Расход топлива предпускового подогревателя: Потребление топлива и обслуживание предпусковых подогревателей Webasto (Вебасто). Вопрос-ответ

Работаем:

Пн-Пт: 9:00 – 20:00
Сб: 9:00 – 18:00
Вс: Выходной

Телефон:

+7 (495) 772-79-38

E-mail:

[email protected]

Адрес:

Москва (ЗАО), ул.Осенняя 17 к. 1 м. Крылатское

Повышение эффективности установки

Подогреватель воздуха является важным, но часто упускаемым из виду компонентом системы подачи воздуха для горения котла. Оценить и оптимизировать производительность нагревателя сложно, учитывая его взаимосвязь со всей системой сгорания и отсутствие стандартных инструментов расчета. Уменьшение утечки за счет использования современной технологии уплотнения повысит эффективность сгорания, поддержит производительность вентилятора и обеспечит работу оборудования для контроля качества воздуха ниже по потоку в соответствии со спецификациями.

На регенеративный воздухонагреватель или воздухоподогреватель (APH) большого котла часто приходится около 10% теплового КПД агрегата. Его производительность настолько критична, что изменение температуры газа на выходе всего на 10 ° F может изменить КПД котла на четверть процента, что составляет сотни тысяч долларов в год на закупку топлива. Для стареющего парка котлов, работающих с оборудованием для сжигания со сверхнизким выбросом NO _x , критически важно точное измерение, контроль и удержание воздуха и дымовых газов, протекающих через APH.

Основным преимуществом использования APH является то, что это наименее дорогое устройство для рекуперации тепла из имеющихся, способное работать в суровых условиях выхлопных газов котла, работающего на ископаемом топливе. Основным недостатком регенеративного APH являются нежелательные утечки, присущие его конструкции.

Утечка воздуха оказывает наибольшее влияние на производительность APH. Не обращайте внимания на состояние вашего APH достаточно долго, и вскоре вы испытаете некоторую комбинацию коррозии, загрязнения, засорения бисульфатом аммония, повышенного потребления вспомогательной энергии и более высоких перепадов давления, которые могут ограничить работу вентилятора воздуха для горения.

В котлах с уравновешенной тягой дополнительная утечка воздуха перед APH из негерметичных пентхаусов, кожухов и компенсаторов быстро делает точный контроль избыточного кислорода проблематичным. Кроме того, как утечка APH, так и попадание воздуха наверх по потоку ухудшают работу оборудования по борьбе с загрязнением воздуха за счет увеличения скорости взвешенной летучей золы и сокращения времени пребывания электростатического осадителя. (См. «Система мониторинга в реальном времени измеряет утечку воздуха », август 2010 г. и «Утечка воздухонагревателя : хуже, чем вы думаете, », апрель 2006 г. в наших архивах по адресу https: // www.powermag.com.)

Основы дизайна APH

Типичный APH показан на рисунке 1. Рекуперативный воздухонагреватель улавливает тепло выхлопных газов котла, пропуская их через теплопоглощающий металлический элемент. В этой наиболее распространенной конструкции регенеративного APH (Ljungström) элемент постоянно вращается, так что он поочередно контактирует с горячими газами (красная стрелка) и холодным входящим воздухом (синяя стрелка), создаваемым нагнетательными (FD) вентиляторами установки. Как правило, от 50% до 60% общего теплосодержания отходящих газов улавливается и рециркулируется, что приводит к повышению эффективности котла примерно на 10% по сравнению с идентичной установкой без APH.

Также на рисунке 1 показаны различные пути утечки через APH. Каждый тип утечки подробно обсуждается ниже.

Герметизация этих динамических структур чрезвычайно трудна из-за их большого диаметра (до 60 футов в поперечнике) и большой разницы температур между их горячим и холодным концом (около 400F). Вместе эти характеристики создают значительную разницу в радиальном тепловом расширении между горячей и холодной сторонами ротора APH после запуска агрегата.Нередко внешние края большого APH при рабочей температуре опускаются или «загибаются» на 3 дюйма или более по сравнению с холодными условиями (рис. 2).

Этот перепад температурных искажений открывает зазоры в уплотнительных поверхностях, которые отделяют холодный входящий воздух от выходящих газов, а также в уплотнительных поверхностях по окружности APH. Вращение изменяет зазоры между радиальным и кольцевым уплотнениями и их соответствующими уплотнительными поверхностями, где газ и воздух обходят ротор и теплообменные элементы.

Два типа утечки через уплотнение

Считайте утечку APH одним из двух типов и принимающей один или несколько из четырех различных путей утечки через регенеративные уплотнения APH (пути A, B, C и D на рисунке 3).Каждый путь утечки по-разному влияет на экономичность работы и тепловую мощность установки:

• Окружная утечка / байпас (пути C и D) влияет на теплопередачу и тепловую мощность котла. Часть пути утечки C также будет проходить по внешней окружности ротора, присоединяясь к потоку пути утечки A и увеличивая требования к мощности вентилятора.
• Утечка через радиальное уплотнение (пути A и B) обычно рассчитывается как процент от потока газа на выходе из котла (путь 2), а не как процент от потока воздуха на входе вентилятора (путь 1).

Знание утечки потока газа (в процентах) удобно при расчете «поправки» температуры газа на выходе, которая возникает в результате утечки воздуха на входе при проведении общих испытаний КПД котла.

Утечки в кольцевом уплотнении. Кольцевые уплотнения расположены по всей окружности ротора APH, как на горячем, так и на холодном конце APH.На стороне дымовых газов APH вся утечка через кольцевые уплотнения на входной стороне будет закорачиваться вокруг APH (минуя теплопередающий элемент) и выходить через расположенные ниже по потоку кольцевые уплотнения. Эта утечка приводит к потере передачи энтальпии в элемент и увеличивает температуру (и, следовательно, фактический объем) газа, поступающего в нагнетательные (ID) вентиляторы.

На воздушной стороне APH объем утечки через первый комплект кольцевых уплотнений попадет в кольцевое пространство по периметру ротора, где утечка разделится в двух направлениях.Объем утечки в каждом направлении зависит от перепада давлений между точками выхода. Часть потока будет идти по прямому пути и выходить через второй комплект кольцевых уплотнений. Остальная часть потока будет направлена ​​по периметру ротора и будет выходить в поток выхлопных газов (через осевые уплотнения), а этот объем, в свою очередь, будет выходить из APH через кольцевые уплотнения холодного конца на стороне газа.

