Економайзер у тепловій електростанції | Економайзер
Значний зростання попиту на електроенергію по всьому світу призвів до збільшення розмірів електростанцій. Процес генерації електричної енергії на вугільних теплових електростанціях є одним із найпоширеніших та традиційних методів масового виробництва електроенергії, оскільки він великою мірою задовольняє потреби більш ніж семимиліярдного населення усього світу.
Збільшення розмірів вимагає збільшення споживання палива. Але, як всі ми повинні знати, доступність вугілля під земною корою не буде тривати вічно. Тому процес виробництва електроенергії стає все дорожчим з кожним днем.
Другий аспект полягає в тому, що всі великі теплові електростанції мають сотні складних приладів, і кожен з них має певні втрати енергії. Таким чином, кінцевий результат полягає в тому, що ефективність електростанції обмежена лише 20-26% залежно від її потужності.
Вищезазначені два обмеження підкріплюють той факт, що є надійна потреба в економії процесу виробництва електроенергії, а економайзер — це пристрій, який допомагає саме в цьому. Тому, я вважаю, буде варто всім нам детальніше подивитися на процес економії.
Що таке економайзер?
Економайзер — це механічний пристрій, який використовується як теплообмінник для попереднього нагріву рідини, щоб знизити споживання енергії. В паровому котлі це теплообмінний пристрій, який нагріває рідини або відновлює залишки тепла від продуктів спалювання, тобто димових газів, у тепловій електростанції перед їх виділенням через трубу. Димові гази — це вичерпні гази, що виникають на електростанціях, і складаються переважно з азоту, двокислу углероду, водяного пару, сажі, оксиду вуглецю тощо.
Таким чином, економайзер у теплових електростанціях використовується для економії процесу виробництва електроенергії, як це вказує назва пристрою. Відновлене тепло використовується для попереднього нагріву води, що в кінцевому підсумку буде перетворено на надперегрітий пар. Таким чином, зберігається споживання палива і значно економиться процес, оскільки ми фактично збираємо відходне тепло і застосовуємо його там, де це необхідно. Однак, в наш час, крім цього, тепло, доступне в димових газах, можна економічно відновити за допомогою попереднього нагріву повітря, який є необхідним у всіх пульверизованих вугільних котлах.
Принцип роботи економайзера
Як показано на рисунку вище, димові гази, що виходять з парового котла, містять багато тепла. Функція економайзера в тепловій електростанції полягає в тому, щоб відновити частину тепла, що виноситься димовими газами в димову трубу, і використовувати його для нагріву води, що підводиться до котла. Це просто теплообмінник, де гарячі димові гази знаходяться ззовні труб, а вода — всередині, з розширеними поверхнями нагріву, такими як фіни або жабрі.
Економайзери в теплових електростанціях повинні бути розмірів, які відповідають об'єму та температурі димових газів, максимальному тисковому падінню, типу палива, що використовується в котлі, і кількості енергії, яку необхідно відновити.
Коли вода закипіє в паровому котлі, виробляється пар, який потім надперегрівається, після чого він проходить через турбіни. Потім вичерпаний пар з лопаток турбіни проходить через паровий конденсатор турбіни, де пар конденсується, і ця конденсована вода потім попередньо нагрівається в нагрівачі води, а потім в економайзері, перед повторним підведенням до котла.
Він розташований у шляху димових газів між виходом з котла і входом в димову трубу. У цьому встановлено велику кількість труб малого діаметру з тонкими стінками між двома колекторами. Димові гази рухаються зовні труб, зазвичай проти потоку.
Процес передачі тепла в економайзері, евараторі та надперегрівачі
Передача тепла воді в парогенераторі відбувається в трьох різних режимах, як показано на рисунку нижче. Спочатку вода попередньо нагрівається в економайзері в рідкісному стані при певному тиску зі стану 4 до стану 5 (див. діаграму нижче) до тих пір, поки не стане насиченою рідкістю.
Потім вона надсилається в еваратор, де ця насичена рідина закип'ячується, змінюючи фазу з 5 до 6, поглинаючи приховане тепло пароутворення при даному тиску.
Тепер цей насичений пар у стані 6 подальше нагрівається в надперегрівачі, щоб привести його до стану 1, тобто в газообразному або парному форматі. Для одиничної маси рідини, рівняння передачі тепла в трьох типах теплообмінників виглядає так:
QEconomizer = h5 – h4
QEvaporator = h6 – h5
QSuperheater = h1 – h6
Серед цих трьох основних компонентів теплообмінників, тільки економайзер працює без витрати палива, і тому це один із найважливіших та економічних пристроїв у тепловій електростанції.
Типи економайзерів
ЦИ гілковий трубний економайзер
Гілкові трубні економайзери виготовлені з чавуну, який виготовляється зі спеціально відібраних чавунних фінів, мають наступні характеристики:
Висока оптимальна ефективність завдяки правильному контакту фінів з трубами.
Поширені в установках, де виробляються отруйні димові гази через якість спалюваного палива.
Округлий гілковий трубний економайзер
Це виготовлено з м'якої сталі, зі спеціально виготовленими квадратними та круглими фінами, звареними на бесшовних трубах з малоуглеродистої сталі, має наступну характеристику:
Забезпечується правильний контакт між трубами та фінами для оптимальної ефективності.
Закручений трубний економайзер
Ці економайзери використовуються переважно на теплових електростанціях та великих обробних установах. Закручені трубні економайзери виготовлені з бесшовних труб з малоуглеродистої сталі, мають наступні характеристики:
