Топлообменник за отработени газове за котли на биомаса
В сравнение с традиционните котли на изкопаеми горива, горивните характеристики на котлите на биомаса определят особеностите на тяхното третиране на отработените газове - горивата от биомаса имат високо съдържание на влага и съдържание на пепел, а отработените газове, произведени след изгаряне, съдържат голямо количество прах, алкални метали, тежки метали и корозивни компоненти, което поставя по-високи изисквания към устойчивостта на корозия и антиблокирането на топлообменното оборудване. Традиционните топлообменници често имат проблеми като ниска ефективност на топлопренос, лесно образуване на котлен камък и запушване и кратък експлоатационен живот, които не могат да се адаптират към сложните работни условия на котлите на биомаса. Специализираният топлообменник на отработените газове на котлите за биомаса прецизно реши проблемните точки в тази индустрия чрез целенасочен структурен дизайн и оптимизация на материалите, постигайки двойните цели за ефективно възстановяване на отпадъчната топлина от отработените газове и дългосрочна-стабилна работа на оборудването, превръщайки се в незаменимо основно поддържащо оборудване в котелни системи за биомаса.
Основният работен принцип на топлообменника на отработените газове на котлите за биомаса се основава на технология за индиректен топлообмен на газ газ или газ-течност, която постига пренос на топлина между отработените газове с висока-температура и студена среда (въздух, вода и т.н.) без пряк контакт със средата и завършва възстановяването и повторното използване на отпадъчната топлина от отработените газове. Работният процес може просто да се обобщи като затворен -цикличен цикъл на „топлообмен на отпадъчни газове → оползотворяване на отпадъчна топлина → вторично оползотворяване“: високо{5}}температурният отпадъчен газ, генериран от изгарянето на котела за биомаса, навлиза в канала на потока от горещата страна на топлообменника на отпадъчните газове през димоотвода и пренася топлина към студената среда в канала на студения страничен поток през металната топлообменна повърхност на топлообменника (като студен въздух, влизащ в котела, производствена циркулационна вода и т.н.); След завършване на преноса на топлина, температурата на отработените газове е значително намалена до около 150 градуса и се изпуска, след като отговаря на изискванията за емисии в околната среда; Студената среда, която абсорбира топлината, може да се използва за предварително загряване на въздуха за горене на котела, отопление на производствения процес, отопление и други сценарии, реализирайки използването на отпадъчни топлинни ресурси и формиране на добродетелен цикъл на „спестяване на енергия и намаляване на потреблението → опазване на околната среда и намаляване на емисиите“.
Въз основа на работните характеристики на котлите на биомаса, често използваните топлообменници на отпадъчни газове в индустрията се разделят основно на три категории. Всеки тип продукт е адаптиран към котли на биомаса с различни мащаби и работни условия с различни структурни предимства, отговарящи на различни нужди за оползотворяване на отпадна топлина.
Пластинчатият топлообменник за отпадъчни газове е предпочитаното решение за малки и-средни котли на биомаса. Ядрото му се състои от множество комплекти метални гофрирани плочи, а студената и гореща среда протичат от двете страни на плочите, постигайки ефективен топлообмен през тънки плочи. Специалната структура на гофрираните плочи създава принудителна турбуленция в канала на потока, което значително подобрява коефициента на топлопреминаване. Ефективността на топлопреминаване е много по-висока от тази на традиционните топлообменници тип димоотвод, с коефициент на топлопреминаване от 30-50W/(m² · K). Структурата е компактна и обемът е по-малък при същата ефективност на топлопренос. Структурата на пепелта против запушване може да бъде персонализирана според условията на работа, за да отговори на изискванията за пространствено оформление на малки и средни котли на биомаса. В същото време пластинчатият топлообменник има разглобяем дизайн, който е удобен за ежедневно почистване и поддръжка и може ефективно да се справи с проблема с високото съдържание на прах в отпадъчния газ от биомаса, като избягва образуването на котлен камък и запушването, което влияе върху оперативната ефективност.
Топлообменниците за отпадъчни газове от тръбен тип са по-подходящи за сценарии с висока-температура на димния газ и голям обем въздух, като големи котли на биомаса и електроцентрали на биомаса. Те се състоят от стоманени тръбни снопове, с високо{2}}температурни отпадъчни газове, протичащи извън тръбите, и студена среда, протичаща вътре в тръбите, постигайки пренос на топлина през стените на металните тръби. Тръбният топлообменник работи надеждно, има силна устойчивост на налягане и може да се адаптира към условията на висока температура на отработените газове от котел за биомаса. Структурата на тръбния сноп е лесна за оборудване с почистващо устройство, което може ефективно да третира високопрахови отработени газове. За да се подобри устойчивостта на корозия, тръбните снопове на тръбните топлообменници често се изработват от материали като неръждаема стомана 304, 316L, устойчива на топлина -стомана и т.н., които могат да устоят на ерозията на корозивните компоненти в отпадъчния газ от биомаса и да удължат експлоатационния живот на оборудването.