Сложнее всего учесть то, что воздух или газ проходят в обход APH по окружности APH.Нет простого или эффективного способа реально измерить утечку по окружности APH. Эти скорости утечки должны быть рассчитаны с использованием перепадов давления и измерительных зазоров между ротором и кольцевыми / байпасными уплотнениями с учетом деформации конструкции при рабочей температуре, включая расширение ротора и деформацию хорды между диафрагмами.

Один из простых подходов к оценке состоит в том, чтобы рассматривать полное поперечное сечение утечки как эквивалентное сечению плоской пластины для расчета скорости потока утечки.Хотя это не идеальное совпадение с утечкой по периметру в APH, оно обеспечивает более точное приближение, чем традиционные уравнения потока в трещинах для систем вентиляции, которые больше подходят для очень маленьких отверстий с очень малым перепадом давления.

Утечки в радиальном уплотнении. Утечка через радиальное уплотнение представляет собой процентное увеличение выходного потока газа, вызванное массой входящего воздуха, просачивающегося в выходной поток газа. (Большая часть этой утечки при измерении протекает через область радиального уплотнения, но на самом деле это измерение также включает другие пути утечки, включая увлеченную утечку и утечку через осевое уплотнение.Поразительно, но измеренные уровни утечки, связанные с радиальными уплотнениями, в некоторых APH составили более 40%, а уровень утечки около 20% часто принимается как «нормальное» состояние. Однако такая большая утечка создает значительную дополнительную нагрузку на вентиляторы котла, так как газ и воздух перемещаются бесполезно.

Кроме того, изменение топлива и условий эксплуатации с годами часто приводит к выходу вентиляторов ID почти на номинальную мощность. Когда вентилятор работает с мощностью более 80%, наклон кривой мощности / объема становится очень крутым.При почти полной мощности увеличение объема вентилятора на 1% часто приводит к увеличению требуемой мощности вентилятора на 3%.

Два штрафа за радиальную утечку

Из-за чрезмерной утечки через радиальное уплотнение возникают два отрицательных фактора для производительности котла. Во-первых, это тепловые потери, связанные с утечкой воздуха, охлаждающего APH. Во-вторых, дополнительная вспомогательная мощность, потребляемая вентиляторами для увеличения потока.

Первым шагом в определении тепловых потерь является определение температуры газа на выходе с поправкой на отсутствие утечки.Код испытания производительности (PTC) ASME предполагает, что весь воздух, поступающий на утечку, происходит на холодной стороне. Однако на самом деле это смесь радиальной утечки с горячей и холодной сторон. Радиальная утечка с горячей стороны не снижает температуру на выходе в такой степени, как утечка с холодной стороны. Хотя точное разделение будет варьироваться и не может быть измерено напрямую, хорошее предположение состоит в том, что утечка смещена 60/40 к холодной стороне из-за более высоких дифференциальных давлений и более высокой плотности более холодного воздуха на холодном конце APH.Поскольку утечка через радиальное уплотнение с горячей стороны возвращает часть тепла холодному воздуху, используйте в расчетах температуру газа на выходе вместо температуры воздуха на выходе.

После расчета типичной температуры газа на выходе можно рассчитать общее падение энтальпии для газа и повышение энтальпии для воздуха, чтобы определить эффективность теплопередачи. Разделив повышение энтальпии воздуха на падение энтальпии газа, вы получите общую эффективность теплопередачи для APH.

Еще одно влияние, которое радиальная утечка оказывает на эффективность установки, — это увеличенный поток воздуха и газа через вентиляторы. Расход и статическое давление на вентиляторе можно использовать для определения эффективности вентилятора и, следовательно, дополнительной нагрузки в лошадиных силах на вентилятор (ы).

Другие причины утечек через уплотнения

Эрозия, вызванная летучей золой, привела к быстрой потере теплообменного элемента, а также к повреждению уплотнений по периметру, радиальных уплотнений и диафрагм ротора. Очевидно, что этому способствует высокое содержание золы, связанное со многими углями, используемыми на предприятиях, испытывающих эти проблемы.Однако два других фактора в отношении эрозии на самом деле более важны, чем зольность: абразивность и скорость зольности.

Абразивность летучей золы увеличивается с увеличением количества кремнезема и глинозема. В случае некоторых низкосортных углей содержание кремнезема и глинозема в золе может составлять около 90% от общего содержания минералов по массе.

Скорость образования золы в три раза важнее, чем зольность или абразивность, когда речь идет об определении скорости эрозии.Один из способов избежать высокой скорости золы — это увеличить крупность частиц угля, покидающих измельчители, и уравновесить потоки угля и воздуха к каждой из горелок.

Многие специалисты по сжиганию рекомендуют тонкость угля 75% через сито 200 меш, чтобы уменьшить абразивное воздействие золы в топке и последующем оборудовании (см. «Тонкость измельчения топлива», октябрь 2008 г.). Неравномерные потоки также могут вызывать высокоскоростные потоки скольжения, которые приводят к серьезной эрозии наружных колец корзины (рис. 4).Кроме того, обратите особое внимание на чрезмерную турбулентность дымового газа, попадающего в APH, добавив выпрямители потока и поворотные лопатки, как это определено компьютерными исследованиями моделирования потока.

Сократите свои потери

Подсчитываемая экономия для уменьшения утечки APH значительна.Кроме того, существуют значительные затраты, связанные с влиянием неоптимальных характеристик воздухонагревателя на процесс сгорания и на вентиляторы FD и ID. К другим воздействиям относятся проблемы с эрозией ниже по потоку, проблемы с производительностью электрофильтра из-за более высоких скоростей на входе (незначительно компенсируются из-за снижения температуры дымовых газов) и другие возможные затраты на более холодный воздух для горения, как обсуждалось.

