УТИЛИЗАТОРЫ

Утилизатор тепла отходящих газов (промышленного применения)

  • Производитель: ОПЭКС
  • Температура газа на входе: 250…700°C, другая по запросу
  • Температура газа на выходе: 50…150°C
  • Давление в водяном контуре: 10, 16, 25, 40 бар

Экономайзер дымовых газов

  • Производитель: ОПЭКС
  • Макс. температура уходящего газа на входе: 450 ° C (по запросу 650 ° C) (°C)
  • Давление в водяном контуре: 32 бар

ЧТО ТАКОЕ УТИЛИЗАТОРЫ

Утилизатор тепловой энергии отработанных газов (экономайзер) - это теплотехнический аппарат-теплообменник рекуперационного типа, размещаемый в канале сброса отработанных газов, в котором происходит отбор тепла от горячих отработанных газов и нагревание канализированного холодного теплоносителя. Нагреваемым теплоносителем в утилизационных системах обычно выступает холодная вода. Результатом такого теплообмена является утилизация некоторой (часто – очень значительной) части тепловой энергии отработанных газов, и получение горячего водяного пара или горячей воды, которые расходуются в интересах водяного или парового отопления, горячего водоснабжения, технологического подогрева.

В тепловых аппаратах и машинах различного типа, таких как печи, котлы, турбины, двигатели внутреннего сгорания, работающих на горючем топливе, с отработанными (печными, выхлопными) газами выносится и безвозвратно теряется значительная часть сгенерированной тепловой энергии. Известно, что КПД даже самых экономичных тепловых машин, таких как паровые и газовые турбины, едва достигает 40 – 45 %. Еще большие потери тепловой энергии происходят в промышленных технологических процессах, в которых получение тепловой энергии не является самоцелью, например, в плавильных или разогревающих печах и камерах, химических и пищевых реакторах, подогревателях и др.
Тепловая энергия для промышленных, хозяйственных или бытовых целей – это в подавляющем большинстве случаев – израсходованное горючее топливо (нефтепродукты, уголь, древесина, горючие газы, др.) или электричество, представляющие значительную материальную ценность. А потому все возможности по их экономии представляют большой коммерческий интерес. Одним из эффективных способов экономии материальных ресурсов и получения дополнительных объемов тепловой энергии для промышленных, хозяйственных и бытовых целей является его утилизация из отработанных (выхлопных) газов. Технически данная задача решается с помощью утилизаторов, или экономайзеров.

Для утилизаторов (экономайзеров) существует понятие глубины утилизации, которое выражается в степени охлаждения отработанных газов. Для многоступенчатых («многоэтажных») экономайзеров возможна довольно большая глубина утилизации, с охлаждением отработанных газов в среднем от 300 °C до 50 °C.

РАЗНОВИДНОСТИ УТИЛИЗАТОРОВ, КОНСТРУКЦИЯ

Как один из вариантов реализации теплообменной аппаратуры, наиболее распространенными являются утилизаторы двух типов:

  • по «кожухотрубному типу», с водопроводной теплообменной трубой (как правило, оребренной) в виде змеевика, которая размещена в сбросном газовом канале (печной, выхлопной трубе);
  • по «пластинчатому типу», в виде пластинчатой теплообменной структуры, по одной сети каналов которой проходят горячие выхлопные газы, по другой сети каналов – нагреваемая вода.

Теплообменник утилизатора (змеевикового или пластинчатого типа) помещается в корпус, который в свою очередь, монтируется внутрь или в отрезок сбросного канала отработанных газов. К корпусу прикрепляются соответствующие патрубки или фланцы, для присоединения к водопроводной системе.

Рис.1 Схема утилизатора змеевикового типа 

 

Рис.2 Схема утилизатора пластинчатого типа

В зависимости от количества теплообменных элементов, экономайзеры могут быть: однокорпусные и многокорпусные, одно- двух- и более степенные («этажные»), однотрубные (одно-змеевиковые) или с несколькими змеевиками. В сбросных системах с очень высокой температурой отработанных газов (400 – 600 град.С и больше) применяются теплообменные аппараты из жаропрочных материалов. Для систем с глубокой степенью утилизации, когда часть влаги из сильно охлажденных отработанных газов (вплоть до 50 град.С), с растворенными в ней газами СОx, NOx, выпадает в виде «кислотной» росы, применяются теплообменники из коррозионностойких нержавеющих сталей.

