Ekonomizer u termoelektrani | Ekonomizer

Značajno povećanje potražnje za električnom energijom širom sveta dovelo je do povećanja veličine elektrane. Proces proizvodnje električne energije u termoelektrani na ugljen ognjivlju predstavlja jednu od najšire upotrebljavanih i konvencionalnih metoda masovne proizvodnje struje, koja ispunjava potrebu za energijom preko sedam milijardi stanovnika širom sveta.

Povećana veličina zahteva povećanu potrebu za gorivom. Međutim, kao što svi znamo, dostupnost ugljena ispod površine Zemlje neće trajati zauvek. Stoga, proces proizvodnje energije postaje sve skuplji sa svakim proteklom danom.

Drugo, sve velike termoelektroane imaju stotine veoma sofisticiranih instrumenata, a svaki od njih ima određenu gubitke snage. Tako da je efikasnost elektrane ograničena na samo 20% do 26%, u zavisnosti od kapaciteta elektrane.

Navedene dve ograničenja naglašavaju činjenicu da postoji nužda da se proces proizvodnje energije ekonomičnije izvede, a ekonomizer je uređaj koji pomaže u tome. Dakle, mislim da će biti korisno da svi mi detaljnije sagledamo proces ekonomizacije.

Šta je ekonomizer?

Ekonomizer je mehanički uređaj koji se koristi kao toplotni menjac za zagrijavanje tekućine kako bi se smanjila potrošnja energije. U parnom kotlu, to je toplotni menjac koji zagrijava tekućine ili vraća ostatak topline iz proizvoda sagorevanja, tj. dimnih gasova u termoelektrani, pre nego što se one oslobađaju kroz komin. Dimni plinovi su otopinski gazovi proizvedeni u elektranama, koji uglavnom sadrže azot, ugljen-dioksid, vodonik, prah, ugljen-monoksid itd.

Stoga se ekonomizer u termoelektroanama koristi za ekonomizaciju procesa proizvodnje električne energije, kako naziv uređaja sugerise. Vraćena toplina se zatim koristi za zagrijavanje hrane za kotao, koja će eventualno biti pretvorena u superzagrijanu paru. Time se štedi na potrošnji goriva i ekonomizuje proces u velikoj meri, jer prikupljamo otpadnu toplinu i primenjujemo je tamo gde je potrebna. Danas, međutim, pored toga, toplina dostupna u dimnim plinovima može se ekonomično vraćati korišćenjem prezagrijavača zraka, koji su neophodni u svim mletim ugljenoj ognjivoj kotlovima.

Načelo rada ekonomizera

Kao što je prikazano na slici iznad, dimni plinovi koji izlaze iz peći parnog kotla nose mnogo toplote. Funkcija ekonomizera u termoelektrani je da se vrati deo toplote iz toplote koja se nosi uz komin i iskoristi za zagrijavanje hrane za kotao. To je jednostavno toplotni menjac sa vrućim dimnim plinovima na spoljnoj strani i vodom na unutrašnjoj strani sa proširenim toplotnim površinama poput Finova ili Škrtaca.

Ekonomizatori u termoelektrani moraju biti dimenzionirani prema zapremini i temperaturi dimnih gasova, maksimalnom padu pritiska preko komina, vrsti goriva koje se koristi u kotlu i količini energije koja treba da se oporavi.

Kada se voda zagrijava u parnom kotlu, proizvodi se par koji se zatim nadograđuje, a zatim se šalje na turbine. Zatim iscrpljeni par sa lopatica turbine prođe kroz kondenzator para turbine, gde se par kondenzira, a ta kondenzovana voda se zatim predzagrijava u grejaču za podajnu vodu, a zatim se vraća u kotao.

Postavljen je u putanji dimnih gasova između izlaza iz kotla i ulaza u komin. U njemu se nalazi veliki broj cijevi malih precnika i tanke stene raspoređenih između dva zaglavlja. Dimni plinovi teku vanjski od cijeva, obično u suprotnom toku.

Proces prenosa toplote u ekonomizatoru, isparivaču i nadogrevacu

Prenos toplote vodi u parnom generatoru dešava se u tri različite faze, kao što je prikazano na slici ispod. Voda se najpre predzagrijava u ekonomizatoru u tečnoj fazi pod određenim pritiskom od stanja 4 do stanja 5 (videti dijagram ispod) dok ne postane zasićena tečnost.
Zatim se šalje u isparivač, gde se ova zasićena tečnost vri, uz povećanje faze od 5 do 6 apsorbiranjem latentne toplote vapnjenja, na tom određenom pritisku.

Sada se ovaj zasićeni par u stanju 6 dalje zagrijava u nadogrevacu, kako bi se došlo do stanja 1, tj. u plinskom ili parnom obliku. Za jedinicnu masu fluida, jednačine prenosa toplote u tri tipa toplotnih menjaca date su sa,
QEkonomizator = h5 – h4
QIsparivač = h6 – h5
QNadogrevac = h1 – h6
Iz ovih tri glavnih komponente toplotnih menjaca, samo ekonomizator radi bez potrošnje goriva, i time je jedna od najvitalnijih i ekonomičnijih opreme u termoelektroani.

Vrste ekonomizera

Ekonomizer sa čelikastim cevima

Ekonomizere sa čelikastim cevima izrađuju se od litog gvožđa, koristeći finove od različitih vrsta litog gvožđa. Imaju sledeće karakteristike,

1. Visoka optimalna efikasnost zbog pravilnog kontakta finova sa cevima.

2. Često se koriste u objektima gde se generišu onesvaćeni dimni plinovi zbog kvaliteta goriva koje se pali.