На некоторых заводах только мощность вентилятора, потраченная впустую на устранение утечки через радиальное уплотнение, может превышать 3 МВт, что может привести к общему снижению полезного теплового потока в диапазоне от 50 до 75 БТЕ / кВтч — 0.Снижение общего КПД агрегата от 5% до 0,75%. На типичном энергоблоке мощностью 500 МВт такая величина утечки через радиальное уплотнение приводит к увеличению потребления угля в диапазоне от 15 000 до 20 000 тонн в год.

Исследования и моделирование выполнены Теодором Скипко и Рамешем К. Шахом («Влияние распределения утечек на тепловые характеристики роторного регенератора», Прикладная теплотехника, Том 19, 1999 и «Моделирование и влияние утечек на теплопередачу. Производительность регенераторов с фиксированной матрицей », International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol.48, 2005) пришел к выводу, что в некоторых случаях утечка всего лишь 10% может снизить общий тепловой КПД APH на 9,8–13,2%, в зависимости от доли потока, проходящего через каждый путь утечки. Это очень существенное снижение производительности, которое можно предотвратить.

Для оценки производительности APH необходимо знать температуры внутри и снаружи APH с обеих сторон, а также концентрации кислорода до и после газовой стороны APH. Там, где это практически возможно, необходимо измерить напоры, чтобы определить, есть ли какие-либо значительные расслоения потока в каналах.В таком случае следует усреднить температуру и содержание кислорода на основе взвешенного по потоку. Кроме того, для обеспечения надлежащего теплового баланса необходимо знать потоки воздуха и газа до и после APH. Эти температуры могут быть рассчитаны как функция уровней O ₂ , статического давления, температуры и скоростного напора, измеренных на обоих входах и выходах APH.

Расчет мощности двигателя и понимание влияния теплового режима APH, тяги системы и удельной нагрузки чрезвычайно важны при проведении оценки этой системы.Например, увеличение тяги также влияет на энергопотребление вентилятора. Общее влияние тяги и потока можно оценить в каждом конкретном случае при условии, что утечка в системе и статическое давление были измерены вместе с расчетным APH и данными вентилятора.

Кодекс испытаний воздухонагревателя ASME PTC 4.3 несколько устарел и немного отличается от того, как проводятся современные полевые испытания. Код предлагает сравнить количество углекислого газа (CO ₂ ) до и после APH вместо кислорода, который гораздо легче измерить.К сожалению, не все возможные пути утечки, описанные выше, идентифицируются кодом, и CO ₂ обычно является расчетным значением, а не измеренным. В коде также не предусмотрено, чтобы воздух или газ проходили в обход APH по окружности APH. Он включает только влияние воздуха, который обходит APH и замыкает поток дымовых газов.

Снижение температуры газа на выходе APH

Для минимизации расхода топлива температура дымовых газов на выходе из APH должна поддерживаться на минимальном уровне.Если опустить слишком низко, корзины и элементы конструкции холодного конца испытают разрушительную конденсацию кислоты и, как следствие, коррозию. Однако по сравнению со стоимостью излишка топлива, сжигаемого для поддержания температуры газа на выходе значительно выше точки росы для уменьшения коррозии холодного конца, стоимость замены комплекта корзин холодного конца является почти случайной.

Химический процесс, вызывающий кислотную коррозию холодного конца, хорошо изучен. Кислотная конденсация происходит везде, где температура газа снижается ниже давления насыщения (парциального давления) SO ₃ , присутствующего в дымовых газах.В этих условиях разбавленный раствор серной кислоты конденсируется на конструкциях и корзинах APH и вызывает коррозию. Вот почему на большинстве заводов слой элемента холодного конца в APH является жертвенным и предназначен для относительно простой и недорогой замены.

На современных электростанциях операторы стремятся минимизировать температуру газа на выходе за счет максимального повышения эффективности теплопередачи APH. Есть два основных способа снизить температуру выходящего газа на существующем агрегате: увеличенная глубина элемента и скорость вращения APH.

Некоторые из установленных сегодня APH изначально были спроектированы с открытым пространством, на котором можно разместить дополнительную площадь поверхности теплопередачи на глубину от нескольких дюймов до нескольких футов. Добавление дополнительной поверхности теплопередачи снизит температуру отходящих газов. Для блоков без дополнительного места доступны альтернативные конструкции корзин, которые имеют ту же внешнюю глубину, что и исходные корзины, но они могут вместить до 3 дюймов дополнительной глубины элемента за счет изменения традиционно глубоких структурных стержней вверху и внизу каждой корзины. .

Большинство воздухонагревателей были разработаны для работы с одной фиксированной скоростью вращения. Недавние исследования Скепко и Шаха показывают, что можно увеличить тепловой КПД существующего воздухонагревателя, изменив скорость его вращения. Практическое применение этой концепции не доказано, но предварительные полномасштабные эксперименты на заводе в Северной Каролине дали обнадеживающие результаты.

Кроме того, снижение скорости вращения во время операции обдувки воздухонагревателя можно использовать для увеличения времени пребывания обдувателя в более быстро движущемся внешнем радиусе воздухонагревателя, что может помочь поддерживать чистоту воздухонагревателя.

Решения для устранения утечек

Экономически эффективным и простым методом уменьшения утечки APH является замена газовых уплотнений оригинального оборудования на высокоэффективные полноконтактные радиальные уплотнения новой конструкции и самоусиливающиеся кольцевые или байпасные уплотнения. Полноконтактные уплотнения доказали свою эффективность в снижении утечки APH на 50% при использовании для замены радиальных уплотнений оригинального типа, которые сегодня обычно используются на большинстве APH.

Пример высокоэффективного полноконтактного радиального уплотнения показан на Рисунке 5.Полноконтактное радиальное уплотнение DuraMax сконструировано с пружинным сильфоном, который позволяет уплотнению постоянно поддерживать постоянный, но гибкий контакт с уплотнительной пластиной, эффективно устраняя основной путь утечки радиального уплотнения. Он разработан для поддержания контакта даже в том случае, если сопрягаемые уплотняющие поверхности (секторные пластины) деформированы или смещены. Для сравнения, первоначальная конструкция уплотнения представляла собой более жесткую воздушную заслонку «ближнего действия», которая гораздо менее эффективна, особенно со стареющим воздухонагревателем, который отклонился от своих новых допусков на размеры (рис. 6).

