Экономайзер котла позволяет повысить общую эффективность регенерации тепла и паровой системы до 10% за счет снижения температуры дымовых газов до температуры ниже точки росы, что приводит к повышению эффективности утилизации отработанного тепла. Эффективность котлов, оборудованных экономайзерами, таким образом, может превышать 90%.
Разберемся в типах экономайзеров и обсудим критерии, которые помогут выбрать оборудование, идеально отвечающее техническим условиям на вашем объекте.
Экономайзер непрямого действия (бесконтактный)
Такой экономайзер может нагревать жидкости до температуры 93 °С, понижая температуру уходящих газов до 25 °С. Происходит это за счет отъема тепла у горячих дымовых газов, проходящих через один или несколько кожухотрубных или трубчатых теплообменников.
Бесконтактный экономайзер способен подогревать воду до более высокой температуры, чем экономайзер прямого действия.
Важно, чтобы теплообменник был спроектирован таким образом, чтобы выдерживать коррозию от сконденсированных водяных паров, образующихся при сжигании углеводородных видов топлива, таких как природный газ или светлые нефтепродукты. Сконденсированный водяной пар — окислитель, и, если его утилизация предполагается посредством канализационной системы или использования в качестве технологической воды, предварительно он должен быть нейтрализован.
Конденсационный экономайзер непрямого действия
Экономайзер прямого действия (контактный)
В таких устройствах нагреваемая жидкость вступает в непосредственный контакт с горячими дымовыми газами, благодаря чему не происходит загрязнение теплопередающих поверхностей. Жидкость забирает тепло у уходящих газов, при этом происходит конденсация водяных паров, содержащихся в них. Для улучшения контакта между распыляемой водой и дымовыми газами камера распыла жидкости может быть снабжена изоляцией, а для предотвращения уноса мелких капель необходим каплеуловитель.
Конструкция контактного экономайзера обеспечивает высокую теплопередачу в сочетании с возможностью регенерации воды, поскольку нагретую воду можно аккумулировать и использовать в качестве питательной воды котла для отопления помещений или удовлетворения потребностей технологического процесса.
Конденсационный экономайзер прямого действия с внешним теплообменником
Конденсат, выделяющийся из дымовых газов, имеет повышенную кислотность и должен быть подвергнут предварительной обработке перед использованием. Помимо этого, может потребоваться его фильтрация при использовании видов топлива, отличных от природного газа.
Важное условие эффективной работы установки — строгие требования к подогреву холодной подпиточной воды. Поскольку контактный экономайзер работает в условиях, приближенных к атмосферному давлению, высота над уровнем моря и температура дымовых газов накладывают ограничения температуры подпиточной воды, которая должна быть на уровне 45-60 °С.
Чтобы решить, устанавливать ли конденсационный экономайзер, и какой тип стоит выбрать вам, оцените изменения рабочих параметров системы.
Рассмотренные типы экономайзеров подогревают воду для котлов и снижают потребности деаэратора в паре, тем самым обеспечивая большим количеством пара технологические процессы. Потенциал экономии энергии снижается, если большая часть пара, поступающего в деаэратор, вырабатывается в результате регенерации тепла продувок. Конденсационный экономайзер также может ограничивать или уменьшать производство энергии паровой турбиной с противодавлением, если пар на выходе из турбины используется для поддержания давления в паропроводе низкого давления. Снижение температуры дымовых газов приводит к снижению их подъёмной силы, что должно учитываться при расчетах рассеивания загрязняющих веществ.
Сравним эксплуатационные характеристики экономайзеры обоих типов
1 В случае повторного использования конденсата требуется его очистка. В противном случае, теплообменные поверхности должны быть выполнены из специальных устойчивых к коррозии материалов.
2 В случае повторного использования конденсата требуется его очистка. Более высокие окисляющие свойства из-за присутствия в растворе SOx. Теплообменные поверхности должны быть выполнены из специальных устойчивых к коррозии материалов.
Конденсационные экономайзеры требуют разработки и проектирования применительно к конкретным условиям применения, а также глубокого понимания того, как их работа повлияет на существующее оборудование и водно-химический режим объекта.
Руководство к действию
- Определите производительность вашего котла, эффективность сгорания, температуру дымовых газов, количество часов работы в год и годовой расход топлива.
- Определите возможность использования на производстве низкотемпературной горячей воды (отопление помещений, подогрев подпиточной воды для котлов, предварительный нагрев воды для технологических нужд).
- Определите количество тепла, которое может быть утилизировано при внедрении конденсационного экономайзера.
- Определите ежегодную экономию энергии и денежных средств.
- Определите экономическую эффективность внедрения конденсационного экономайзера, учитывая затраты на вспомогательное оборудование. Простой срок окупаемости проектов с использованием конденсационного экономайзера зачастую не превышает двух лет.
Статья подготовлена Валентином Рубцовым с использованием материалов сайта https://www.energy.go.
