Kur kërkoni mënyra për të rritur efikasitetin e ndërmarrjeve në sektorin e energjisë, si dhe objekteve të tjera industriale që përdorin pajisje që djegin lëndë djegëse fosile (avulli, kaldaja me ujë të nxehtë, furrat e procesit, etj.), çështja e përdorimit të potencialit të tymit. gazrat nuk ngrihen në radhë të parë.
Ndërkohë, duke u mbështetur në standardet ekzistuese të llogaritjes të zhvilluara dekada më parë dhe standardet e vendosura për zgjedhjen e treguesve kryesorë të performancës së pajisjeve të tilla, organizatat operuese humbasin para, duke i hedhur ato fjalë për fjalë në kanal, duke përkeqësuar në të njëjtën kohë situatën mjedisore në shkallë globale.
Nëse, si komanda "“, mendoni se është e gabuar të humbisni mundësinë për t'u kujdesur për mjedisin dhe shëndetin e banorëve të qytetit tuaj me përfitime për buxhetin e ndërmarrjes, lexoni artikullin se si t'i ktheni gazrat e gripit në burim energjie.
Studimi i standardeve
Parametri kryesor që përcakton efikasitetin e një njësie bojler është temperatura e gazrave të gripit. Nxehtësia e humbur me gazrat e shkarkimit përbën një pjesë të konsiderueshme të të gjitha humbjeve të nxehtësisë (së bashku me humbjet e nxehtësisë nga djegia kimike dhe mekanike e karburantit, humbjet me nxehtësinë fizike nga skorjet, si dhe rrjedhjet e nxehtësisë në mjedis për shkak të ftohjes së jashtme). Këto humbje kanë një ndikim vendimtar në efikasitetin e bojlerit, duke ulur efikasitetin e tij. Kështu, ne kuptojmë se sa më e ulët të jetë temperatura e gazit të gripit, aq më i lartë është efikasiteti i bojlerit.
Temperatura optimale e gazit të gripit për lloje të ndryshme të karburantit dhe parametrat e funksionimit të bojlerit përcaktohet në bazë të llogaritjeve teknike dhe ekonomike në fazën shumë të hershme të krijimit të tij. Në të njëjtën kohë, përdorimi maksimal i dobishëm i nxehtësisë së gazit të shkarkimit arrihet tradicionalisht duke rritur madhësinë e sipërfaqeve të ngrohjes konvektive, si dhe zhvillimin e sipërfaqeve të bishtit - ekonomizuesit e ujit, ngrohësit rigjenerues të ajrit.
Por edhe përkundër futjes së teknologjive dhe pajisjeve për rikuperimin më të plotë të nxehtësisë, temperatura e gazrave të gripit, sipas dokumentacionit aktual rregullator, duhet të jetë në intervalin:
- 120-180 °C për kaldaja me lëndë djegëse të ngurtë (në varësi të përmbajtjes së lagështisë së karburantit dhe parametrave të funksionimit të bojlerit),
- 120-160 °C për kaldaja që përdorin naftë (në varësi të përmbajtjes së squfurit në të),
- 120-130 °C për kaldaja me gaz natyror.
Vlerat e treguara përcaktohen duke marrë parasysh faktorët e sigurisë mjedisore, por kryesisht bazuar në kërkesat për performancën dhe qëndrueshmërinë e pajisjeve.
Pra, pragu minimal vendoset në mënyrë të tillë që të eliminohet rreziku i kondensimit në pjesën konvektive të bojlerit dhe më tej përgjatë kanalit (në kanalet e tymit dhe oxhakun). Megjithatë, për të parandaluar korrozionin nuk është aspak e nevojshme të sakrifikohet nxehtësia, e cila lëshohet në atmosferë në vend që të bëjë punë të dobishme.