Новые кольцевые уплотнения DuraFlex имеют блокирующую и самоусиливающуюся конструктивную конструкцию, которая позволяет устанавливать их в непосредственной близости от уплотняемой поверхности ротора без повреждения, тем самым сводя к минимуму зазоры и отверстия утечки (рис. 7). Уплотнения оригинального типа, заменяемые этой конструкцией, показаны на Рисунке 8.

Пример иллюстрирует положительное преимущество уменьшения утечки APH при замене стандартных жестких уплотнений на полноконтактные радиальные уплотнения для уменьшения утечки только радиального уплотнения. После замены полноконтактных уплотнений DuraMax на блоке 3 Welch Station мощностью 500 МВт компании American Electric Power сила тока внутреннего вентилятора снизилась более чем на 23%. Сила тока двигателя прямо пропорциональна требуемой мощности двигателя (см. Таблицу).

— Стивен К. Сторм ([email protected]) — исполнительный вице-президент по техническим полевым услугам в Storm Technologies Inc. Джон Гаффре ([email protected]) — главный научный сотрудник Paragon Airheater Technologies.

Подогреватель воздуха повышает энергоэффективность

апр-2014

Устойчивый к коррозии воздухонагреватель обеспечивает рекуперацию тепла из коррозионных и загрязняющих потоков дымовых газов нефтеперерабатывающих заводов

BART VAN DEN BERG
HeatMatrix

Краткое содержание статьи

В поисках энергоэффективности в нефтеперерабатывающей промышленности рекуперация отходящего тепла дымовых газов является одним из наиболее интересных источников скрытой энергии.Есть три причины, по которым стек должен быть одним из первых мест, на которое следует обратить внимание в поисках экономии энергии. Первая причина заключается в том, что в «месте расположения дымовой трубы» значительное количество первичной энергии преобразуется в тепло в одном месте. Вторая причина заключается в том, что дымовые газы выбрасываются в атмосферу при относительно высоких температурах от 150 ° C до 250 ° C. И, наконец, рядом находится выход для рекуперированного отработанного тепла в виде воздуха для горения с достаточно низкой температурой для поглощения избыточного тепла.Повышение энергоэффективности до 5% может быть достигнуто на всех типах промышленных паровых котлов, печей и топочных обогревателей, даже в том случае, если предварительный подогрев воздуха уже применяется в некоторой степени.

Современные металлические воздухонагреватели рассчитаны на минимальную температуру на выходе дымовых газов около 160 ° C, чтобы предотвратить коррозию и последующие высокие затраты на техническое обслуживание. Дымовой газ, образующийся из серосодержащего топлива (например, нефтеперерабатывающий газ, топливо), имеет кислотную точку росы около 130 ° C.По этой причине многие существующие системы подогревателя воздуха включают паровой подогреватель, чтобы подогревать окружающий воздух для горения до минимальной температуры, которая предотвращает коррозию в подогревателе воздуха.

Голландская компания HeatMatrix Group недавно разработала воздухоподогреватель нового поколения, который обеспечивает рекуперацию тепла из коррозионных и / или загрязняющих потоков дымовых газов. Этот теплообменник содержит полимерные трубные пучки, устойчивые к коррозии под действием концентрированной серной кислоты при повышенной температуре.В этой статье описаны характеристики этого обменника и его производительность на основе тематического исследования.

Коррозия, связанная с кислотной точкой росы
Во время горения сернистый компонент топлива, загрязненного серой, превращается в диоксид серы и триоксид серы. Триоксид серы конденсируется в присутствии водяного пара при температуре точки росы, которая является функцией парциального давления триоксида серы и воды («кислотная точка росы»). В этой точке росы первое небольшое количество высококонцентрированной серной кислоты осаждается, например, на поверхности подогревателя воздуха.В воздухонагревателе температура оболочки теплообменной поверхности на стороне дымовых газов («температура стенки») является ведущей в этом процессе. Основная температура дымового газа может быть значительно выше. Подробную информацию о расчетах температуры кислотной точки росы можно найти в другом месте. ¹

При дальнейшем понижении температуры дымового газа выше точки росы по кислоте концентрация серной кислоты также снижается, а также снижается коррозионная активность. Ниже 90 ° C коррозионная активность дымовых газов значительно ниже по сравнению с коррозионной активностью чуть ниже температуры кислотной точки росы (см. Рисунок 1).Из множества экзотических металлов только тантал может противостоять коррозии при кислотной точке росы при кислотной точке росы выше 150 ° C (см. Рисунок 2). ² Полимер, применяемый для полимерных трубок HeatMatrix, устойчив к кислотным концентрациям точки росы до 150 ° C и имеет расчетную температуру 200 ° C.

Высокотемпературный кислый дымовой газ пересекает кислотную точку росы вблизи верхушки дымовой трубы в результате охлаждения окружающим воздухом. Эту потерянную энергию можно восстановить, если применить подходящие материалы теплообменника, что приведет к повышению энергоэффективности.

Пучки теплообменных труб полимерные
Подогреватель воздуха HeatMatrix состоит из множества устойчивых к коррозии трубных пучков, содержащихся в едином металлическом кожухе или корпусе, который становится устойчивым к коррозии за счет покрытия или полимерной футеровки. Запатентованная конструкция полимерного жгута состоит из нескольких трубок, которые соединены друг с другом почти по всей длине трубки. Эта структура создает прочную жесткую матричную сетку, которая способна выдерживать высокие скорости газа и термоудары.В отличие от конструкций из полимерных шлангов или стеклянных трубок, связанные пучки полимерных трубок нечувствительны к поломке или разрыву. Соединитель между отдельными трубками одновременно создает конфигурацию противотока между двумя жидкостями. Эта конфигурация улучшает теплопередачу до 20% по сравнению с теплообменниками с перекрестным потоком (см. Рисунок 3).

Дымовой газ течет сверху вниз по трубкам (красная стрелка), а воздух для горения течет в противоположном направлении вокруг труб (синяя стрелка).Верхний конец пучков полимерных трубок прикреплен к верхней трубной решетке, а нижний конец может расширяться в системе уплотнения, соединенной с нижней трубной решеткой. Дополнительная трубная решетка в середине теплообменника предотвращает обход и направляет воздух для горения в пучки полимерных труб.