Okrugli ekonomizer sa čelikastim cevima

Izrađuje se od blagočelika materijala sa kvadratnim i okruglim finovima, zavaranim na bezšavne cevi od ugljičnog čelika, ima sledeću karakteristiku,

1. Pravilan kontakt između cevi i finova je osiguran za optimalnu efikasnost.

Ekonomizer sa zakrivljenim cevima

Ovi se uglavnom koriste u termoelektrane i velike procesne jedinice. Ovi ekonomizere sa zakrivljenim cevima izrađuju se od bezšavnih cevi od ugljičnog čelika, imaju sledeće karakteristike,

1. Veoma su efikasni u povlačenju toplote iz plinova.

2. Zauzimaju veoma mali prostor.

Horizontalni ekonomizer sa finiranim cevima

U ovom slučaju bezšavna cev od ugljičnog čelika je zavarana s horizontalnim finovima kako bi se formirao kompletni sklop ekonomizera za prenos toplote, ima sledeće karakteristike,

1. Pravilan kontakt između finova i cevi je osiguran za savršen prenos toplote.

2. Ovi se uglavnom koriste u termoelektranama.

Vrste ekonomajzera prema efikasnosti kotla

Tokom ovog članka, imali smo kvalitativnu diskusiju o ekonomskom aspektu ekonomajzera, sada ćemo videti kako različite vrste ekonomajzera mogu biti pravilno sklopjene zajedno sa kotlom, kako bi se dobio maksimalni stepen efikasnosti kotla. One su u širem smislu klasifikovane u dve vrste, kao što je opisano ispod.

Nekondenzacioni ekonomajzer

Najčešće korišćeni, u termoelektrani, je nekondenzacioni ekonomajzer. Ovi su uglavnom zamenjivači toplote, koji su finirani u obliku spirale i smešteni unutar kanala za dimne gase blizu izlaznog regiona kotla. Oni imaju sposobnost da smanje potrebu za gorivom kod kotla prenosom toplote od izlaznih dimnih gasova na vodu za hranjenje para u kotlu. Koriste se u slučaju kota na ugljenu, gde najniža temperatura na koju se dimni gas može ohladiti iznosi oko 250oF (120oC).

Možete dobro razumeti iz gore navedene diskusije, da ohlađivanje dimnih gasova ispod 250oF i prebacivanje te dodatne topline vodi za hranjenje para bilo bi rezultovalo većom efikasnošću, ali u termoelektrani na ugljenu, to ne treba da se radi, jer ugljen kao gorivo sadrži sirovinu supljavinu u velikoj meri. I dimni gas koji nastaje sagorevanjem ovog ugljena, dovodi do formiranja sirovinih spojeva kao posledica.

Sada, ako se ovaj dimni gas dopusti da se ohladi ispod 250oF, kondenzacija gasnih spojeva dovodi do formiranja sirovinske kiseline, koja se smatra izuzetno korozivnom u odnosu na metalne površine. Budući da su troškovi instalacije i održavanja elektrane ogromni, značajno je da se nekondenzacioni ekonomajzer instalira kako bi se ograničila kapacitet ohlađivanja dimnih gasova na oko 250oF, tj. iznad temperature kondenzacije i povećao ukupni stepen efikasnosti kotla za oko 3 do 6 %.

Kondenzacioni ekonomajzer

Kondenzacioni ekonomizatori uglavnom se koriste u termoelektrane na prirodni gas, jer imaju sposobnost da unaprede oporavak otpadne toplote hlađenjem dimnih plinova ispod njihove temperature kondenzacije, koja iznosi oko 80o F (25oC). Ova posebna varijanta ekonomizatora rezultira većom efikasnošću od oko 10 do 15% i ekonomičnijim radom, jer vraća kako osećajnu toplatu iz dimnih plinova, tako i latentnu toplotu kondenzacijom vodene pare prisutne u dimnim plinovima.

Ovo je suprotno konvencionalnim nekondenzacionim ekonomizatorima koji povećavaju efikasnost samo za oko 5 %. Međutim, kondenzaciona varijanta sa većom vrednošću efikasnosti može se koristiti samo kada dimni plinovi ne sadrže sumporne, nitratske ili druge korozivne spojeve.

Primena ekonomizatora

Koristi se u svim modernim instalacijama. Korišćenje ekonomizatora rezultira u štednji potrošnje goriva, povećanju brzine parnog proizvoda i efikasnosti kotla.

Neki od često korišćenih primena ekonomizatora su dati ispod:

• U parnim elektrana hvata otpadnu toplotu iz dimnih plinova (dimnih plinova) i prenosi je na vodu za napajanje kotla

• Vazdušni ekonomizatori HVAC (Grejanje, Ventilacija i Hladjenje) mogu da štede energiju u zgradama korišćenjem hladnog spoljašnjeg vazduha kao sredstva hlađenja unutrašnjeg prostora.

• Hladjenje: Ovo se često koristi u industrijskom hladjenju gde je važno parni kompresorski hladjenje. Sistemi sa ekonomizatorima ciljaju da proizvedu deo hladilnog rada pod visokim pritiscima, uslovima u kojima su kompresori obično efikasniji.

Prednosti i benefiti ekonomizatora

Prednosti ekonomizatora uključuju:

1. Vraća više toplote iz dimnih plinova nego što to može uraditi normalni zagrijivač zraka.

2. Zbog porasta cena goriva, sve elektrane su pod pritiskom da povećaju efikasnost kotla. Koristeći ekonomizator, ovaj pritisak se može smanjiti.

3. U elektranama gde se ekonomizator ne koristi, velika količina vode je potrebna za hlađenje dimnih plinova pre desulfitacije, što se minimizuje korišćenjem ekonomizatora.

4. Efikasnost elektrane se smanjuje kada je potreban parni zagrijivač zraka.

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vredi deliti, ako postoji kršenje autorskih prava molimo da kontaktirate za brisanje.