Energetika sahəsində müəssisələrin, eləcə də mədən yanacaqlarını yandıran avadanlıqlardan (buxar, isti su qazanları, texnoloji sobalar və s.) istifadə edən digər sənaye obyektlərinin fəaliyyətinin səmərəliliyinin artırılması yolları axtarılarkən tüstü borularının potensialından istifadə məsələsi gündəmə gətirilir. qazlar ilk növbədə qaldırılmır.
Eyni zamanda, onilliklər əvvəl hazırlanmış mövcud hesablama standartlarına və bu cür avadanlıqların əsas performans göstəricilərinin seçilməsi üçün müəyyən edilmiş standartlara əsaslanaraq, əməliyyat təşkilatları pul itirir, onları sözün əsl mənasında boş yerə atır, eyni zamanda qlobal miqyasda ekoloji vəziyyəti pisləşdirir.
Əgər əmri bəyənsəniz", siz düşünürsünüz ki, ətraf mühitin və şəhərinizin sakinlərinin sağlamlığının qayğısına qalmaq fürsətini müəssisənin büdcəsi üçün fayda ilə əldən verməyin, baca qazlarını enerji mənbəyinə necə çevirmək barədə məqaləni oxuyun.
Standartların öyrənilməsi
Qazan qurğusunun səmərəliliyini təyin edən əsas parametr baca qazlarının temperaturudur. Egzoz qazları ilə itirilən istilik bütün istilik itkilərinin əhəmiyyətli hissəsini təşkil edir (yanacağın kimyəvi və mexaniki yanmasından istilik itkiləri, şlaklardan fiziki istilik itkiləri, həmçinin xarici soyutma nəticəsində ətraf mühitə istilik sızması ilə birlikdə). Bu itkilər qazanın səmərəliliyinə həlledici təsir göstərir, onun səmərəliliyini azaldır. Beləliklə, baca qazının temperaturu nə qədər aşağı olarsa, qazanın səmərəliliyi daha yüksək olduğunu başa düşürük.
Müxtəlif yanacaq növləri və qazanın işləmə parametrləri üçün optimal baca qazının temperaturu onun yaradılmasının ən erkən mərhələsində texniki və iqtisadi hesablamalar əsasında müəyyən edilir. Eyni zamanda, işlənmiş qazın istiliyindən maksimum faydalı istifadə ənənəvi olaraq konvektiv qızdırıcı səthlərin ölçüsünü artırmaqla, həmçinin quyruq səthlərinin inkişafı ilə əldə edilir - su ekonomizerləri, regenerativ hava qızdırıcıları.
Ən tam istilik bərpası üçün texnologiya və avadanlıqların tətbiqinə baxmayaraq, mövcud normativ sənədlərə görə, baca qazlarının temperaturu aşağıdakı diapazonda olmalıdır:
- Bərk yanacaq qazanları üçün 120-180 °C (yanacağın rütubətindən və qazanın iş parametrlərindən asılı olaraq),
- Mazutu istifadə edən qazanlar üçün 120-160 °C (tərkibindəki kükürdün miqdarından asılı olaraq),
- Təbii qaz qazanları üçün 120-130 °C.
Göstərilən dəyərlər ekoloji təhlükəsizlik amilləri nəzərə alınmaqla müəyyən edilir, lakin ilk növbədə avadanlığın performansına və dayanıqlığına olan tələblərə əsaslanır.
Beləliklə, minimum hədd qazanın konvektiv hissəsində və daha sonra kanal boyunca (baca və bacada) kondensasiya riskini aradan qaldıracaq şəkildə müəyyən edilir. Bununla belə, korroziyanın qarşısını almaq üçün faydalı iş yerinə atmosferə buraxılan istiliyi qurban vermək heç də lazım deyil.
Korroziya. Riskləri aradan qaldırın
Korroziyanın qazan qurğusunun təhlükəsiz istismarına təhlükə yarada biləcək və nəzərdə tutulan xidmət müddətini əhəmiyyətli dərəcədə qısaldacaq xoşagəlməz bir hadisə olduğunu iddia etmirik.
Baca qazları şeh nöqtəsi temperaturuna və ondan aşağıya qədər soyuduqda, su buxarının kondensasiyası baş verir, bununla birlikdə NOx və SOx birləşmələri maye vəziyyətə keçir, su ilə reaksiya verdikdə, daxili mühitə dağıdıcı təsir göstərən turşular əmələ gətirir. qazanın səthləri. Yanan yanacağın növündən asılı olaraq turşunun şeh nöqtəsinin temperaturu, həmçinin kondensat kimi çökən turşuların tərkibi dəyişə bilər. Nəticə isə eynidir - korroziya.
Təbii qazla işləyən qazanların işlənmiş qazları əsasən aşağıdakı yanma məhsullarından ibarətdir: su buxarı (H2O), karbon qazı (CO2), karbonmonoksit (CO) və yanmamış yanar karbohidrogenlər CnHm (sonuncu ikisi yanacağın natamam yanması zamanı yaranır. yanma rejimi tənzimlənməyib).