През последните години дву{0}}топлообменниците на отработените газове с двуфазен поток се използват широко като нов тип топлообменно оборудване в областта на котлите за биомаса. Той приема разделена структура, състояща се от край, абсорбиращ топлината и край, освобождаващ топлина, свързани чрез затворен тръбопровод, за да образуват циркулационна система. Вътре се впръсква специална топлообменна среда, която абсорбира топлината на отработените газове в топлопоглъщащия край и се изпарява в наситена пара. След като навлезе в отделящия топлина край, за да освободи топлина, той кондензира в течно състояние и цикълът се повтаря, за да завърши преноса на топлина. Неговото основно предимство се крие във възможността винаги да се контролира температурата на стената на топлообменника над температурата на точката на оросяване на отработените газове, като основно се избягва корозията при ниски-температури и проблемите със запушване с котлен камък. В същото време се постига контролируема и регулируема температура на стените, която може да се адаптира към работните условия на променливи разновидности на гориво от биомаса и колебания в натоварването. Неговият експлоатационен живот е много по-дълъг от традиционните топлообменници с топлинни тръби, а ефективността на възстановяване на отпадната топлина е стабилна на над 80%.
Прилагането на топлообменници за изгорели газове на котли за биомаса постигна троен пробив в енергоспестяването, опазването на околната среда и икономическите ползи, превръщайки се във важна подкрепа за насърчаване на високо-качественото развитие на енергията от биомаса. По отношение на енергоспестяването и намаляването на консумацията, чрез възстановяване на отпадъчната топлина от отработените газове за предварително загряване на въздуха за горене на котела, ефективността на горене на котела може да се подобри с около 2% -3% за всеки 100 градуса увеличение на температурата на въздуха. При същия капацитет на изпаряване разходът на гориво може да бъде намален с 5% -15%, а периодът на възвръщаемост на инвестицията обикновено е между 1-2 години. След инсталирането на топлообменник за отработени газове от неръждаема стомана във връзка с котел за пелети от дървени стърготини, температурата на отработените газове намаля от 320 градуса на 160 градуса, а температурата на входящия въздух се увеличи до 180 градуса. Топлинната ефективност на котела се повишава с близо 6%, а разходът на гориво намалява с около 12%, със значителни енергоспестяващи ефекти.
По отношение на опазването на околната среда и намаляването на емисиите, топлообменниците на отработените газове могат да намалят температурата на отработените газове на котлите на биомаса от над 300 градуса до около 150 градуса, което не само намалява топлинното замърсяване на димните газове с висока-температура в атмосферата, но също така намалява генерирането на замърсители като NOx - поради по-пълно изгаряне, емисиите на замърсители като тъй като CO и NOx са значително намалени, което помага на предприятията да отговарят на стандартите за свръх-ниски емисии. В същото време намаляването на температурата на димните газове може да намали топлинното натоварване на нагревателната повърхност и оборудването за отстраняване на прах в опашката на котела, да удължи експлоатационния живот на котела и димоотводната система и да намали разходите за поддръжка на оборудването. В допълнение, концентрацията на прах и корозивни компоненти в отпадъчните газове след оползотворяване на отпадната топлина е допълнително намалена, намалявайки замърсяването на атмосферната среда и привеждайки се в съответствие с позиционирането на разработката на чиста и ниско{7}}въглеродна енергия от биомаса.
С непрекъснатото развитие на индустрията за енергия от биомаса и все по-стриктните политики за околната среда, скоростта на технологична итерация на топлообменниците на отработените газове на котли за биомаса продължава да се ускорява. В бъдеще индустрията ще се съсредоточи върху три основни направления: иновация на материалите, интелигентно надграждане и системна интеграция. По отношение на материалите, нови материали като нано покрития и подсилени с графен композитни материали ще бъдат насърчавани за намаляване на термичната устойчивост на замърсяване, подобряване на корозионната устойчивост на оборудването и топлопроводимостта и допълнително удължаване на експлоатационния живот на оборудването; От гледна точка на интелигентно управление, интегриране на дигитален близнак и технология за предсказуема поддръжка на AI, наблюдение-в реално време на работното състояние на оборудването, постигане на предупреждение за неизправност и прецизна поддръжка, намаляване на непланираните престои и понижаване на разходите за експлоатация и поддръжка; По отношение на системната интеграция, ние ще насърчим свързването на топлообменници на отработени газове с ORC генериране на енергия, абсорбционни термопомпи и други технологии за постигане на възстановяване на отпадната топлина в пълния температурен диапазон от 80-600 градуса, максимизиране на ефективността на оползотворяване на отпадъчната топлина и интегриране с денитрификация, десулфуризация, отстраняване на прах и други системи за постигане на интегрирано третиране на множество замърсители.
Като „пазител на оползотворяването на отпадъчната топлина“ за котли на биомаса, топлообменниците на отпадъчни газове не само решават индустриалните проблеми с отпадъчната топлинна енергия и емисиите на замърсяване от отпадъчния газ от котли на биомаса, но също така насърчават развитието на енергията от биомаса към висока ефективност, чистота и интелигентност. С непрекъснатото обновяване на технологиите и непрекъснатото разширяване на сценариите за приложение, топлообменниците на котли за биомаса ще играят по-важна роля в използването на възобновяема енергия и постигането на целите за „двоен въглерод“, помагайки на предприятията да постигнат координирано развитие на енергоспестяването, опазването на околната среда, намаляването на емисиите и икономическите ползи, като инжектират силен тласък във високо-качественото развитие на индустрията за чиста енергия в Китай.
