Quandu cercanu modi per aumentà l'efficienza di l'imprese in u settore energeticu, è ancu altre strutture industriali chì utilizanu l'equipaggiu chì brusgia i combustibili fossili (vapore, caldaie d'acqua calda, furnaces di prucessu, etc.), u prublema di utilizà u putenziale di canna fumaria. gasi ùn hè micca risuscitatu in u primu locu.
Intantu, basandusi in normi di calculu esistenti sviluppati decennii fà è stabilitu standard per selezziunà l'indicatori chjave di prestazione di tali equipaghji, l'urganisazioni operative perdenu soldi, littiralmente sguassate in a fossa, aggravendu simultaneamente a situazione ambientale à scala globale.
Se, cum'è u cumandamentu "", pensate chì hè sbagliatu per mancà l'uppurtunità di piglià cura di l'ambiente è a salute di i residenti di a vostra cità cù benefici per u budget di l'impresa, leghjite l'articulu nantu à cumu trasfurmà i gasi di fume in una risorsa energetica.
Studià i normi
U paràmetru chjave chì determina l'efficienza di una unità di caldaia hè a temperatura di i gasi di fume. U calore persu cù i gasi di scarico custituiscenu una parte significativa di tutte e perdite di calore (inseme cù perditi di calore da a combustione chimica è meccanica di u carburante, perditi cù u calore fisicu da scorie, è ancu i perditi di calore in l'ambiente per via di u rinfrescante esternu). Queste pèrdite anu un impattu decisivu nantu à l'efficienza di a caldaia, riducendu a so efficienza. Cusì, avemu capitu chì u più bassu a temperatura di u gasu, u più altu l'efficienza di a caldaia.
A temperatura ottimali di u gasu di fume per i diversi tipi di carburante è i paràmetri di u funziunamentu di a caldaia hè determinata nantu à a basa di i calculi tecnichi è ecunomichi in a prima fase di a so creazione. À u listessu tempu, l'usu massimu utile di u calore di gas di scarico hè tradizionalmente ottenutu da l'aumentu di a dimensione di e superfici di riscaldamentu cunvective, è ancu di u sviluppu di e superfici di cuda - economizers d'acqua, riscaldatori d'aria regenerative.
Ma ancu malgradu l'intruduzioni di tecnulugii è l'equipaggiu per a ricuperazione di u calore più cumpletu, a temperatura di i gasi di fume, secondu a documentazione regulatoria attuale, deve esse in a gamma:
- 120-180 °C per e caldaie à carburante solidu (secondu u cuntenutu di umidità di u carburante è i paràmetri di u funziunamentu di a caldaia),
- 120-160 ° C per e caldaie chì utilizanu fuel oil (secondu u cuntenutu di sulfuru in questu),
- 120-130 °C per caldaie à gas naturale.
I valori indicati sò determinati in cunsiderà i fatturi di sicurezza ambientale, ma principalmente basatu nantu à i requisiti per u rendiment è a durabilità di l'equipaggiu.
Cusì, u limitu minimu hè stabilitu in modu per eliminà u risicu di cundensazione in a parti cunvectiva di a caldaia è più in u duct (in i canne è a chimney). In ogni casu, per prevene a corrosione, ùn hè micca necessariu sacrificà u calore, chì hè liberatu in l'atmosfera invece di fà un travagliu utile.
Currusioni. Eliminate i risichi
Ùn discutemu micca chì a corrosione hè un fenomenu dispiacevule chì pò mette in periculu u funziunamentu sicuru di una stallazione di caldaia è accurtà significativamente a so vita di serviziu prevista.
Quandu i gasi di fume sò rinfriscati à a temperatura di u puntu di rugiada è sottu, si trova a condensazione di u vapore d'acqua, cù quale i composti NOx è SOx passanu in un statu liquidu, chì, quandu reagiscenu cù l'acqua, formanu acidi chì anu un effettu distruttivu nantu à l'internu. superfici di a caldaia. Sicondu u tipu di carburante brusgiatu, a temperatura di u puntu di rugiada à l'acidu pò varià, è ancu a cumpusizioni di l'acidi precipitati cum'è condensatu. U risultatu, però, hè u listessu - corrosione.
I gasi di scarico di e caldaie chì operanu à u gasu naturali sò principarmenti custituiti da i seguenti prudutti di combustione: vapor d'acqua (H2O), diossidu di carbonu (CO2), monossidu di carbonu (CO) è idrocarburi infiammabili incombusti CnHm (l'ultimi dui appariscenu durante a combustione incompleta di carburante quandu u modu di combustione ùn hè micca aghjustatu).