Входы и выходы теплообменника расположены сбоку от теплообменника, чтобы обеспечить легкий доступ к пучкам полимерных трубок. Эти легкие пучки выдвигаются сверху и могут быть очищены или заменены без демонтажа всего теплообменника.В случае загрязнения дымовых газов каждый пучок может быть оснащен распылительным соплом, которое тщательно очищает каждый пучок в чередующейся последовательности очистки (см. Рисунок 4).

Мощность воздухонагревателя можно полностью масштабировать за счет параллельного размещения нескольких полимерных жгутов в кожухе. Теплообменники меньшего размера имеют цилиндрическую форму, как показано на Рисунке 3, а воздухоподогреватели большего размера имеют форму контейнера, позволяющего принимать потоки дымовых газов до 500 000 кг / час.

Варианты установки
Для низовых установок с температурой дымовых газов ниже 200 ° C встраивание полимерного воздухонагревателя несложно.Для установок с температурой дымовых газов выше 200 ° C требуется последовательная комбинация металлического воздухонагревателя и полимерного воздухонагревателя. Эта гибридная конструкция имеет следующие преимущества:
• Повышенная рекуперация тепла в широком диапазоне температур
• Полимерный воздухонагреватель защищает металлический воздухонагреватель от низких температур воздуха, которые приводят к коррозии холодных пятен
• Металлический воздухонагреватель защищает полимерный воздухонагреватель от высоких температур.

Паровой воздухонагреватель для повышения температуры воздуха для горения больше не нужен с этой гибридной конструкцией воздухонагревателя.
Добавление полимерного воздухонагревателя к существующим установкам также будет выгодным вложением средств. Существующие гражданские и стальные конструкции часто имеют конструкцию, достаточную для установки дополнительного облегченного теплообменника. Кроме того, для котлов с большим расстоянием между дымовой трубой и воздухом для горения могут быть предусмотрены решения с вытяжным вентилятором. В этом случае рекомендуется система с двумя змеевиками, включающая полимерный теплообменник дымовых газов и простой теплообменник с оребрением.

Пример использования
Следующий типичный случай основан на выполнении нескольких проектов, реализованных за последние годы.Поток дымовых газов из большого парового котла производительностью 100000 кг / час при температуре 170 ° C попадает в полимерный подогреватель воздуха и охлаждается до 85 ° C с помощью 95000 кг / час воздуха для горения при температуре 15 ° C. Рекуперированная энергия составляет 2,6 МВт, что составляет примерно 5% от мощности парового котла.

Повышение КПД котла с помощью комбинации экономайзера / подогревателя

Для установок, работающих на угле и биомассе, эффективность котла — главное в игре. Чем эффективнее ваша котельная, тем лучше будут ваши итоговые результаты.Даже одно повышение эффективности может иметь большое значение, особенно в системе, которая по своей природе неэффективна по сравнению с другими источниками топлива.

Для оптимизации эффективности котельные системы сегодня поставляются с проверенной комбинацией: экономайзеры и воздухоподогреватели. Эти две системы, работая вместе, могут повысить КПД котла примерно на 20 процентов. Важно, чтобы они работали вместе, потому что экономайзер сам по себе обеспечивает повышение эффективности только в однозначном диапазоне.

В этой статье мы обсудим эти два компонента и то, как они помогают поддерживать высокий уровень эффективности в системе котла, работающей на угле или биомассе.

Назначение экономайзера — утилизировать потерянное тепло из котельной системы. Это компоненты теплообмена, которые используются для повышения температуры теплоносителей до точки, где они достигают точки кипения, но обычно не превышают ее. Экономайзеры нагревают жидкость, забирая тепло от дымовых газов из трубы и направляя его в водную систему.

Хорошо спроектированный и профессионально установленный экономайзер потенциально может снизить расходы на топливо на 5-10 процентов, что является значительным для большинства операторов.

Подогреватель воздуха — это еще одна форма теплообменного устройства, которое предварительно нагревает или нагревает воздух, используемый при сгорании котла, посредством комбинации пара, воды, дымовых газов или термомасла. Общая идея заключается в том, что процесс сгорания в котле более эффективен, если котел должен работать меньше, чтобы производить такое же количество энергии.На каждый градус, на который нагревается поступающий воздух, требуется меньше энергии для котла.

Другими словами, воздухоподогреватель экономит энергию, выполняя часть тяжелой работы, выполняемой котлом, чтобы поднять поступающую жидкость до соответствующей температуры.

Подогреватели воздуха делятся на два типа: рекуперативные и регенеративные. Рекуперативные подогреватели обычно используются в котлах малых и средних размеров. Регенеративные подогреватели обычно предназначены для котлов большой мощности (производящих 600 тонн пара в час или выше).

Как уже упоминалось, любая из двух систем, описанных выше, приведет к повышению эффективности, но каждая сама по себе может сделать не так много.

Чтобы продолжать конкурировать с природным газом, солнечной энергией, ветром и другими формами производства энергии, котлы, работающие на угле и биомассе, должны достичь максимальной эффективности. Специально разработанная комбинация подогревателя воздуха и экономайзера может иметь большое значение для достижения этой цели для современных электростанций.

Конструкция и анализ подогревателя воздуха в двухколесном транспортном средстве — IJERT

Конструкция и анализ подогревателя воздуха в двухколесном транспортном средстве

P. Naveenkumar1,

1 доцент кафедры машиностроения,

Индустанский технологический институт, Коимбатур,

Аннотация — В этой проектной статье мы модифицировали воздухозаборник в цилиндр одноцилиндрового двухтактного двигателя с воздушным охлаждением (двухколесный мотоцикл SUZUKI MAX R100) для повышения топливной экономичности.В нормальных условиях автомобиль, который используется для нашего проекта, дает от 35 до 40 км на литр бензина. Экономия топлива может быть достигнута до 40-45 км на литр за счет предварительного нагрева воздуха до определенной температуры, что приводит к увеличению на 5 км на литр бензина. Предварительный нагрев всасываемого воздуха достигается за счет установки подогревателя воздуха в выхлопную трубу автомобиля. Воздух на входе в двигатель подается через подогреватель воздуха в противодействии для эффективной передачи тепла. Так как этот тип системы не был внедрен в двухколесных транспортных средствах, это может быть очень полезно для двухколесных транспортных средств без каких-либо сложностей в обслуживании.Но конструкция подогревателя зависит от выхлопной трубы, установленной на конкретном двухколесном автомобиле. Конструкция простая, дешевая и не доставляет никаких хлопот двигателю.