Но сам по себе теплообменник экономайзера – это важнейшая, но все-таки лишь часть целостной утилизационной системы. В общую конструкцию в обязательном порядке также должны входить комплект труб и трубопроводной арматуры, насосное оборудование, средства защиты от гидравлических и температурных перегрузок, контрольно-измерительные приборы, средства (аппаратура) управления, системы отбора тепловой энергии или горячей воды для потребительских или технологических целей. Комплексные технические системы утилизации тепловой энергии отработанных газов называются утилизационными котлами.

Рис.3 Схема парового котла-утилизатора

Рис.4 Схема водогрейного котла-утилизатора

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Принцип работы утилизатора (экономайзера) является классическим для теплообменной аппаратуры. Горячие отработанные газы, выступающие нагревающим теплоносителем, под воздействием давления, создаваемого теплогенератором или печной тягой, проходят через экономайзер по своим теплообменным каналам. Во встречном направлении (противотоком) через свои каналы (или по оребренному трубчатому змеевику) прокачивается холодная вода, которая в процессе нагревания стает горячей, или превращается в насыщенный водяной пар. В дальнейшем охлажденные отработанные газы продолжают движение в сбросную систему, горячая вода или водяной пар – поступают к потребителям.

СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ

Сферу применения утилизаторов тепла отработанных газов можно разделить на области: промышленную и хозяйственную.

В промышленной области источником утилизации тепловой энергии могут быть самые разнообразные технологические процессы, в которых происходит или генерация избыточного тепла, или его неполное расходование. Потребление утилизированного тепла (водяного пара или горячей воды) может происходить в интересах поддержания тех или иных технологических процессов, но чаще всего – для обогрева производственных помещений (цехов) или обеспечения горячего водоснабжения предприятия.

В хозяйственной области источником утилизации тепловой энергии в большинстве случаев являются теплогенераторы систем отопления и (или) горячего водоснабжения, такие как центральные котельные или отдельные котлы (печи). Потребление полученной горячей воды происходит преимущественно в интересах централизованного или локального водяного отопления и (или) горячего водоснабжения.

Рис.5 Схема подключения экономайзера бытового класса

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПАРАМЕТРЫ ПОДБОРА УТИЛИЗАТОРОВ

Как правило, сбросные системы для отработанных газов на промышленных предприятиях имеют массу индивидуальных отличий. Тогда как теплотехнические условия, создаваемые котлами хозяйственного или бытового назначения, гораздо более однообразны (типичны). Поэтому утилизационные системы для промышленных и больших коммунальных предприятий обычно требуют индивидуального проектирования, для малогабаритных типовых котельных или бытовых отопительных котлов (печей) – могут быть подобраны из серийных (типовых) моделей.

К основным техническим характеристикам утилизаторов (экономайзеров) относятся:

  • теплообменная площадь, м2;
  • тепловая мощность, Вт;
  • производительность по воде или пару, м3/ч;
  • рабочее давление в водяном контуре, Бар
  • максимальная и рабочая температура газа на входе;
  • температура газа на выходе;
  • аэродинамическое сопротивление, Па;
  • гидравлическое сопротивление водяного контура, Па;
  • материал изготовления (жаропрочный, коррозионностойкий).

Для качественного подбора утилизатора тепла для своей системы отвода отработанных газов, следует знать (определить) такие ее параметры:

А) Свойства отработанных газов:

  • физическая плотность;
  • точка росы для компонентов газа;
  • химический состав;
  • загрязненность и склонность к отложениям.

Б) Условия в сбросной системе (дымоходе):

  • температура газа на входе и выходе;
  • количественный расход отработанных газов (объемный или массовый);
  • тепловой поток;
  • расчетное давление газа;
  • допустимая потеря давления газа в теплообменнике.

В) Требуемые параметры для водяного контура:

  • температура воды на входе;
  • требуемая температура воды на выходе;
  • требуемая производительность по горячей воде;
  • рабочее давление;
  • допускаемая потеря давления (гидравлическое сопротивление);
  • расчетный срок службы.

Контакты

  • E-Mail:
    Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.