Ekonomizer w Elektrowni Cieplnej | Ekonomizer
Znaczący wzrost popytu na energię elektryczną na całym świecie spowodował zwiększenie rozmiarów elektrowni. Proces generowania energii elektrycznej w termicznej elektrowni opalanej węglem jest jednym z najpopularniejszych i konwencjonalnych metod produkcji masywnej energii, która znacznie zaspokaja zapotrzebowanie na energię ponad 7-miliardowej populacji na całym świecie.
Zwiększenie rozmiarów wymaga zwiększenia zapotrzebowania na paliwo. Jednak wszyscy musimy pamiętać, że dostępność węgla pod skorupą ziemską nie będzie trwała wiecznie. W związku z tym proces generowania energii staje się coraz bardziej kosztowny z każdym dniem.
Po drugie, wszystkie główne elektrownie cieplne mają setki skomplikowanych urządzeń, a każde z nich wiąże się z pewnym stopniem strat energii. Wynikiem końcowym jest to, że efektywność elektrowni ogranicza się do tylko 20% - 26%, w zależności od mocy elektrowni.
Powyższe dwie wspomniane ograniczenia podkreślają fakt, że istnieje pilna potrzeba, aby oszczędzać proces generowania energii, a oszczędzacz jest urządzeniem, które pomaga w dokonywaniu tego samego. Zatem, wydaje się, że warto nam wszystkim dokładniej przyjrzeć się procesowi oszczędzania.
Czym jest oszczędzacz?
Oszczędzacz to mechaniczne urządzenie wykorzystywane jako wymiennik ciepła, który podgrzewa płyn, aby zmniejszyć zużycie energii. W kotłach parowych to urządzenie wymiany ciepła, które podgrzewa płyny lub odzyskuje resztkowe ciepło z produktu spalania, tj. spalin, przed ich ucieczką przez komin. Spaliny to gazy spalinowe produkowane w elektrowniach składające się głównie z azotu, dwutlenku węgla, pary wodnej, sadzy, tlenku węgla itp.
Dlatego oszczędzacz w elektrowniach cieplnych służy do oszczędzania procesu generowania energii elektrycznej, jak sugeruje nazwa urządzenia. Odzyskane ciepło jest następnie używane do podgrzania wody podawanej do kotła, która ostatecznie zostanie przekształcona w nadparę. Oszczędza to na zużyciu paliwa i oszczędza proces w dużej mierze, ponieważ zbieramy ciepło odpadowe i stosujemy je tam, gdzie jest potrzebne. Obecnie jednak, poza tym, ciepło dostępne w spalinach można ekonomicznie odzyskać za pomocą podgrzewacza powietrza, który jest niezbędny we wszystkich kotłach opalanych proszkiem węglowym.
Zasada działania oszczędzacza
Jak pokazano na powyższym rysunku, spaliny wychodzące z pieca kotła parowego niosą dużo ciepła. Funkcja oszczędzacza w elektrowni cieplnej polega na odzyskaniu części ciepła przeniesionego ze spalinami w górę komina i wykorzystaniu go do podgrzania wody podawanej do kotła. Jest to po prostu wymiennik ciepła, z gorącymi spalinami po stronie obudowy i wodą po stronie rur, z rozszerzoną powierzchnią grzewczą, taką jak Skrzydełka lub Gills.
Oszczędzacze w elektrowniach cieplnych muszą być odpowiednio rozmiarowane dla objętości i temperatury spalin, maksymalnej straty ciśnienia przepływającej przez komin, rodzaju paliwa używanego w kotłach i ilości energii, którą należy odzyskać.
Gdy woda jest gotowana w kotłach parowych, powstaje para, która jest następnie nadgrzewana, po czym jest przeprowadzana do turbin. Następnie wyczerpana para z łopatek turbiny jest przeprowadzana przez kondensator pary turbiny, w którym para jest kondensowana, a ta skondensowana woda jest następnie podgrzewana w nagrzewniku wody podajnej, a następnie w oszczędzaczu przed ponownym wprowadzeniem do kotła.
Jest on umieszczony w przejściu spalin między wyjściem z kotła a wejściem do komina. W nim umieszczona jest duża liczba cienkościennych rurek o małym średnicy między dwoma nagłówkami. Spaliny płyną na zewnątrz rurek, zwykle w przeciwnym kierunku.
Proces przekazywania ciepła w oszczędzaczu, parowym i nadgrzewaczu
Przekazywanie ciepła do wody w generatorze pary odbywa się w 3 różnych reżimach, jak pokazano na poniższym rysunku. Woda jest początkowo podgrzewana w oszczędzaczu w fazie ciekłej pod określonym ciśnieniem z stanu 4 do stanu 5 (patrz diagram poniżej) aż stanie się cieczą nasyceną.
Następnie jest wysyłana do parowicza, gdzie ta ciecz nasycena jest gotowana, co wiąże się z zmianą fazy z 5 do 6 poprzez absorpcję ciepła parowania, przy danym ciśnieniu.
Teraz ta para nasycena w stanie 6 jest dalej podgrzewana w nadgrzewaczu, aby przekształcić ją w stan 1, tj. w formie gazowej lub parowej. Dla jednostkowej masy płynu, równanie przekazywania ciepła w 3 typach wymienników ciepła wynosi,
QOszczędzacz = h5 – h4
QParowicz = h6 – h5
QNadgrzewacz = h1 – h6
Z tych 3 głównych elementów wymiennika ciepła, tylko oszczędzacz działa bez zużycia paliwa, a więc jest jednym z najważniejszych i najbardziej ekonomicznych urządzeń w elektrowni cieplnej.
Rodzaje oszczędzaczy
Oszczędzacz z rurami z piórami wykonanymi z żeliwa szarego
Oszczędzacze z rurami z piórami są wykonane z żeliwa szarego, które są wytwarzane z ocynkowanych piór, mają następujące cechy,
Wysoka optymalna wydajność dzięki właściwemu kontaktowi piór z rurami.
Szeroko stosowane w zakładach, gdzie powstają zatrute spaliny z powodu jakości spalanych paliw.
Oszczędzacz z okrągłymi rurami z piórami
Ten jest wykonany z blachy stalowej miękkiej, z kwadratowymi i okrągłymi piórami, spawanych na seamless rury stalowe, mają cechę,
Zapewniono właściwy kontakt między rurami i piórami dla optymalnej wydajności.
Oszczędzacz z rurami spiralnymi
Są one szeroko stosowane w elektrowniach cieplnych i dużych jednostkach przetwarzających. Te oszczędzacze z rurami spiralnymi są wytwarzane z seamless rur stalowych, mają następujące cechy,
Są bardzo wydajne w odzyskiwaniu ciepła z gazów.
Zajmują bardzo mało miejsca.
Poziomy oszczędzacz z rurami z piórami
W tym seamless rura stalowa jest spawana z poziomymi piórami, tworząc kompletną montaż oszczędzacza do przekazywania ciepła, mają następujące cechy,
Stosuje się odpowiednią staranność, aby zapewnić kontakt piór z rurami dla doskonał