1. ВВЕДЕНИЕ

Концепция повышения топливной экономичности бензинового двигателя в этом проекте заключается в предварительном нагреве всасываемого воздуха, проходящего через карбюратор. Влажность атмосферного воздуха влияет на испарение бензина в карбюраторе. Следовательно, за счет предварительного нагрева впускного отверстия карбюратора на значительную величину испарение может быть облегчено и, в свою очередь, достигается полное сгорание.Более того, уменьшая количество водяного пара, поступающего в двигатель, можно уменьшить парообразование в двигателе. Это предотвращает точечную коррозию двигателя, поршня и выхлопной трубы. Предварительный подогрев поступающего в двигатель воздуха может быть достигнут путем установки теплообменника в выхлопной трубе. Атмосферный воздух всасывается через теплообменник в карбюратор. Воздух, проходящий через теплообменник, нагревается выхлопными газами двигателя, это уменьшает количество водяного пара во входящем воздухе, и температура воздуха повышается.Повышение температуры вызывает полное сгорание в двигателе. Это может быть достигнуто за счет настройки подогревателя.

1. Подогреватель воздуха:

   Предварительно нагретый воздух — это не что иное, как теплообменник, в котором тепло передается от горячей жидкости к воздуху для полезного использования энергии. Предварительный нагрев воздуха позволяет сэкономить топливо, которое в противном случае потребовалось бы для нагрева воздуха для горения. Кроме того, топливо сжигается более полно и потери горючих материалов меньше. При проектировании системы предварительного нагрева воздуха необходимо хорошо понимать законы, которые регулируют этот процесс, и поэтому их следует использовать при проектировании, конструировании, испытаниях и эксплуатации оборудования.

   М.Картик2, Н.Маникандан2, С.Нандакумар2, Б.Кришнакумар2,

   2UG Scholar,

   Кафедра машиностроения, Индустанский технологический институт, Коимбатур,

   1. ВИДЫ НАГРЕВАТЕЛЕЙ ВОЗДУХА

      Подогреватели воздуха в основном делятся на две группы в зависимости от их рабочих характеристик:

      1. Рекуперативные подогреватели

      2. Рекуперативные подогреватели

      1. РЕКУПЕРАТИВНЫЙ:

         Две жидкости, выполняющие теплообменники в теплообменнике, могут течь

         1. Для каждого заказа в одном направлении (параллельный поток) или в противоположных направлениях (противоток) и

         2. Под прямым углом друг к другу (поперечный поток) с обоими типами потока возможно одно- или многопроходное устройство.

      2. РЕГЕНЕРАТИВНАЯ:

         Регенерация типа H.E состоит из теплопроводящего элемента, который поочередно подвергается воздействию горячих выхлопных газов и более холодного воздуха или любых других жидкостей. Элемент теплоемкости выполнен из металлической сетки или матрицы, которая медленно вращается и постоянно подвергается воздействию горячей и холодной среды.

         Некоторые из обычно используемых типов теплообменников обсуждаются ниже:

         • Двухтрубный теплообменник

         • Двухтрубные теплообменники с удлиненной поверхностью

         • Кожухотрубный теплообменник

         • Противоточный теплообменник

2. Матрица выбора теплообменника:

   Выбор матрицы для лучшего теплообменника должен быть удобен для изготовления и должен быть эффективным.

   1. Матрица I

      Этот тип установки в шахматном порядке и внахлест может использоваться для нагрева воздуха. Этот тип обеспечивает хороший проход воздуха. Но такой маленький теплообменник сложно изготовить. Так что это отклонено. Это показано на рис.1

   2. Матрица Ii

Это еще один тип теплообменника, в котором воздух проходит по спирали. Это тоже хороший тип матрицы.

Потому что турбулентный поток возникает, когда воздух проходит по спиральному пути. В этом виде мы можем получить эффективную теплопередачу.

Это не представляет больших трудностей при изготовлении или пайке. Итак, эта матрица выбрана. Схема матрицы представлена ​​на рис.

.2.

Горячий воздух к фильтру

Выхлопные газы Выхлопные газы в

Атмосферный воздух в

Здесь воздух может легко проходить через нагретую трубку и поглощать некоторое количество тепла, а затем поступать в фильтр и карбюратор.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

1. СТРОИТЕЛЬСТВО:

   Теплообменник состоит из медной спиральной трубы, соединенной с выхлопной трубой с помощью стальной трубы на обоих концах медной трубки. Теплообменник состоит из 18 пластин SWG M.S.

   Стальные трубы имеют диаметр 60 мм и длину 25 мм. Медная трубка имеет диаметр 58 мм. В нижней части теплообменной коробки предусмотрено отверстие для поступающего атмосферного воздуха, а еще одно отверстие предусмотрено в задней части трубы теплообменника для прохождения воздуха к фильтру.

   1. Двухколесный воздухонагреватель — Выбор материала:

Первая проблема — это выбор материалов, подходящих для использования в конструкции. Материал также должен быть доступен на месте. Он должен быть лучше изучен и к тому же дешев. В первую очередь необходимо выбрать материалы для перегородок и трубок. Перегородки и трубы должны иметь очень хорошую теплопроводность. Он также должен быть устойчивым к химической коррозии, а также к эрозии.Некоторые из материалов, которые можно рассмотреть, — это медь, латунь, алюминий и сталь. Ниже рассматриваются различные факторы, определяющие выбор материала.

3.3. ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Основная цель ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОДОГРЕВА ВОЗДУХА В ДВУХ КОЛЕСАХ — повышение эффективности двигателя. Это достигается установкой теплообменника, в котором выхлопные газы являются основным источником нагрева атмосферного воздуха перед поступлением в фильтр. Здесь некоторое количество дымовых газов из глушителя поступает в теплообменную трубу (стальную трубу), которая соединена с предварительным воздухонагревателем, в котором размещается медная труба.