Atmosfer havasında çoxlu miqdarda azot olduğundan, başqa şeylərlə yanaşı, ətraf mühitə və insan sağlamlığına zərərli təsir göstərən yanma məhsullarında ümumi olaraq NOx adlanan NO və NO2 azot oksidləri görünür. Azot oksidləri su ilə birləşdikdə aşındırıcı azot turşusu əmələ gətirir.
Mazut və kömür yandırıldıqda yanma məhsullarında SOx adlanan kükürd oksidləri əmələ gəlir. Onların ətraf mühitə mənfi təsiri də geniş şəkildə araşdırılıb və şübhə doğurmur. Su ilə qarşılıqlı əlaqə zamanı yaranan turşu kondensat istilik səthlərinin kükürd korroziyasına səbəb olur.
Ənənəvi olaraq, baca qazının temperaturu, yuxarıda göstərildiyi kimi, qazanın istilik səthlərində avadanlığı turşu yağışından qorumaq üçün seçilir. Bundan əlavə, qazların temperaturu yalnız qazanın özünü deyil, həm də baca ilə bacaları korroziya proseslərindən qorumaq üçün qaz yolundan kənarda NOx və SOx-in kondensasiyasını təmin etməlidir. Əlbəttə ki, azot və kükürd oksidlərinin emissiyalarının icazə verilən konsentrasiyalarını məhdudlaşdıran müəyyən standartlar var, lakin bu heç bir şəkildə bu yanma məhsullarının Yer atmosferində toplanması və səthində turşu yağıntıları şəklində düşməsi faktını inkar etmir. .
Mazutun və kömürün tərkibində olan kükürd, həmçinin bərk yanacağın yanmamış hissəciklərinin (kül də daxil olmaqla) daxil olması baca qazlarının təmizlənməsi üçün əlavə şərait yaradır. Qaz təmizləmə sistemlərinin istifadəsi baca qazlarından istilikdən istifadə prosesinin dəyərini və mürəkkəbliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır, bu cür tədbirləri iqtisadi baxımdan zəif cəlbedici edir və çox vaxt praktiki olaraq sərfəli deyil.
Bəzi hallarda, yerli hakimiyyət orqanları adekvat tüstü qazının yayılmasını və şleyfin olmaması üçün bacanın ağzında minimum tüstü qazı temperaturu təyin edirlər. Bundan əlavə, bəzi müəssisələr öz imicini yaxşılaşdırmaq üçün bu cür təcrübələri könüllü olaraq qəbul edə bilərlər, çünki geniş ictimaiyyət tez-tez görünən tüstü lələyinin mövcudluğunu ətraf mühitin çirklənməsi əlaməti kimi şərh edir, tüstü bucağının olmaması isə təmizliyin əlaməti kimi qiymətləndirilə bilər. istehsal.
Bütün bunlar ona gətirib çıxarır ki, müəyyən hava şəraitində müəssisələr tüstü qazlarını atmosferə buraxmazdan əvvəl xüsusi olaraq qızdıra bilərlər. Təbii qazla işləyən bir qazanın işlənmiş qazlarının tərkibini başa düşsək də (yuxarıda ətraflı müzakirə olunur), bacadan gələn ağ "tüstü" (yanma rejimi düzgün qurulubsa) daha çox olduğu aydın olur. qazan sobasında təbii qazın yanma reaksiyası nəticəsində əmələ gələn su buxarı.
Korroziya ilə mübarizə onun mənfi təsirlərinə davamlı materialların istifadəsini tələb edir (belə materiallar mövcuddur və qazdan, neft məhsullarından və hətta tullantılardan yanacaq kimi istifadə edən qurğularda istifadə edilə bilər), həmçinin turşuların toplanmasının, emalının təşkilini tələb edir. kondensat və onun atılması.
Технология
Mövcud bir müəssisədə qazanın arxasındakı baca qazlarının temperaturunu azaltmaq üçün bir sıra tədbirlərin tətbiqi, ilk növbədə qazanın özündən (istilikdən) istifadə edərək qazan qurğusunu əhatə edən bütün qurğunun səmərəliliyinin artırılmasını təmin edir. içində yaranır).
Bu cür həllərin konsepsiyası mahiyyət etibarilə bir şeyə qədər qaynayır: baca borusunun bacaya qədər olan hissəsində baca qazlarının istiliyini soyuducu bir mühitlə (məsələn, su) udan bir istilik dəyişdiricisi quraşdırılmışdır. Bu su ya birbaşa qızdırılmalı olan son soyuducu, ya da əlavə istilik mübadiləsi avadanlığı vasitəsilə istiliyi başqa bir dövrəyə ötürən aralıq agent ola bilər.