Korrozioni. Eliminoni rreziqet
Ne nuk argumentojmë se korrozioni është një fenomen i pakëndshëm që mund të rrezikojë funksionimin e sigurt të një instalimi të bojlerit dhe të shkurtojë ndjeshëm jetën e synuar të shërbimit.
Kur gazrat e gripit ftohen në temperaturën e pikës së vesës dhe më poshtë, ndodh kondensimi i avullit të ujit, së bashku me të cilin përbërësit NOx dhe SOx kalojnë në një gjendje të lëngshme, të cilat, kur reagojnë me ujin, formojnë acide që kanë një efekt shkatërrues në brendësi. sipërfaqet e bojlerit. Në varësi të llojit të karburantit të djegur, temperatura e pikës së vesës së acidit mund të ndryshojë, si dhe përbërja e acideve të precipituara si kondensatë. Rezultati, megjithatë, është i njëjtë - korrozioni.
Gazrat e shkarkimit të kaldajave që punojnë me gaz natyror përbëhen kryesisht nga produktet e mëposhtme të djegies: avujt e ujit (H2O), dioksidi i karbonit (CO2), monoksidi i karbonit (CO) dhe hidrokarburet e padjegura CnHm (dy të fundit shfaqen gjatë djegies jo të plotë të karburantit kur modaliteti i djegies nuk është rregulluar).
Meqenëse ajri atmosferik përmban një sasi të madhe azoti, ndër të tjera, në produktet e djegies shfaqen oksidet e azotit NO dhe NO2, të quajtura kolektivisht NOx, të cilat kanë një efekt të dëmshëm në mjedis dhe në shëndetin e njeriut. Kur kombinohen me ujin, oksidet e azotit formojnë acid nitrik gërryes.
Kur nafta dhe qymyri digjen, oksidet e squfurit të quajtura SOx shfaqen në produktet e djegies. Ndikimi i tyre negativ në mjedis gjithashtu është hulumtuar gjerësisht dhe nuk vihet në dyshim. Kondensata acidike e formuar kur ndërvepron me ujin shkakton korrozion squfuri të sipërfaqeve ngrohëse.
Tradicionalisht, temperatura e gazit të gripit, siç tregohet më sipër, zgjidhet në mënyrë të tillë që të mbrojë pajisjet nga reshjet acidike në sipërfaqet ngrohëse të bojlerit. Për më tepër, temperatura e gazrave duhet të sigurojë kondensimin e NOx dhe SOx jashtë shtegut të gazit në mënyrë që të mbrohet jo vetëm vetë bojleri, por edhe kanalet e oxhakut nga proceset e korrozionit. Sigurisht, ekzistojnë disa standarde që kufizojnë përqendrimet e lejuara të emetimeve të oksideve të azotit dhe squfurit, por kjo nuk e mohon në asnjë mënyrë faktin që këto produkte të djegies grumbullohen në atmosferën e Tokës dhe bien në formën e reshjeve acide në sipërfaqen e saj. .
Squfuri i përmbajtur në naftë dhe qymyr, si dhe futja e grimcave të padjegura të karburantit të ngurtë (përfshirë hirin) imponojnë kushte shtesë për pastrimin e gazrave të gripit. Përdorimi i sistemeve të pastrimit të gazit rrit ndjeshëm koston dhe kompleksitetin e procesit të shfrytëzimit të nxehtësisë nga gazrat e gripit, duke i bërë masa të tilla pak tërheqëse nga pikëpamja ekonomike dhe shpesh praktikisht jo fitimprurëse.
Në disa raste, autoritetet lokale vendosin një temperaturë minimale të gazit të gripit në grykën e pirgut për të siguruar shpërndarje adekuate të gazit të gripit dhe pa shtëllungë. Përveç kësaj, disa biznese mund të miratojnë vullnetarisht praktika të tilla për të përmirësuar imazhin e tyre, pasi publiku i gjerë shpesh interpreton praninë e një tymi të dukshëm si shenjë të ndotjes së mjedisit, ndërsa mungesa e një tymi mund të shihet si një shenjë e pastërtisë. prodhimit.
