Ekonomizirnik v toplinski elektrarni | Ekonomizirnik
Velika rast povpraševanja po električni energiji po vsem svetu je pripeljala do povečane velikosti elektrarne. Postopek proizvodnje električne energije v premogovni termoelektrarni je ena najpogostejših in konvencionalnih metod masovne proizvodnje energije po vsem svetu, saj ogromno zazna potrebo po energiji preko 7 milijard ljudi po vsem svetu.
Povečana velikost zahteva večjo porabo goriva. Vendar vemo, da se zaloge premoga pod zemljo ne bodo trajale v večnost. Torej postopek proizvodnje energije postaja vsak dan dražji.
Drugič, vse velike termoelektrarne imajo stotine natančno napravljenih instrumentov, vsak izmed njih pa ima določeno količino izgubljene energije. Tako je končni rezultat, da je učinkovitost elektrarne omejena na le 20 % do 26 %, odvisno od zmogljivosti elektrarne.
Omenjeni dve omejitvi poudarjata dejstvo, da je nujno potrebno ekonomizirati postopek proizvodnje energije, in ekonomizator je naprava, ki pomaga ravno pri tem. Zato je verjetno vredno, da si vse bolj podrobno ogledamo postopek ekonomizacije.
Kaj je ekonomizator?
Ekonomizator je mehanska naprava, ki se uporablja kot toplotni menjalnik za zagrevanje tekočine, da se zmanjša poraba energije. V parovnici je toplotni menjalnik, ki zagreva tekočine ali obnovljuje ostalo toploto iz izpustnih plinov v termoelektrarni pred oddajo skozi dimnik. Izpustni plini so izpustni plini iz topilnih naprav, ki so sestavljeni predvsem iz dušika, ogljikovega dioksida, vodnega para, suha pečiva, ogljikovega monoksida itd.
Torej se ekonomizator v termoelektrarnah uporablja za ekonomiziranje postopka proizvodnje električne energije, kar nakazuje tudi ime naprave. Obnovljena toplota se nato uporablja za zagrevanje vode, ki se bo končno pretvorila v superzagreto par. S tem se zmanjša poraba goriva in ekonomizira postopek v veliki meri, saj pridobivamo odpadno toploto in jo uporabimo tam, kjer je potrebna. Danes pa se v dodatku ta dostopna toplota v izpustnih plinih lahko ekonomično obnovi z uporabo vzdušnega predgrevača, ki je bistven v vseh premogovnih elektrarnah s preraženim premogom.
Delovanje ekonomizatorja
Kot je prikazano na zgornji sliki, izpustni plini, ki izstopajo iz peči parovnice, nosijo veliko toplote. Funkcija ekonomizatorja v termoelektrarni je, da obnovi del toplote, ki se izgubi z izpustnimi plini, ki se izpuščajo skozi dimnik, in jo uporabi za zagrevanje vode, ki se pretvarja v par v parovnici. To je preprosto toplotni menjalnik z vročimi izpustnimi plini na strani školjke in vodo na strani cevi s podaljšano toplotno površino, kot so žabe ali peresa.
Ekonomizatorji v termoelektrarnah morajo biti opremljeni glede na volumen in temperaturo izpustnih plinov, največji padec tlaka preko dimnika, vrsto goriva, ki se uporablja v parovnici, in koliko energije je potrebno obnoviti.
Ko se voda zagreva v parovnici, se proizvede par, ki se nato superzagreva, nato pa se posreduje turbinam. Potem se izčrpani par iz lopatic turbine posreduje skozi kondenzator pare v turbinah, kjer se par kondenzira, ta kondenzirana voda pa se nato pred zagrevanjem v zagrevalniku vode ponovno posreduje v parovnico.
Naprava je postavljena v poti izpustnih plinov med izstopom iz parovnice in vhodom v dimnik. V tej napravi je postavljenih veliko tankih cevi z majhnim premerom med dvema glavnicama. Izpustni plini tečejo zunaj cevi, običajno v protiteku.
Postopek prenosa toplote v ekonomizatorju, isparilniku in superzagrevalniku
Toplotni prenos vodi v parovnici poteka v 3 različnih režimih, kot je prikazano na spodnji sliki. Voda se najprej smiselno predzgreva v ekonomizatorju v tekočem stanju pod določenim tlakom od stanja 4 do stanja 5 (glej diagram spodaj), dokler ne postane nasitena tekočina.
Nato se pošlje v isparilnik, kjer se ta nasitena tekočina zagreva, kar pomeni spremembo faze od 5 do 6 z absorpcijo latentne toplote vapnenja pri tem tlaku.
Ta nasitena para v stanju 6 se nato nadalje zagreva v superzagrevalniku, da bi se prinesla v stanje 1, torej v plinski ali parni obliki. Za enoto mase tekočine so enačbe prenosa toplote v 3 tipih toplotnih menjalnikov podane z,
QEkonomizator = h5 – h4
QIsparilnik = h6 – h5
QSuperzagrevalnik = h1 – h6
Iz teh 3 glavnih komponent toplotnih menjalnikov deluje samo ekonomizator brez porabe goriva, zato je eden najpomembnejših in ekonomskih oprem v termoelektrarni.
Vrste ekonomizatorjev
ČG Ekonomizator s črepinami
Ekonomizatorji s črepinami so izdelani iz litine, ki je izdelana z gradiranimi črepinami litine, in imajo naslednje značilnosti,
Visoka optimalna učinkovitost zaradi pravilnega stika črepin z cevi.
Običajno uporabljeni v elektrarnah, kjer se generira onesnaženi izpustni plini zaradi kakovosti goriva, ki se gori.
Okrogli ekonomizator s črepinami
Izdelan je iz blagovinske jeklene litine s kvadratnimi in okroglimi črepinami, zavarovanimi na cevi iz jedrskega jekla, in ima naslednjo značilnost,
Pravilen stik med cevi in črepinami je zagoten za optimalno učinkovitost.
Ekonomizator s čevljičnimi cevmi
Ti se največ uporabljajo v termoelektrarnah in velikih procesnih enotah. Ti ekonomizatorji s čevljičnimi cevmi so izdelani iz jedrskega jekla, in imajo naslednje značilnosti,
Zelo učinkoviti pri obnovitvi toplote iz plinov.
Zasedajo zelo malo prostora.
Horizontalni ekonomizator s črepinami
V tem je celostna montaza ekonomizatorja za prenos toplote, sestavljena iz jedrskega jekla, zavarovanega z horizontalnimi črepinami, in ima naslednje značilnosti,
