Економайзер в термална електроцентрала | Економайзер
Значителното увеличение на потреблението на електричество по целия свят доведе до разрастване на електроцентрали. Процесът на производство на електрическа енергия в термална електроцентрала с въглен е един от най-разпространените и традиционни методи за масово производство на енергия навсякъде, тъй като той значително удовлетворява енергийната нужда на повече от 7 милиарда души по целия свят.
Разрастването изисква увеличение на потреблението на гориво. Но както всички знаем, наличността на въглища под земната кора няма да продължи завинаги. Така процесът на производство на енергия става все по-скъп с всяко изминало денонощие.
Второ, всички основни термални електроцентрали разполагат със стотици сложни прибори, и всеки от тях има определена загуба на енергия. Така че крайният резултат е, че ефективността на установката е ограничена само до 20% до 26%, в зависимост от капацитета на установката.
Посочените по-горе два ограничителя подчертават факта, че има настоятелна нужда да се оптимизира процесът на производство на енергия, и економайзерът е устройство, което помага да се направи точно това. Следователно, предполагам, че ще бъде полезно за всички нас да разгледаме процеса на оптимизация по-подробно.
Какво е экономайзер?
Економайзерът е механично устройство, което се използва като теплообменник, предварително нагряваючи флуид, за да намали потреблението на енергия. В парен котел той е устройство, което нагорещява флуиди или възстановява остатъчна топлина от продуктите на изгаряне, т.е. димовете, преди тези да бъдат изпуснати през комина. Димовете са продукти на изгаряне, произведени в електроцентрали, състоящи се главно от азот, въглероден диоксид, воден пар, саж, окисен въглерод и т.н.
Следователно, економайзерът в термалните електроцентрали, се използва за оптимизация на процеса на производство на електрическа енергия, както и самото название на устройството подсказва. Възстановената топлина се използва за предварително нагряване на питейната вода на котела, която в крайна сметка ще бъде преобразувана в надогрет пар. По този начин се спестява гориво и процесът се оптимизира в голяма степен, тъй като събираме остатъчната топлина и я използваме там, където е необходима. Днес обаче, освен това, топлината, налична в димовете, може да бъде икономично възстановена с помощта на предварителен нагревател на въздуха, който е необходим във всички пулверизирани въглеродни котли.
Принцип на действие на экономайзера
Както е показано на фигурата по-горе, димовете, излизащи от печката на парния котел, носят много топлина. Функцията на экономайзера в термалната електроцентрала е да възстанови част от топлината, която се изнася с димовете, преди тези да бъдат изпуснати през комина, и да я използва за нагряване на питейната вода на котела. Това е просто теплообменник, в който горещите димове са от страната на корпуса, а водата е от страната на тръбите с удължена повърхност за нагряване, като перки или гилзи.
Економайзерите в термалните електроцентрали трябва да бъдат размерирани въз основа на обема и температурата на димовете, максималното падане на налягането през комина, вид гориво, използвано в котела, и количеството енергия, което трябва да бъде възстановено.
Когато водата се вари в парния котел, се произвежда пар, който след това се надогрява, след което се подава към турбините. После изчерпаният пар от лопатките на турбината минава през кондензатора на пара, където парът се кондензира, а тази кондензирана вода се предварително нагрява първо в нагревателя на питейната вода, след което се подава обратно в котела.
Той е поставен в пътя на димовете между изхода от котела и входа в комина. В този случай множество малки диаметърни тънкостенни тръби са поставени между две главни тръби. Димовете протичат отвъншната страна на тръбите, обикновено в противоположна посока.
Процесът на прехвърляне на топлина в экономайзер, евангелизатор и надогрятел
Перехвърлянето на топлина към водата в парогенератора се извършва в три различни режима, както е показано на фигурата по-долу. Водата се предварително нагрява с чувство в економайзера в течен фаз при определено налягане от състояние 4 до състояние 5 (вж. диаграмата по-долу), докато стане насищена течност.
След това се изпраща в евангелизатора, където тази насищена течност се вари, свързва със смяна на фазата от 5 до 6, абсорбирайки скритата топлина на вапоризацията при това конкретно налягане.
Сега този насищен пар в състояние 6 се допълнително нагрява в надогрятеля, за да го доведе до състояние 1, т.е. в газообразна или парна форма. За единична маса на флуида, уравненията за перехвърляне на топлина в трите типа теплообменници са дадени по-долу,
QEconomizer = h5 – h4
QEvaporator = h6 – h5
QSuperheater = h1 – h6
От тези три основни компонента на теплообменника, само економайзерът работи без използване на гориво, и така той е едно от най-важните и икономически устройства в термалната електроцентрала.
Типове экономайзери
Економайзер с перки от чугун
Економайзерите с перки от чугун са изработени от чугун, изработен с класифицирани чугунени перки, и имат следните характеристики,
Висока оптимална ефективност благодарение на правилния контакт между перките и тръбите.
Често използвани в заводи, където се генерира отровен дим, поради качеството на изгарящото се гориво.
Економайзер с кругли перки
Той е изработен от мека стомана, изработена с квадратни и кругли перки, сварени на безшовни тръби от въглеродна стомана, и има следната характеристика,
Правилният контакт между тръбите и перките е осигурен за оптимална ефективност.
Економайзер с закръглени тръби
Те се използват най-вече в термални електроцентрали и големи производствени единици. Тези типове економайзери с закръглени тръби са изработени от безшовни тръби от въглеродна стомана, и имат следните характеристики,
Те са много ефективни в възстановяването на топлина от газовете.
Заемат много малко пространство.