E gjithë kjo çon në faktin se, në kushte të caktuara të motit, ndërmarrjet mund të ngrohin posaçërisht gazrat e gripit përpara se t'i lëshojnë ato në atmosferë. Megjithëse, duke kuptuar përbërjen e gazrave të shkarkimit të një kazani që funksionon me gaz natyror (është diskutuar në detaje më lart), bëhet e qartë se "tymi" i bardhë që vjen nga oxhaku (nëse mënyra e djegies është konfiguruar saktë) është kryesisht avujt e ujit të formuar si rezultat i reaksionit të djegies së gazit natyror në furrën e bojlerit.
Lufta kundër korrozionit kërkon përdorimin e materialeve që janë rezistente ndaj efekteve të tij negative (materiale të tilla ekzistojnë dhe mund të përdoren në instalimet që përdorin gaz, produkte të naftës dhe madje edhe mbetje si lëndë djegëse), si dhe organizimin e grumbullimit, përpunimit të acideve. kondensata dhe asgjësimi i tij.
Технология
Futja e një sërë masash për të ulur temperaturën e gazrave të gripit pas bojlerit në një ndërmarrje ekzistuese siguron një rritje të efikasitetit të të gjithë instalimit, i cili përfshin njësinë e bojlerit, duke përdorur, para së gjithash, vetë bojlerin (nxehtësia të krijuara në të).
Koncepti i zgjidhjeve të tilla në thelb zbret në një gjë: një shkëmbyes nxehtësie është instaluar në pjesën e kanalit të tymit deri në oxhak, i cili thith nxehtësinë e gazrave të gripit me një mjet ftohës (për shembull, ujë). Ky ujë mund të jetë ose drejtpërdrejt ftohësi përfundimtar që duhet të nxehet, ose një agjent i ndërmjetëm që transferon nxehtësinë përmes pajisjeve shtesë të shkëmbimit të nxehtësisë në një qark tjetër.
Diagrami skematik është paraqitur në figurë:
Kondensata që rezulton mblidhet drejtpërdrejt në vëllimin e shkëmbyesit të ri të nxehtësisë, i cili është bërë nga materiale rezistente ndaj korrozionit. Kjo për faktin se pragu i temperaturës së pikës së vesës për lagështinë që përmbahet në vëllimin e gazrave të shkarkimit kapërcehet pikërisht brenda shkëmbyesit të nxehtësisë. Kështu, përdoret në mënyrë të dobishme jo vetëm nxehtësia fizike e gazrave të gripit, por edhe nxehtësia latente e kondensimit të avullit të ujit që përmbahet në to. Vetë aparati duhet të projektohet në atë mënyrë që dizajni i tij të mos sigurojë rezistencë të tepërt aerodinamike dhe, si rezultat, të përkeqësojë kushtet e funksionimit të njësisë së bojlerit.
Dizajni i shkëmbyesit të nxehtësisë mund të jetë ose një shkëmbyes konvencional rikuperues i nxehtësisë, ku transferimi i nxehtësisë nga gazet në lëng ndodh përmes një muri ndarës, ose një shkëmbyes nxehtësie kontakti, në të cilin gazrat e gripit vijnë drejtpërdrejt në kontakt me ujin, i cili spërkatet nga grykë në rrjedhën e tyre.
Për një shkëmbyes nxehtësie rikuperuese, zgjidhja e çështjes së kondensatës së acidit zbret në organizimin e mbledhjes dhe neutralizimit të tij. Në rastin e një shkëmbyesi nxehtësie me kontakt, përdoret një qasje paksa e ndryshme, disi e ngjashme me pastrimin periodik të sistemit të furnizimit me ujë qarkullues: me rritjen e aciditetit të lëngut qarkullues, një sasi e caktuar e tij futet në rezervuarin e magazinimit, ku ai trajtohet me reagentë me hedhjen e mëvonshme të ujit në sistemin e kullimit, ose duke e drejtuar atë në ciklin teknologjik.
