его задача заключается в передаче тепла от дымовых газов питательной воде котла до того, как эта вода попадет в секцию испарителя. Поскольку питательная вода предварительно нагрета на 100–200°F, горелке требуется меньше топлива для достижения температуры насыщенного пара, поэтому тепловой КПД котла увеличивается.
Экономайзеры иногда называют установками рекуперации тепла дымовых газов или подогревателями питательной воды. На крупных предприятиях их часто комбинируют с парогенератором-утилизатором, но сам экономайзер остается простым и надежным компонентом: горячий газ снаружи труб, вода под давлением внутри.
Как он рекуперирует отходящее тепло?
Дымовые газы промышленного котла покидают печь при температуре примерно от 350 до 550°F, в зависимости от типа топлива, избытка воздуха и конструкции котла. Экономайзер расположен между последней теплопоглощающей секцией и батареей. Когда горячий газ движется по оребренным трубам, тепло передается через стенку трубы питательной воде, текущей внутри.
Ребра увеличивают площадь поверхности теплопередачи в три-десять раз по сравнению с голыми трубками, что сохраняет компактность теплообменника и снижает падение давления на стороне газа. В большинстве конструкций используется противоток: самая горячая вода встречается с самым холодным газом на выходе, а самая холодная вода встречается с самым горячим газом на входе. Такое расположение максимизирует среднюю разницу температур и обеспечивает более низкие температуры дымовых газов, чем простая схема с прямоточным потоком.
Какой прирост эффективности реален?
Типичная эффективность сгорания промышленного котла составляет от 78 до 82 процентов, что означает, что с выхлопами уходит от 18 до 22 процентов энергии топлива. Экономайзер хорошего размера может компенсировать от 30 до 50 процентов имеющихся потерь в стеке. На практике это означает повышение эффективности котла на 2–5 процентных пунктов и соответствующее снижение расхода топлива.
Для котла производительностью 100 000 фунтов/ч, работающего 8 000 часов в год, повышение эффективности на 3 процента может сэкономить несколько сотен тысяч долларов ежегодно в зависимости от цены на топливо и профиля нагрузки. Точная экономия зависит от разницы температур между дымовым газом и питательной водой, анализа топлива, а также от того, работает ли установка с полной или частичной нагрузкой.
| Параметр | без конденсации | Конденсация |
|---|---|---|
| Температура стека | от 250 до 350°F | от 100 до 150°F |
| Повышение эффективности | 2–3 процентных пункта | от 4 до 6 процентных пунктов |
| Тепло рекуперировано | Только ощутимое тепло | Ощутимое плюс скрытое тепло |
| Требование к материалу | Возможно углеродистая сталь | Нержавеющая сталь или футеровка |
| Риск кислой точки росы | Низкий, если температура газа превышает 300°F. | Необходимо контролировать с помощью анализа топливного газа |
Конденсирующий или неконденсирующий: что лучше?
Неконденсационные экономайзеры поддерживают температуру дымовых газов выше точки кислой росы, обычно от 250 до 300°F для природного газа. Они проще, дешевле и часто могут быть изготовлены из углеродистой стали. Утилизированное тепло представляет собой чисто ощутимое тепло, которого достаточно для многих растений.
Конденсационные экономайзеры охлаждают дымовые газы ниже точки росы водяного пара, обычно от 135 до 150°F, поэтому они также рекуперируют скрытую теплоту конденсации. Это добавляет еще 2–3 очка эффективности. Компромиссом является коррозия: сера в топливе образует кислоту, которая конденсируется при более низких температурах, поэтому для теплообменника требуется нержавеющая сталь, дуплексные сплавы или коррозионностойкая футеровка. Также необходима система слива и нейтрализации. Конденсаторные агрегаты хорошо подходят, когда питательная вода холодная, а топливом является чистый природный газ, но они не являются универсальной и недорогой модернизацией.
