Икономайзери за котли: Възстановяване на топлината от димните газове за повишаване на ефективността е изследване на топлообменника, монтиран в изпускателния трак на котела, който улавя отпадъчната топлина от горещите димни газове и я използва за предварително подгряване на входящата вода.
Като повишава температурата на входящата вода преди да достигне барабана на котела, икономайзерът намалява горивото, необходимо за довеждане на тази вода до насищане, повишавайки общата топлинна ефективност с няколко процентни пункта при типичен индустриален или енергиен котел.
Димните газове, напускащи основните конвективни секции на котела, все още съдържат значителна чувствителна топлина, често от 200 до 350 градуса Целзий. Икономайзерът е пакет с ребра или с гладки тръби, поставен в този газов поток.
Входящата вода тече през тръбите, докато димните газове преминават покрай тях, прехвърляйки топлина в противоток, така че най-студената вода да се срещне с най-хладния газ. Тази възстановена енергия иначе би излязла през комина като загуба.
Понеже икономайзерът се намира в студения край на газовия път, той работи при най-ниските метални температури в котела, което именно определя нуждата от контрол на корозията при проектирането му.
Често използвано приближено правило в практиката гласи, че ефективността на котела се подобрява приблизително с един процент за всяко понижение от 20 градуса Целзий на температурата на димните газове. При котел, изхвърлящ при 300 градуса Целзий, понижаване на температурата на комина с 100 градуса може следователно да върне около пет процента икономия на гориво. Връзката не е напълно линейна, но е достатъчно точна за очертаване на възможностите при модернизация или за преценка дали замърсен икономайзер си струва да бъде почистен.
| Понижение на температурата на димните газове (°C) | Приблизително повишение на ефективността (%) |
|---|---|
| 20 | 1.0 |
| 40 | 2.0 |
| 60 | 3.0 |
| 100 | 5.0 |
Твърдото ограничение за това колко може да падне температурата на димните газове е киселинната точка на оросяване. Когато горивата съдържат сяра, горенето произвежда серен диоксид, част от който се окислява до серен триоксид и се комбинира с водната пара, образувайки газообразна серна киселина. Ако някоя метална повърхност спадне под киселинната точка на оросяване, тази киселина се кондензира и атакува стоманата. Това е корозия в студената част. Точката на оросяване се повишава рязко с увеличаването на съдържанието на сяра в горивото, затова тежкото горивно масло изисква значително по-високи минимални метални температури в сравнение с чистия природен газ.
| Гориво | Типично съдържание на сяра | Приблизителна киселинна точка на оросяване (°C) |
|---|---|---|
| Природен газ | Незначително | Под 100 (определяща е точката на оросяване на водата) |
| Леки горивни масла | Ниско | 120, 130 |
| Тежки горивни масла | Високо | 140, 160 |
| Въглища | Променливо | 120, 150 |
Некондензиращ икономайзер е оразмерен така, че всички метални повърхности да останат безопасно над киселинната точка на оросяване, затова той възстановява само чувствителната топлина и оставя водната пара в димните газове непроменена.
Кондензиращ икономайзер умишлено довежда температурата на димните газове под точката на оросяване на водата, за да освободи латентната топлина на изпарението, която дава допълнителен скок в ефективността, но изисква корозионно-устойчива конструкция като неръждаема стомана или покрити тръби и дренаж за киселинния кондензат.
Кондензиращите решения са най-практични при нискосярни горива, преди всичко природен газ, където киселинната точка на оросяване е ниска и възстановената латентна топлина е значителна.
Два проблема с отлаганията доминират при поддръжката на икономайзера:
Устройства за издухване на сажди, периодично офлайн почистване на газовата страна и дисциплинирана водна обработка са рутинните защити. Издухването на сажди също трябва да се балансира с измиването на студен метал от киселинния кондензат.
Надеждността на икономайзера е неотделима от химията на входящата вода. Разтвореният кислород ускорява корозията в студената част, затова правилната деаерация е съществена, както е подробно описано в нашия наръчник за деаератора и водата за котела .
Контролът на твърдостта предотвратява образуването на отлагания от водната страна, а контролираното изпускане на котела (blowdown) поддържа разтворените твърди вещества в граници, за да не се утаяват по повърхностите на икономайзера. Третирайте икономайзера, деаератора и режима на изпускане като еднацепна химическа верига, а не като изолирани компоненти.
Състоянието на икономайзера най-добре се следи чрез трендирани данни: температура на комина, пад на налягане от газовата страна и температура на изходящата входяща вода заедно разкриват замърсяване или отлагания много преди загубите в ефективността да станат очевидни.
Екипи, които регистрират тези показания заедно с констатациите от инспекциите в CMMS като Fabrico, могат да насрочват почистване въз основа на доказателства, а не по фиксиран календар, и да сигнализират при всяко отклонение към киселинната точка на оросяване преди да започне корозия.
Запишете демонстрация на Fabrico , за да видите как тенденциите в състоянието и работните поръчки се свързват.
Зависи от това колко топлина е налична в димните газове и колко ниско безопасно може да се понижи температурата. Използвайки правилото за около един процент на 20 градуса Целзий понижение на температурата на димните газове, добре прилаган икономайзер обикновено връща четири до седем процента, като кондензиращите конструкции на природен газ възстановяват допълнително чрез латентната топлина.
Защото киселинната точка на оросяване поставя долна граница. При горива, съдържащи сяра, охлаждането на която и да е метална повърхност под тази точка води до кондензация на серна киселина и причинява корозия в студената част. Само кондензиращи икономайзери, изградени от корозионно-устойчиви материали и обикновено използвани при нискосярни горива, могат безопасно да работят под тази граница.
Замърсяване от газовата страна от сажди и пепел, отлагания от водната страна от твърдостта на входящата вода и корозия в студената част, когато металът спадне под киселинната точка на оросяване. Издухване на сажди, офлайн почистване и добра обработка на входящата вода решават всички три проблема.
Да, и често повече, отколкото при високосярни горива. Природният газ има незначително съдържание на сяра, така че киселинната точка на оросяване е ниска и кондензиращият икономайзер може да възстанови както латентната, така и чувствителната топлина, давайки по-голям общ приръст в ефективността.
Вход
Блог