Медная трубка здесь нагревается из-за дымовых газов, когда атмосферный воздух проходит через этот подогреватель, он нагревается до некоторой степени, и этот нагретый воздух проходит через фильтр. Горячий воздух из фильтра попадает в карбюратор. Скорость пламени увеличивается с увеличением температуры всасываемого воздуха. Из-за более высокой начальной температуры он дает однородную паровоздушную смесь, которая увеличивает скорость пламени. Это также уменьшает задержку воспламенения сгорания. Благодаря этому повышается КПД двигателя, а также повышается тепловой КПД.Модифицированный автомобиль будет работать без каких-либо осложнений.

4.3. Вычислительный анализ подогревателя воздуха:

ANSYS CFX — это высокопроизводительная программа гидродинамики общего назначения, которая уже более 20 лет применяется для решения широко распространенных проблем потока жидкости. ANSYS CFX — это больше, чем просто мощный CFD-код.

с платформой ANSYS Workbench обеспечивает превосходные двунаправленные соединения со всеми основными системами САПР, мощные инструменты для изменения и создания геометрии с помощью ANSYS Design Modeler, передовые технологии построения сеток в ANSYS Meshing, а также простой перенос данных и результатов в систему перетаскиванием. поделитесь между приложениями.

С помощью программного обеспечения CFD-анализа определено, что температура на выходе теплообменника составляет около 329 k.

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ:

   Испытания проводились на модифицированном двухколесном транспортном средстве с подогревателем для экономии топлива. Перед тем, как автомобиль был готов к тестовой поездке, были приняты следующие меры предосторожности.

   Было проверено давление в шинах автомобиля.

   Топливо залито бензином и смазочным маслом.

   Слои тормоза и сцепления проверены на их нормальную работу.

   Двигатель был запущен и поддерживал идеальную скорость.

   1. ИСПЫТАНИЕ № I

      Первое испытание проводилось на его фактическом потреблении (без подключения подогревателя воздуха) на заднем сиденье. Были предприняты следующие шаги:

      • Мерная банка заполнена ровно 100 куб. См бензина из бака путем снятия соединения трубки с карбюратором.

      • Затем банку удобно подвесили на ручке с помощью пластикового держателя.

      • Соединение топливного бака с карбюратором было отсоединено, и поплавковая камера карбюратора была полностью опорожнена путем ввинчивания сливного винта в поплавковой камере UN.

      • Карбюратор был соединен с мерным стаканом с помощью пластиковой трубки, не доставляя неудобств водителю.

      • Проверена сапунная трубка мерного стакана.

      • Записывались показания одометра и начальная температура различных термопар.

      • Автомобиль завелся и развивает скорость 30 км / час.

      • Автомобиль работал на всех 100 см3 топлива, включая топливо в карбюраторе.

      Вышеуказанная процедура была повторена для 35 км / ч. & 40 км / ч. скорости.

   2. ИСПЫТАНИЕ № II

Второе испытание проводилось с тем же райдером на заднем сиденье с подключением подогревателя. Процедура теста № 1 была повторена.Начальные и конечные показания одометра и температуры записывались для всех вышеупомянутых скоростей.

Двухколесный велосипед SUZUKI MAX R 100, использованный для испытаний. Обычно дает расход топлива от 35 до 40 км на литр бензина при постоянной скорости без частого изменения, при оптимальной скорости от 30 до 35 км / час.

Во время испытания № 1 автомобиль проехал 3,5 км на 100 см3 бензина и 4,2 км в испытании № 2, т.е. без и с дополнительным нагревателем воздуха. Он показывает, что расход топлива больше, когда воздух, проходящий через карбюратор, предварительно нагрет.разница в 8-10 куб. От

/ литр до 45 км / литр очевидно, что повышение температуры вызывает на 10 км больше, чем фактический расход на литр бензина.

РАСЧЕТ БЕЗ ПРИЛОЖЕНИЯ

Расстояние путешествия / день = 22 км

Расстояние, пройденное в месяц = ​​22 × 30 = 660 км Расход на литр = 35 км (средн.)

Кол-во литров в месяц = ​​660/35 = 18,85 литра Стоимость 1 литра бензина = рупий.70,61

Стоимость 18,85 литра бензина = 1330,9 рупий

С ПРИЛОЖЕНИЕМ

Расстояние путешествия / день = 22 км

Расстояние в пути / месяц = ​​22 × 30 = 660 км Расход на литр = 42 км

Количество литров в месяц = ​​660/42 = 15,7 литров Стоимость 1 литра бензина = 70,61 рупий

Стоимость 18,85 литра бензина = 1108,5 рупий ЭКОНОМИЯ В МЕСЯЦ = 1330,9 1108,5

= 222,4

Из приведенного выше расчета ясно, что, инвестируя сумму в 1500 рупий / — для изготовления этой системы, вы экономите рупий.224,5 / — в месяц на минимальную дистанцию ​​22 км / день. Так что эта система может быть очень полезной и подходящей для двухколесных транспортных средств. Кроме того, он не требует никакого ухода и не вызовет никаких осложнений; на данный момент тестовая машина преодолела расстояние более 500 км с этим навесным устройством

7.1. ВЫВОДЫ:

Этот проект дает прекрасную возможность развить наши навыки и знания в области планирования; контроль, закупка, обработка, анализ, координация, вычисление и различные трудности возникают при установке УЛУЧШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ВОЗДУХА В ДВУХ

КОЛЕСНЫЙ агрегат.Мы считаем, что проектная работа — хорошее решение, чтобы мост между учреждением и автомобилем.

Мы успешно завершили наш проект в отведенные сроки. Для ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ВОЗДУХА В ДВУХ КОЛЕСАХ будет

очень полезен в автомобилях, он будет использоваться для уменьшения выбросов токсичных выхлопных веществ и поможет экономно расходовать топливо.

8. СПРАВКА:

1. Д. Тамилвендхан, (2011), Исследование характеристик, выбросов и горения на эвкалиптовом масле с непосредственным впрыском и воспламенением от сжатия с горячим воздухом, — Современная прикладная наука.Vol. 5, №4; Август 2011.

2. Надир Йылмаз., 2012 ,, Влияние предварительного нагрева всасываемого воздуха и соотношения топливной смеси на работу дизельного двигателя, Топливо 94 (2012) 444447.