Siccomu l'aria atmosferica cuntene una grande quantità di nitrogenu, frà altri cose, l'ossidi di nitrogenu NO è NO2, cullettivamente chjamati NOx, appariscenu in i prudutti di combustione, chì anu un effettu preghjudiziu à l'ambiente è a salute umana. Quandu si combina cù l'acqua, l'ossidi di nitrogenu formanu l'acidu nitricu corrosivu.
Quandu u fuel oil è u carbone sò brusgiati, l'ossidi di sulfuru chjamati SOx appariscenu in i prudutti di combustione. U so impattu negativu nantu à l'ambiente hè statu ancu assai investigatu è ùn hè micca dubbitu. U condensatu àcitu furmatu quandu interagisce cù l'acqua provoca a corrosione sulfurosa di e superfici cale.
Tradizionalmente, a temperatura di u gasu di fume, cum'è mostra sopra, hè sceltu in modu chì prutege l'equipaggiu da a precipitazione àcida nantu à a superficia di riscaldamentu di a caldaia. Inoltre, a temperatura di i gasi deve assicurà a cundensazione di NOx è SOx fora di u percorsu di u gasu per prutege micca solu a caldaia stessu, ma ancu i fumi cù a chimney da i prucessi di corrosione. Di sicuru, ci sò certe norme chì limitanu a cuncentrazione permissibile di emissioni di l'ossidi di nitrogenu è di sulfuru, ma questu ùn hè micca in ogni modu nega u fattu chì questi prudutti di combustione s'accumulanu in l'atmosfera di a Terra è cascanu in forma di precipitazione àcida nantu à a so superficia. .
U sulphur cuntenutu in l'oliu di carburante è u carbone, è ancu l'entrainment di particeddi incunificate di carburante solidu (cumprese a cendra) impone cundizioni supplementari per a purificazione di gasi di fume. L'usu di sistemi di purificazione di gas aumenta significativamente u costu è a cumplessità di u prucessu di usu di u calore da i gasi di fume, facendu tali misure pocu attrattivi da un puntu di vista ecunomicu, è spessu praticamenti micca prufittu.
In certi casi, l'autorità lucali anu stabilitu una temperatura minima di gas di fume à a bocca di a pinza per assicurà una dispersione adatta di gas di fume è micca panache. Inoltre, certi imprese puderanu aduttà volontariamente tali pratiche per migliurà a so imaghjina, postu chì u publicu generale spessu interpreta a prisenza di una penna di fumu visibile cum'è un signu di contaminazione ambientale, mentre chì l'absenza di una piuma di fumu pò esse vistu cum'è un signu di pulita. pruduzzione.
Tuttu chistu porta à u fattu chì, in certi cundizioni climatichi, l'imprese ponu sopra à riscalda i gasi di fume prima di liberà in l'atmosfera. Ancu s'ellu si capisce a cumpusizioni di i gasi di scarico di una caldaia chì opera nantu à u gasu naturale (hè discutitu in dettagliu sopra), diventa evidenti chì u "fumu" biancu chì vene da a caminetta (se u modu di combustione hè cunfiguratu currettamente) hè soprattuttu. U vapore d'acqua hè furmatu in u risultatu di a reazzione di combustione di gas naturale in u fornu di a caldaia.
A lotta contru a corrosione richiede l'usu di materiali chì sò resistenti à i so effetti negativi (tali materiali esistenu è ponu esse aduprati in installazioni chì utilizanu gasu, prudutti di petroliu è ancu rifiuti cum'è carburante), è ancu l'urganizazione di cullizzioni, trasfurmazioni di acidi. condensate è a so eliminazione.
Tecnulugia
L'intruduzioni di una serie di misure per riduce a temperatura di i gasi di fume daretu à a caldaia in una impresa esistente assicura un aumentu di l'efficienza di tutta a stallazione, chì include l'unità di caldaia, utilizendu, prima di tuttu, a caldaia stessu (u calore. generatu in questu).
U cuncettu di tali suluzioni essenzialmente si riduce à una cosa: un scambiatore di calore hè stallatu in a seccione di u fumu finu à a chimney, chì assorbe u calore di i gasi di fume cù un mediu di rinfrescante (per esempiu, l'acqua). Questa acqua pò esse direttamente u coolant finale chì deve esse riscaldatu, o un agentu intermediariu chì trasfiriu u calore à traversu l'equipaggiu di scambiu di calore supplementu à un altru circuitu.
