Wymiennik ciepła gazów spalinowych do kotłów na biomasę
W porównaniu z tradycyjnymi kotłami na paliwa kopalne, charakterystyka paliwa kotłów na biomasę determinuje specyfikę ich oczyszczania gazów spalinowych. - paliwa z biomasy mają wysoką zawartość wilgoci i popiołu, a gazy spalinowe powstające po spalaniu zawierają dużą ilość pyłu, metali alkalicznych, metali ciężkich i składników korozyjnych, co stawia wyższe wymagania w zakresie odporności na korozję i zapobiegania blokowaniu urządzeń wymiany ciepła. Tradycyjne wymienniki ciepła często mają problemy, takie jak niska wydajność wymiany ciepła, łatwe osadzanie się kamienia i blokowanie oraz krótka żywotność, które nie mogą dostosować się do skomplikowanych warunków pracy kotłów na biomasę. Dedykowany wymiennik ciepła gazów spalinowych dla kotłów na biomasę precyzyjnie rozwiązał problemy tej branży poprzez ukierunkowany projekt konstrukcyjny i optymalizację materiałów, osiągając podwójne cele, czyli wydajne odzyskiwanie ciepła odpadowego ze gazów spalinowych i-długoterminową stabilną pracę sprzętu, stając się niezbędnym rdzeniem wspierającym urządzenia w systemach kotłów na biomasę.
Podstawowa zasada działania wymiennika ciepła gazów spalinowych kotła na biomasę opiera się na technologii pośredniej wymiany ciepła gaz-gaz lub-gaz-ciecz, która umożliwia wymianę ciepła pomiędzy-gazami spalinowymi o wysokiej temperaturze a zimnym medium (powietrzem, wodą itp.) bez bezpośredniego kontaktu z medium oraz kończy odzyskiwanie i ponowne wykorzystanie ciepła odpadowego ze gazów spalinowych. Przepływ pracy można po prostu podsumować jako-cykl zamkniętej pętli „wymiana ciepła gazów odlotowych → odzysk ciepła odpadowego → wtórne wykorzystanie”: wysoko-temperaturowy gaz odlotowy wytwarzany w wyniku spalania kotła na biomasę wchodzi do kanału przepływowego po stronie gorącej wymiennika ciepła gazów odlotowych przez przewód kominowy i przekazuje ciepło do zimnego czynnika w kanale przepływowym strony zimnej przez metalową powierzchnię wymiany ciepła wymiennika ciepła (np. zimne powietrze wchodzące do kotła, woda obiegowa w produkcji itp.); Po zakończeniu wymiany ciepła temperatura spalin ulega znacznemu obniżeniu do około 150 stopni i jest odprowadzana po spełnieniu wymagań dotyczących emisji do środowiska; Zimne medium pochłaniające ciepło można wykorzystać do wstępnego podgrzewania powietrza do spalania w kotle, ogrzewania procesu produkcyjnego, ogrzewania i innych scenariuszy, realizując wykorzystanie zasobów ciepła odpadowego i tworząc pozytywny cykl „oszczędności energii i redukcji zużycia → ochrony środowiska i redukcji emisji”.
W oparciu o charakterystykę eksploatacyjną kotłów na biomasę, powszechnie stosowane w przemyśle wymienniki ciepła gazów odlotowych dzieli się głównie na trzy kategorie. Każdy rodzaj produktu dostosowany jest do kotłów na biomasę o różnej skali i warunkach pracy, o różnych zaletach konstrukcyjnych, spełniając różnorodne potrzeby w zakresie odzysku ciepła odpadowego.
Płytowy wymiennik ciepła na gazy odlotowe jest preferowanym rozwiązaniem dla małych i średnich-kotłów na biomasę. Jego rdzeń składa się z wielu zestawów metalowych płyt falistych, a zimne i gorące media przepływają po obu stronach płyt, zapewniając wydajną wymianę ciepła przez cienkie płyty. Specjalna konstrukcja płyt falistych powoduje wymuszone turbulencje w kanale przepływu, znacznie poprawiając współczynnik przenikania ciepła. Sprawność wymiany ciepła jest znacznie wyższa niż w przypadku tradycyjnych wymienników ciepła typu spalinowego, a współczynnik przenikania ciepła wynosi 30-50W/(m ² · K). Struktura jest zwarta, a objętość jest mniejsza przy tej samej wydajności wymiany ciepła. Strukturę popiołu zapobiegającą zatykaniu można dostosować do warunków pracy, aby spełnić wymagania dotyczące układu przestrzennego małych i średnich kotłów na biomasę. Jednocześnie płytowy wymiennik ciepła ma odłączaną konstrukcję, która jest wygodna do codziennego czyszczenia i konserwacji, a także może skutecznie radzić sobie z problemem wysokiej zawartości pyłu w gazach odlotowych z biomasy, unikając osadzania się kamienia i blokowania, które wpływają na wydajność operacyjną.