3. Mhia Md. Zaglul Shahadat, Md. Nurun Nabi и Md. Shamim Akhter., (Декабрь 2005 г.) Снижение выбросов NOx в дизельном топливе за счет предварительного нагрева входящего воздуха — Труды Международной конференции по машиностроению 2005 г. (ICME2005) в Дакке, Бангладеш.

4. Гюнг-Мин Чой, Масаши Кацуки, (март 2001 г.), Усовершенствованное сжигание с низким уровнем выбросов NOx с использованием предварительно нагретого воздуха

— Оригинальная исследовательская статья по преобразованию энергии и управлению ею, том 42, выпуск 5, март 2001 г., страницы 639-

652.

Подогреватели ковшей, сушилки ковшей для тяжелых условий стана

ГЛАВНАЯ ›ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ› СУШИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И AMP; ПРЕДНАГРЕВАТЕЛИ

Наш подогреватель ковша спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать наиболее эффективное потребление топлива во время работы. достижение высоких температур предварительного нагрева; в то время как наша ковшовая сушилка отличается высокой степенью рециркуляции воздуха. для быстрого равномерного высыхания при более низких температурах. Сушилки-подогреватели спроектированы с большой горелкой для достижения высоких температур, необходимых для подогрева, но с быстрой рециркуляцией воздуха при более низких температурах для быстрой и равномерной сушки.

ОСУШИТЕЛЬ / ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ВОДЯНОЙ ОСУШИТЕЛЬ:
Наши сушилки-ковши / сушилки-подогреватели / подогреватели полностью укомплектованы горелками и устройствами управления. Эти блоки предлагают максимальное удобство для клиентов благодаря предварительно смонтированной и предварительно подготовленной сборке.

Stelter & Brinck просты в использовании и установке, среди них:

• Панель управления с сигнализатором, цифровым ПИД-регулятором температуры, утвержденным FM предельным значением высокой температуры, реле защиты от пламени, главным выключателем питания, управляющим трансформатором и пускателем электродвигателя технологической воздуходувки.UL 508A по цене за запрос.
• Возможность интерфейса дистанционного управления для использования с системами PLC или DCS.
• Создан в соответствии с вашими требованиями (строительные стандарты FM, CE, GAP, NFPA или CSA).

СТЕЛТЕР И АМП; ПРЕИМУЩЕСТВО BRINCK:
Сушилки Stelter & Brinck разработаны для обеспечения непревзойденной производительности. Наши сушилки являются продуктом более чем 95-летнего опыта в области промышленного нагрева и имеют следующие характеристики:

• Точный контроль температуры для точных программ линейного изменения температуры и выдержки.
• Доступны системы с несколькими горелками.
• Стандартные установки пожарные на природном газе. Другие варианты топлива доступны по запросу.
• Перед отгрузкой прошли тщательные испытания и настройку. Возможен запуск на месте и регулярное техническое обслуживание.
• Доступны подвесные, вертикальные и горизонтальные наклонные блоки.

Ковшовая сушилка / подогреватель Запрос предложений

Повышение эффективности котла с использованием рекуперации тепла и автоматической системы управления горением

% PDF-1.7 % 1 0 объект > >> эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать application / pdf10.1016 / j.egypro.2016.10.164

ATG Diesel-Therm — Подогреватель топлива для дизельных двигателей

Компания ATG работает в сфере подогрева топлива более 20 лет. Дизель-Терм , например, используется: Atlas Weyhausen, Deutz, Faun, Honda, Iveco. Magirus, Kaessbohrer Gelaendefahrzeuge, Liaz, Liebherr, MAN, Mitsubishi Motors, Nissan, Toyota.

Между тем мы установили Diesel- Therm в собственном автопарке и признал, что ваш продукт улучшает работа на биодизеле заметна при сильных морозах.Это в наших интересах предложить Diesel- Therm также нашим клиентам.
Компания Петротек АГ, Боркен

… больше нет проблем с зависанием. Благодаря этому опыту мы предложим Diesel-Therm также в следующем зимнем сезоне.
Компания Клаус Лаакманн, сельскохозяйственная техника и автомобили

… мы установили и протестировали несколько топливных систем отопления. Мы решили использовать Diesel- Therm . Это очень безопасная система, нагрев начинает действовать уже после короткого промежутка времени. промежуток времени. Примерно через 1 минуту появляется неприятный дым, который выходит из выхлопной трубы, исчезает. Это тоже вклад в защита окружающей среды.
Компания Адольф Зёнер К.Г., представитель Daimler-Benz

… успешное использование Diesel- Therm , автобусы всегда были готовы к работе даже при очень низких температурах и после парковки в местах для зимних видов спорта, без использования каких-либо улучшений потока добавки.
Городской совет Кирхвайхталь

… больше нет проблем с гелеобразованием топлива на наших легковых и грузовых автомобилях в местных и междугородние перевозки с использованием Diesel- Therm .
Транспортно-экспедиционное агентство Bungenberg GmbH

Наши отдел планирования протестировал и выпустил Diesel-Therm на основе прошлогоднего опыта. Это впечатляет очень хорошим соотношением цены и качества.
Iveco Magirus AG

… с Diesel- Therm расход топлива упал до 3-5 литров на 100 км дымообразование было значительно меньше.
П. Хоффманн, транспортная компания

… температура -25 ° C / -13 ° F и ваша дизельная система отопления удовлетворяли нашим требованиям. Нам нравится для оснащения всех наших автобусов и транспортных средств в автобусном и грузовом движении дизельным топливом Diesel- Therm к предстоящему зимнему сезону.
Компания Людвиг Гансерер, автобусные и междугородние перевозки

Который Версия Diesel-Therm подходит для моего автомобиля?

Из-за огромного количества автомобилей или двигателей на рынке, практически невозможно типозависимый оператор.В случае сомнений рекомендуем покупка через специализированную компанию. Наша команда продаж поддержит вас в любом вопрос.

Где заказать Дизель-Терм?

Diesel-Therm может быть заказывал прямо у АТГ.

Где взять Diesel-Therm установлены?

Есть электрический предварительный нагрев топлива вообще разрешен?

Это возможность эксплуатации моего автомобиля на прямом растительном масле (SVO / PPO / WVO) после установка Diesel-Therm?