U schema schematicu hè mostratu in a figura:
U condensatu resultanti hè cullatu direttamente in u voluminu di u novu scambiatore di calore, chì hè fattu di materiali resistenti à a corrosione. Questu hè duvuta à u fattu chì a soglia di temperatura di u puntu di rugiada per l'umidità cuntenuta in u voluminu di gasi di scarico hè superatu precisamente in u scambiatore di calore. Cusì, ùn hè micca solu u calore fisicu di i gasi di fume hè utile, ma ancu u calore latente di condensazione di u vapore d'acqua cuntenutu in elli. L'apparechju stessu deve esse cuncepitu in modu chì u so disignu ùn furnisce micca una resistenza aerodinamica eccessiva è, per quessa, deteriora e cundizioni di u funziunamentu di a caldaia.
U disignu di u scambiatore di calore pò esse sia un scambiatore di calore di ricuperazione cunvinziunali, induve u trasferimentu di calore da i gasi à u liquidu passa per un muru divisoriu, sia un scambiatore di calore di cuntattu, in quale i gasi di fume entranu direttamente in cuntattu cù l'acqua, chì hè spruzzata da ugelli in u so flussu.
Per un scambiatore di calore recuperatore, risolviri u prublema di u cundensatu àcitu vene à urganizà a so cullizzioni è a neutralizazione. In u casu di un scambiatore di calore di cuntattu, hè aduprata un accostu ligeramente sfarente, un pocu simili à a purga periodica di u sistema di fornitura d'acqua circulante: cum'è l'acidità di u liquidu circulante aumenta, una certa quantità di questu hè purtatu in u tank di almacenamento, induve hè trattatu cù reagenti cù l'eliminazione sussegwente di l'acqua in u sistema di drenagiu, o dirigendu in u ciculu tecnologicu.
Certi appiicazioni di l'energia di u gasu di u gasu pò esse limitatu à causa di e differenze trà a temperatura di i gasi è i requisiti di temperatura specifichi à l'ingressu di u prucessu di cunsumu d'energia. Tuttavia, ancu per tali situazioni apparentemente senza fine, hè statu sviluppatu un approcciu chì s'appoghja nantu à e tecnulugia è l'equipaggiu qualitativamente novi.
Per aumentà l'efficienza di u prucessu di ricuperazione di u calore di u gasu di fume, suluzioni innovatori basate nantu à pompe di calore sò sempre più aduprate in a pratica mundiale cum'è un elementu chjave di u sistema. In certi settori industriali (per esempiu, bioenergia), tali suluzioni sò aduprate nantu à a maiò parte di e caldaie cumissioni. Risparmi supplementari in risorse energetiche primarie in questu casu sò ottenuti per via di l'usu micca di macchine elettriche tradiziunali di cumpressione di vapore, ma di pompe di calore di bromuru di litiu (ABTH) ad assorbimentu più affidabili è tecnologicamente avanzati, chì necessitanu calore piuttostu cà l'electricità per operare (spessu questu. pò esse u calore residuale inutilizatu, chì hè presente in abbundanza in quasi ogni impresa). Stu calore da una fonte di riscaldamentu di terzu attivate u ciculu internu ABTH, chì permette di trasfurmà u putenziale di temperatura dispunibile di i gasi di fume è trasfiriri à l'ambienti più caldi.
risultatu
U rinfrescante di i gasi di a caldaia cù tali suluzioni pò esse abbastanza prufonda - finu à 30 è ancu 20 ° C da l'iniziali 120-130 ° C. U calore resultanti hè abbastanza per calà l'acqua per i bisogni di u trattamentu di l'acqua chimica, u maquillaje, l'approvvigionamentu d'acqua calda è ancu a rete di calefaccia.
In questu casu, u risparmiu di carburante pò ghjunghje à 5÷10%, è un aumentu di l'efficienza di l'unità di a caldaia pò ghjunghje à 2÷3%.
Cusì, l'implementazione di a tecnulugia descritta permette di risolve parechji prublemi à una volta. Questu:
- l'usu più cumpletu è benefiziu di u calore di i gasi di fume (cum'è u calore latente di condensazione di vapore d'acqua),
- riduzzione di emissioni di NOx è SOx in l'atmosfera,
- ottene una risorsa supplementaria - acqua purificata (chì pò esse utilemente utilizata in ogni impresa, per esempiu, cum'è alimentazione per e rete di riscaldamentu è altri circuiti d'acqua),
- eliminazione di u fumu (diventa appena visibile o sparisce cumplettamente).
A pratica mostra chì a fattibilità di utilizà tali suluzione dipende principalmente da:
- a pussibilità di usu utile di u calore dispunibule da i gasi di fume,
- durata di usu di l'energia termica ricevuta annu,
- u costu di risorse energetiche in l'impresa,
- a prisenza di superà a cuncentrazione massima permissibile di emissioni per NOx è SOx (in quantu à a gravità di a legislazione ambientale locale),
- un metudu per neutralizà u condensatu è l'opzioni per u so usu più.
Source: www.habr.com