Disa aplikime të energjisë së gazit të gripit mund të kufizohen për shkak të ndryshimeve midis temperaturës së gazrave dhe kërkesave specifike të temperaturës në hyrje të procesit që konsumon energji. Megjithatë, edhe për situata të tilla në dukje qorre, është zhvilluar një qasje që mbështetet në teknologji dhe pajisje cilësore të reja.
Për të rritur efikasitetin e procesit të rikuperimit të nxehtësisë së gazrave të gripit, zgjidhjet inovative të bazuara në pompat e nxehtësisë po përdoren gjithnjë e më shumë në praktikën botërore si një element kyç i sistemit. Në disa sektorë industrialë (p.sh. bioenergjia), zgjidhje të tilla përdoren në shumicën e kaldajave të vëna në punë. Kursime shtesë në burimet primare të energjisë në këtë rast arrihen nëpërmjet përdorimit jo të makinerive tradicionale elektrike me komprimim të avullit, por të pompave të nxehtësisë me përthithje më të besueshme dhe teknologjikisht të avancuara të bromurit të litiumit (ABTH), të cilat kërkojnë ngrohje dhe jo energji elektrike për të funksionuar (shpesh kjo mund të jetë nxehtësi e mbeturinave e papërdorur, e cila është e pranishme me bollëk pothuajse në çdo ndërmarrje). Kjo nxehtësi nga një burim ngrohjeje e palës së tretë aktivizon ciklin e brendshëm ABTH, i cili ju lejon të transformoni potencialin e disponueshëm të temperaturës së gazrave të gripit dhe ta transferoni atë në mjedise më të nxehta.
Result
Ftohja e gazrave të shkarkimit të bojlerit duke përdorur zgjidhje të tilla mund të jetë mjaft e thellë - deri në 30 dhe madje 20 °C nga 120-130 °C fillestare. Nxehtësia që rezulton është mjaft e mjaftueshme për të ngrohur ujin për nevojat e trajtimit kimik të ujit, makijazhit, furnizimit me ujë të nxehtë dhe madje edhe rrjetit të ngrohjes.
Në këtë rast, kursimi i karburantit mund të arrijë në 5÷10%, dhe një rritje në efikasitetin e njësisë së bojlerit mund të arrijë në 2÷3%.
Kështu, zbatimi i teknologjisë së përshkruar lejon zgjidhjen e disa problemeve menjëherë. Kjo:
- përdorimi më i plotë dhe më i dobishëm i nxehtësisë së gazrave të gripit (si dhe nxehtësisë latente të kondensimit të avullit të ujit),
- reduktimin e emetimeve të NOx dhe SOx në atmosferë,
- marrja e një burimi shtesë - uji i pastruar (i cili mund të përdoret në mënyrë të dobishme në çdo ndërmarrje, për shembull, si ushqim për rrjetet e ngrohjes dhe qarqet e tjera të ujit),
- eliminimi i shtëllungës së tymit (ajo bëhet mezi e dukshme ose zhduket plotësisht).
Praktika tregon se mundësia e përdorimit të zgjidhjeve të tilla varet kryesisht nga:
- mundësia e shfrytëzimit të dobishëm të nxehtësisë së disponueshme nga gazrat e gripit,
- kohëzgjatja e përdorimit të energjisë termike të marrë në vit,
- kostoja e burimeve të energjisë në ndërmarrje,
- prania e tejkalimit të përqendrimit maksimal të lejueshëm të emetimeve për NOx dhe SOx (si dhe ashpërsia e legjislacionit mjedisor vendor),
- një metodë për neutralizimin e kondensatës dhe opsionet për përdorimin e tij të mëtejshëm.
Burimi: www.habr.com