Факторы выбора, определяющие производительность
Выбор экономайзера означает нечто большее, чем просто выбор наибольшего размера. Реальная производительность зависит от соответствия теплообменника реальным условиям дымовых газов и воды. Начните с полного анализа топлива. Содержание серы, влажность и зольность определяют кислотную точку росы и риск загрязнения. Затем определите температуры на входе и выходе с обеих сторон. Желаемая температура дымовой трубы определяет тепловую нагрузку, а доступная температура питательной воды устанавливает нижний предел.
Падение давления является вторым ограничением. Каждый дюйм падения давления на стороне газа увеличивает требования к тяге и мощности вентилятора. Хороший проект не выходит за рамки существующих допусков на тягу или точно указывает, сколько дополнительной мощности вентилятора требуется. Падение давления на стороне воды также имеет значение, поскольку оно влияет на производительность насоса питательной воды.
Геометрия ребристой трубы
В большинстве промышленных экономайзеров используются оребренные трубы, поскольку благодаря расширенной поверхности теплообменник имеет небольшие размеры. Трубы со спиральными оребрениями компактны и экономичны, но непрерывный путь ребер собирает золу на опорах труб. В ребристых трубах H-типа используется сварное ребро Н-образной формы, которое создает ровный открытый путь, уменьшая отложение золы и облегчая очистку. Для высокозольного топлива многие инженеры используют оребренные трубы H-типа, поскольку такая конструкция снижает как эрозию, так и загрязнение. Когда вы сравниваете поставщиков, стоит проверить, как каждый производитель справляется с этим вопросом; Конструкции с оребренными трубами H-типа можно рассматривать параллельно.
Поставщики ребристых труб типа H, Завод двухребристых труб Jinker является поставщиком ребристых труб типа H и заводом по производству двухоребренных труб, поставщиками плоских ребристых труб в Китае, ребристыми трубами типа H на заказ ... Посмотреть продукт → Приложение подходит
Физическое расположение также влияет на установку. Компактный или водотрубный котел имеет определенный переход в дымовой трубе, куда должен поместиться экономайзер. Устройство должно включать в себя опорные проушины, дверцы доступа, люки и соединительные патрубки для входа, выхода и слива воды. Создание экономайзера в соответствии с существующей дымовой трубой и воздуховодами позволяет избежать дорогостоящих модификаций на месте. Для типичного котла Экономайзер дымовых газов промышленного котла может поставляться в виде модульного блока, который интегрируется с существующим выхлопным трактом. Именно здесь производитель с технической поддержкой имеет значение.
Поставщики экономайзеров дымовых газов котлов, Завод экономайзеров дымовых газов В качестве поставщиков экономайзеров дымовых газов котлов и фабрики экономайзеров дымовых газов компания Jinker предлагает индивидуальный экономайзер для дымовых газов котлов, котлов... Посмотреть продукт → Рекомендации по установке и эксплуатации
Качество установки влияет на долгосрочную надежность экономайзера. Полностью перепускная заслонка позволяет установке изолировать агрегат для проведения технического обслуживания и позволяет котлу работать, если экономайзер нуждается в ремонте. Устройство должно быть дренажным, чтобы предотвратить замерзание в холодном климате, а дымовая труба должна иметь дверцы доступа вверх и вниз по потоку для осмотра и очистки.
На стороне воды установите предохранительный клапан и сетчатый фильтр для защиты трубок от мусора. Что касается газа, то, если топливо имеет тенденцию к загрязнению, могут потребоваться сажеобдувочные устройства. Корпус высокого давления должен быть рассчитан на давление и температуру дымовых газов, а при необходимости иметь компенсаторы для предотвращения теплового расширения. Контроль химического состава воды также имеет решающее значение: растворенный кислород и низкий уровень pH вызывают коррозию на воде, поэтому поддерживайте надлежащий уровень деаэрации и поглотителя кислорода. На практике исправный экономайзер работает десятилетиями, а запущенный становится первой течью трубок котла.
Экономайзер промышленного котла — проверенное устройство для рекуперации отходящего тепла. При реалистичных данных о температуре дымовой трубы и питательной воде правильно выбранная установка окупится от месяцев до нескольких лет, в зависимости от нагрузки и стоимости топлива. Начните с термометра, счета за топливо и просмотра чертежей вашей котельной; этого достаточно, чтобы начать серьезную оценку.
