Economiser i termisk kraftværk | Economiser

Den betydelige stigning i elektricitetsbehovet verden over har ført til en øgning i størrelsen af kraftværk. Processen med at generere elektrisk energi i et kulbrændende termisk kraftværk er en af de mest udbredte og konventionelle metoder for massiv energiproduktion overalt, da den betydeligt dækker kravet på strøm til en befolkning på mere end 7 milliarder mennesker over hele verden.

Den øgede størrelse kræver en øget brændstofforbrug. Men som vi alle ved, vil tilgængeligheden af kul under jordoverfladen ikke vare evigt. Så processen med at generere strøm bliver mere og mere dyrt med hver dag, der går.

For det andet har alle store termiske kraftværker hundreder af særdeles sofistikerede instrumenter, og hvert af dem har en vis mængde energitab forbundet med dem. Derved er slutresultatet, at effektiviteten af kraftværket er begrænset til kun 20 % til 26 % afhængigt af kraftværkskapaciteten.

De to ovennævnte begrænsninger understreger, at der er et akut behov for at gøre processen med strømproduktion mere økonomisk, og en økonomiserer er et enhed, der hjælper med netop dette. Så jeg tror, det vil være værdifuldt for os alle at se nærmere på processen med økonomisering.

Hvad er en Økonomiserer?

En økonomiserer er en mekanisk enhed, der anvendes som en varmeveksler ved at forvarme en væske for at reducere energiforbruget. I en dampkedel er det en varmevekslerenhed, der opvarmer væsker eller genindvinder restvarme fra forbrændingsprodukter, dvs. røgge, i et termisk kraftværk, før de frigives gennem skorstenen. Røgge er forbrændingsafgas, der produceres i kraftværker, består hovedsageligt af kvælstof, kulilte, vanddamp, soot, kulmonoxide osv.

Derfor bruges økonomisereren i termiske kraftværker til at gøre processen med elektrisk strømproduktion mere økonomisk, som navnet på enheden antyder. Den indsamlede varme bruges derefter til at forvarme kedelfodervand, der sidst vil blive konverteret til superophedet damp. Derved spares på brændstofforbruget, og processen bliver økonomiseret i vid udstrækning, da vi i bund og grund samler spildvarme og anvender den, hvor den er nødvendig. I disse tider kan dog den varme, der findes i røgge, økonomisk genindvindes ved hjælp af luftforvarmere, som er afgørende i alle pulveriserede kulbrændende kedler.

Funktionssætning for Økonomiserer

Som vist på figuren ovenfor, indeholder røgge, der kommer ud af dampkedelens ovn, en stor mængde varme. Funktionen for økonomisereren i termiske kraftværker er at genindvinde en del af varmen, der føres bort i røgge op ad skorstenen, og anvende den til at opvarme kedelfodervandet. Det er enkelt en varmeveksler med varme røgge på shell-siden og vand på tube-siden med forlænget varmekilde som fjer eller gills.

Økonomiserere i termiske kraftværker skal dimensioneres efter volumen og temperatur på røgge, maksimalt tryknedgang gennem skorstenen, hvilket brændsel der bruges i kedlen, og hvor meget energi der skal genindvindes.

Når vand koges i en dampkedel, dannes damp, som derefter bliver superophedet, før den føres til turbinerne. Derefter føres den udslidte damp fra turbinebladene gennem dampkondenser i turbinen, hvor dampen kondenseres, og dette kondenseret vand bliver forvarmet først i fodervandforvarmer og derefter i den, inden det igen fødes tilbage i kedlen.

Den placeres i passage for røgge mellem udgangen fra kedlen og indgangen til skorstenen. Her placeres et stort antal små diameter, tynde walled tubes mellem to headers. Røgge flyder uden for tuberne normalt i modsat retning.

Varmeoverførselsprocess i Økonomiserer, Evaporator og Superheater

Varmeoverførsel til vand i dampgenerator foregår i 3 forskellige regimer, som vist på figuren nedenfor. Vand bliver først forvarmet sensibelt i økonomisereren i flydende fase ved en bestemt tryk fra tilstand 4 til tilstand 5 (henvis til diagrammet nedenfor) indtil det bliver en mættet væske.
Derefter sendes det til evaporatoren, hvor denne mættede væske koges, associeret med en faseændring fra 5 til 6 ved at absorbere latente varmelancering, ved det pågældende tryk.

Nu bliver denne mættede damp i tilstand 6 yderligere opvarmet i superheateren, for at bringe den til tilstand 1, dvs. i gasform eller dampform. For enhedsmasse af væske er varmeoverførselsligningerne i de 3 typer varmevekslere givet ved,
QØkonomiserer = h5 – h4
QEvaporator = h6 – h5
QSuperheater = h1 – h6
Ud af disse 3 store varmevekslerkomponenter, fungerer kun økonomisereren med nul brændstofforbrug, og derfor er det en af de mest vitale og økonomiske udstyr i et termisk kraftværk.

Typer af Økonomiserer

CI Gilled Tube Økonomiserer

De gilled tube økonomiserere er lavet af gys, der er fabrikeret ved hjælp af graderede gysfjer, har følgende egenskaber,

1. Høj optimal effektivitet på grund af korrekt kontakt mellem fjer og tuber.

2. Almindelig anvendt i anlæg, hvor intoxikeret røggas dannes på grund af kvaliteten af brændsel, der bruges.

Rund Gilled Tube Økonomiserer

Dette er lavet af mild stål fabrikeret med kvadratiske og runde fjer, sodlet på kulstål seamless tuber, har følgende egenskab,

1. Korrekt kontakt mellem tuber og fjer er sikret for optimal effektivitet.

Spiralrør Type Økonomiserer

Disse anvendes mest i termiske kraftværker og store procesanlæg. Disse spiralrør type økonomiserere er fabrikeret af kulstål seamless, har følgende egenskaber,

1. Disse er meget effektive i at genindvinde varme fra gasser.

2. Optager meget lidt plads.

Horisontal Finneret Rør Økonomiserer

Her er kulstål seamless rør sødet - sodlet med horisontale fjer for at lave en komplet montering af økonomiserer til varmeoverførsel, har følgende egenskaber,

1. Støt