Rurowe wymienniki ciepła na gaz odlotowy są bardziej odpowiednie dla-scenariuszy gazów spalinowych o wysokiej temperaturze i dużej objętości powietrza, takich jak duże kotły na biomasę i elektrownie na biomasę. Składają się z wiązek rur stalowych, z-gazu odlotowego o wysokiej temperaturze przepływającego na zewnątrz rur i zimnego czynnika przepływającego wewnątrz rur, co umożliwia przenoszenie ciepła przez metalowe ścianki rur. Rurowy wymiennik ciepła działa niezawodnie, ma dużą odporność na ciśnienie i może dostosować się do warunków wysokiej temperatury gazów spalinowych z kotła na biomasę. Konstrukcja wiązki rur jest łatwa do wyposażenia w urządzenie czyszczące, które może skutecznie oczyścić spaliny o dużej zawartości pyłu. Aby zwiększyć odporność na korozję, wiązki rur rurowych wymienników ciepła są często wykonane z materiałów takich jak stal nierdzewna 304, 316L, stal-odporna na ciepło itp., które są odporne na erozję składników korozyjnych w gazach odlotowych z biomasy i wydłużają żywotność sprzętu.
W ostatnich latach powszechnie stosuje się-wymienniki ciepła gazów spalinowych z przepływem dwufazowym jako nowy typ sprzętu do wymiany ciepła w kotłach na biomasę. Przyjmuje podzieloną strukturę, składającą się z końca pochłaniającego ciepło i końca uwalniającego ciepło, połączonych zamkniętym rurociągiem, tworząc system cyrkulacji. Do wnętrza wtryskiwany jest dedykowany czynnik wymiany ciepła, który pochłania ciepło gazów spalinowych od strony pochłaniającej ciepło i odparowuje, tworząc parę nasyconą. Po wejściu na koniec uwalniający ciepło w celu uwolnienia ciepła, skrapla się ono do stanu ciekłego, a cykl się powtarza, aby zakończyć wymianę ciepła. Jego podstawowa zaleta polega na możliwości ciągłego kontrolowania temperatury ścianek wymiennika ciepła powyżej temperatury punktu rosy gazów spalinowych, co zasadniczo pozwala uniknąć problemów z korozją w niskich-temperaturach i blokowaniem kamienia. Jednocześnie osiąga kontrolowaną i regulowaną temperaturę ścianek, która może dostosować się do warunków pracy zmiennych odmian paliwa biomasowego i wahań obciążenia. Jego żywotność jest znacznie dłuższa niż w przypadku tradycyjnych wymienników ciepła z rurkami cieplnymi, a sprawność odzysku ciepła odpadowego utrzymuje się na stabilnym poziomie ponad 80%.
Zastosowanie wymienników ciepła gazów spalinowych z kotłów na biomasę osiągnęło potrójny przełom w oszczędzaniu energii, ochronie środowiska i korzyściach ekonomicznych, stając się ważnym wsparciem w promowaniu-rozwoju wysokiej jakości energii z biomasy. Jeśli chodzi o oszczędzanie energii i redukcję zużycia, poprzez odzyskiwanie ciepła odpadowego ze gazów spalinowych w celu wstępnego podgrzania powietrza do spalania w kotle, wydajność spalania w kotle można poprawić o około 2% -3% na każde 100 stopni wzrostu temperatury powietrza. Przy tej samej wydajności parowania zużycie paliwa można zmniejszyć o 5% -15%, a okres zwrotu inwestycji wynosi zwykle 1-2 lata. Po zainstalowaniu płytowego wymiennika ciepła spalin ze stali nierdzewnej w połączeniu z kotłem na pellet z trocin, temperatura spalin spadła z 320 stopni do 160 stopni, a temperatura powietrza na wlocie wzrosła do 180 stopni. Sprawność cieplna kotła wzrosła o prawie 6%, a zużycie paliwa spadło o około 12%, co wpłynęło na znaczną oszczędność energii.