Sxematik diaqram şəkildə göstərilmişdir:
Yaranan kondensat birbaşa korroziyaya davamlı materiallardan hazırlanmış yeni istilik dəyişdiricisinin həcmində toplanır. Bu, işlənmiş qazların həcmində olan nəmlik üçün şeh nöqtəsi temperatur həddinin istilik dəyişdiricisinin içərisində dəqiq aşılması ilə bağlıdır. Beləliklə, təkcə baca qazlarının fiziki istiliyindən deyil, həm də onların tərkibində olan su buxarının kondensasiyasının gizli istiliyindən faydalı istifadə olunur. Aparatın özü elə tərtib edilməlidir ki, onun konstruksiyası həddindən artıq aerodinamik müqavimət göstərməsin və nəticədə qazan qurğusunun iş şəraitini pisləşdirməsin.
İstilik dəyişdiricisinin dizaynı ya qazlardan mayeyə istilik ötürülməsinin bölünmə divarı vasitəsilə baş verdiyi adi rekuperativ istilik dəyişdiricisi və ya baca qazlarının birbaşa su ilə təmasda olduğu bir əlaqə istilik dəyişdiricisi ola bilər. axınlarında nozzilər.
Rekuperativ istilik dəyişdiricisi üçün turşu kondensatı probleminin həlli onun toplanması və zərərsizləşdirilməsinin təşkilinə aiddir. Kontakt istilik dəyişdiricisi vəziyyətində, dövran edən su təchizatı sisteminin dövri təmizlənməsinə bir qədər bənzəyən bir qədər fərqli bir yanaşma istifadə olunur: sirkulyasiya edən mayenin turşuluğu artdıqca, onun müəyyən bir hissəsi saxlama anbarına aparılır, burada sonradan suyun drenaj sisteminə axıdılması və ya texnoloji dövrəyə yönəldilməsi ilə reagentlərlə təmizlənir.
Baca qazı enerjisinin müəyyən tətbiqləri qazların temperaturu ilə enerji sərf edən prosesin girişindəki xüsusi temperatur tələbləri arasındakı fərqlərə görə məhdudlaşdırıla bilər. Bununla belə, hətta çıxılmaz görünən vəziyyətlər üçün keyfiyyətcə yeni texnologiyalara və avadanlıqlara əsaslanan bir yanaşma hazırlanmışdır.
Baca qazlarının istiliyinin bərpası prosesinin səmərəliliyini artırmaq üçün sistemin əsas elementi kimi dünya praktikasında istilik nasoslarına əsaslanan innovativ həllər getdikcə daha çox istifadə olunur. Müəyyən sənaye sahələrində (məsələn, bioenerji) bu cür həllər istismara verilən qazanların əksəriyyətində istifadə olunur. Bu halda ilkin enerji resurslarına əlavə qənaət ənənəvi buxar-kompressiya elektrik maşınlarının deyil, işləməsi üçün elektrikdən daha çox istilik tələb edən daha etibarlı və texnoloji cəhətdən təkmilləşdirilmiş udma litium bromid istilik nasoslarından (ABTH) istifadə etməklə əldə edilir (çox vaxt bu istifadə olunmamış tullantı istilik ola bilər , demək olar ki, hər hansı bir müəssisədə bolca mövcuddur). Üçüncü tərəfin istilik mənbəyindən gələn bu istilik, baca qazlarının mövcud temperatur potensialını çevirməyə və onu daha qızdırılan mühitlərə ötürməyə imkan verən daxili ABTH dövrəsini aktivləşdirir.
Nəticə
Bu cür həllərdən istifadə edərək qazan baca qazlarının soyudulması kifayət qədər dərin ola bilər - ilkin 30-20 ° C-dən 120 və hətta 130 ° C-ə qədər. Yaranan istilik suyun kimyəvi təmizlənməsi, makiyaj, isti su təchizatı və hətta istilik şəbəkəsinin ehtiyacları üçün suyun qızdırılması üçün kifayətdir.
Bu halda yanacağa qənaət 5÷10%-ə, qazan qurğusunun səmərəliliyinin artması isə 2÷3%-ə çata bilər.
Beləliklə, təsvir olunan texnologiyanın tətbiqi bir anda bir neçə problemi həll etməyə imkan verir. Bu:
- baca qazlarının istiliyindən (həmçinin su buxarının kondensasiyasının gizli istiliyindən) ən tam və faydalı istifadə;
- atmosferə NOx və SOx emissiyalarının azaldılması,
- əlavə resurs əldə etmək - təmizlənmiş su (hər hansı bir müəssisədə faydalı istifadə edilə bilər, məsələn, istilik şəbəkələri və digər su dövrələri üçün yem kimi),
- tüstü tüstünün aradan qaldırılması (o, çətin görünür və ya tamamilə yox olur).
Təcrübə göstərir ki, bu cür həllərdən istifadənin mümkünlüyü ilk növbədə aşağıdakılardan asılıdır:
- baca qazlarından mövcud istilikdən faydalı istifadə imkanı,
- ildə alınan istilik enerjisindən istifadə müddəti,
- müəssisədəki enerji resurslarının dəyəri,
- NOx və SOx üçün emissiyaların icazə verilən maksimum konsentrasiyasından artıq olması (həmçinin yerli ekoloji qanunvericiliyin ciddiliyi),
- kondensatın zərərsizləşdirilməsi üsulu və onun sonrakı istifadəsi variantları.
Mənbə: www.habr.com