Jeśli chodzi o ochronę środowiska i redukcję emisji, wymienniki ciepła gazów spalinowych mogą obniżyć temperaturę spalin z kotłów na biomasę z ponad 300 stopni do około 150 stopni, co nie tylko zmniejsza zanieczyszczenie termiczne gazów spalinowych o wysokiej-temperaturze do atmosfery, ale także zmniejsza wytwarzanie substancji zanieczyszczających, takich jak NOx - dzięki pełniejszemu spalaniu, emisje substancji zanieczyszczających, takich jak CO i NOx, są znacznie zmniejszone, pomagając przedsiębiorstwom osiągnąć ultra-niską emisję standardy. Jednocześnie obniżenie temperatury spalin może zmniejszyć obciążenie termiczne powierzchni grzewczej i urządzeń odpylających na końcu kotła, wydłużyć żywotność kotła i układu spalinowego oraz zmniejszyć koszty konserwacji urządzeń. Ponadto stężenie pyłu i składników żrących w gazach odlotowych po odzyskiwaniu ciepła odpadowego jest jeszcze bardziej zmniejszane, co ogranicza zanieczyszczenie środowiska atmosferycznego i jest zgodne z kierunkiem rozwoju czystej i niskoemisyjnej-energii z biomasy.
Wraz z ciągłym rozwojem branży energetycznej na biomasę i coraz bardziej rygorystyczną polityką środowiskową, prędkość iteracji technologicznej wymienników ciepła gazów spalinowych z kotłów na biomasę stale rośnie. W przyszłości branża skoncentruje się na trzech głównych kierunkach: innowacjach materiałowych, inteligentnej modernizacji i integracji systemów. Jeśli chodzi o materiały, promowane będą nowe materiały, takie jak nanopowłoki i materiały kompozytowe wzmocnione grafenem, aby zmniejszyć odporność termiczną zanieczyszczeń, poprawić odporność sprzętu na korozję i przewodność cieplną, a także jeszcze bardziej wydłużyć żywotność sprzętu; Jeśli chodzi o inteligentne sterowanie, integrację cyfrowego bliźniaka i technologię konserwacji predykcyjnej opartej na sztucznej inteligencji,-monitorowanie stanu działania sprzętu w czasie rzeczywistym, ostrzeganie o usterkach i precyzyjną konserwację, ograniczanie nieplanowanych przestojów oraz obniżanie kosztów eksploatacji i konserwacji; Jeśli chodzi o integrację systemu, będziemy promować łączenie wymienników ciepła gazów spalinowych z wytwarzaniem energii ORC, absorpcyjnymi pompami ciepła i innymi technologiami, aby osiągnąć odzysk ciepła odpadowego w pełnym zakresie temperatur 80–600 stopni, maksymalizować efektywność wykorzystania ciepła odpadowego oraz integrować się z systemami odazotowania, odsiarczania, usuwania pyłu i innymi systemami w celu osiągnięcia zintegrowanego oczyszczania wielu substancji zanieczyszczających.
Jako „strażnicy odzysku ciepła odpadowego” w kotłach na biomasę, wymienniki ciepła na gaz odlotowy nie tylko rozwiązują problemy branżowe związane z energią cieplną odpadową i emisją zanieczyszczeń z gazów odlotowych z kotłów na biomasę, ale także promują rozwój energii z biomasy w kierunku wysokiej wydajności, czystości i inteligencji. Dzięki ciągłym innowacjom technologicznym i ciągłemu rozszerzaniu scenariuszy zastosowań wymienniki ciepła spalin z kotłów na biomasę będą odgrywać ważniejszą rolę w wykorzystaniu energii odnawialnej i osiąganiu celów „podwójnego węgla”, pomagając przedsiębiorstwom w osiągnięciu skoordynowanego rozwoju w zakresie oszczędzania energii, ochrony środowiska, redukcji emisji i korzyści ekonomicznych, nadając silny impuls-rozwojowi wysokiej jakości chińskiego przemysłu czystej energii.
