Bescanviador de calor de gasos d'escapament per a calderes de biomassa

En comparació amb les calderes tradicionals de combustibles fòssils, les característiques del combustible de les calderes de biomassa determinen la particularitat del tractament dels gasos d'escapament. - Els combustibles de biomassa tenen un alt contingut d'humitat i un contingut de cendres, i el gas d'escapament produït després de la combustió conté una gran quantitat de pols, metalls alcalins, metalls pesants i components corrosius, la qual cosa imposa majors requisits als equips de resistència a la corrosió i d'intercanvi de calor. Els intercanviadors de calor tradicionals solen tenir problemes com ara una baixa eficiència de transferència de calor, una escala i un bloqueig fàcils i una vida útil curta, que no poden adaptar-se a les complexes condicions de treball de les calderes de biomassa. L'intercanviador de calor dels gasos d'escapament de la caldera de biomassa ha resolt amb precisió els problemes d'aquesta indústria mitjançant un disseny estructural específic i l'optimització de materials, aconseguint el doble objectiu de la recuperació eficient de la calor residual dels gasos d'escapament i el funcionament estable a llarg termini dels equips, convertint-se en un equip de suport bàsic indispensable en sistemes de calderes de biomassa.
El principi de funcionament bàsic de l'intercanviador de calor dels gasos d'escapament de la caldera de biomassa es basa en la tecnologia d'intercanvi de calor indirecte de gas-líquid, que aconsegueix la transferència de calor entre el gas d'escapament d'alta-temperatura i el medi fred (aire, aigua, etc.) sense contacte directe amb el medi, i completa la recuperació i la reutilització de la calor residual dels gasos d'escapament. El flux de treball es pot resumir simplement com un cicle tancat-de "intercanvi de calor de gas residual → recuperació de calor residual → utilització secundària": el gas residual d'alta-temperatura generat per la combustió de la caldera de biomassa entra al canal de flux del costat calent de l'intercanviador de calor dels gasos residuals a través del conducte i transfereix calor al medi fred a través de l'intercanvi de calor fred a la superfície del metall (com a canal d'intercanvi de calor fred a la superfície freda). aire que entra a la caldera, producció d'aigua circulant, etc.); Després de completar la transferència de calor, la temperatura del gas d'escapament es redueix significativament a uns 150 graus i es descarrega després de complir els requisits d'emissió ambiental; El medi fred que absorbeix la calor es pot utilitzar per al preescalfament de l'aire de combustió de la caldera, la calefacció del procés de producció, la calefacció i altres escenaris, aconseguint la utilització dels recursos de calor residual i formant un cicle virtuós de "conservació d'energia i reducció del consum → protecció del medi ambient i reducció d'emissions".

A partir de les característiques de funcionament de les calderes de biomassa, els intercanviadors de calor de gasos residuals d'ús habitual a la indústria es divideixen principalment en tres categories. Cada tipus de producte s'adapta a calderes de biomassa de diferents escales i condicions de funcionament amb diferents avantatges estructurals, satisfent diverses necessitats de recuperació de calor residual.

L'intercanviador de calor de gas residual de tipus de plaques és la solució preferida per a calderes de biomassa{0}}petites i mitjanes. El seu nucli està format per múltiples jocs de plaques ondulades metàl·liques, i els mitjans freds i calents flueixen a banda i banda de les plaques, aconseguint un intercanvi de calor eficient a través de plaques primes. L'estructura especial de les plaques corrugades crea turbulències forçades al canal de flux, millorant considerablement el coeficient de transferència de calor. L'eficiència de transferència de calor és molt superior a la dels intercanviadors de calor de tipus tradicional, amb un coeficient de transferència de calor de 30-50W/(m²·K). L'estructura és compacta i el volum és més petit amb la mateixa eficiència de transferència de calor. L'estructura de cendres antiobstrucció es pot personalitzar segons les condicions de treball per satisfer els requisits de distribució espacial de les calderes de biomassa petites i mitjanes. Al mateix temps, l'intercanviador de calor de plaques adopta un disseny desmuntable, que és convenient per a la neteja i el manteniment diaris, i pot fer front amb eficàcia al problema de l'alt contingut de pols en el gas residual de biomassa, evitant l'escala i el bloqueig que afecten l'eficiència operativa.
Els intercanviadors de calor de gasos residuals de tipus tub són més adequats per a escenaris de gas de combustió d'alta-temperatura i de gran volum d'aire, com ara les grans calderes de biomassa i les centrals elèctriques de biomassa. Estan compostes per feixos de tubs d'acer, amb gas residual d'alta-temperatura que flueix fora dels tubs i medi fred que flueix dins dels tubs, aconseguint la transferència de calor a través de les parets dels tubs metàl·lics. L'intercanviador de calor de tub funciona de manera fiable, té una forta resistència a la pressió i s'adapta a les condicions d'alta temperatura dels gasos d'escapament de la caldera de biomassa. L'estructura del paquet de tubs és fàcil d'equipar amb un dispositiu de neteja, que pot tractar eficaçment els gasos d'escapament amb gran pols. Per millorar la resistència a la corrosió, els paquets de tubs dels intercanviadors de calor tubulars solen estar fets de materials com ara acer inoxidable 304, 316L, acer resistent a la calor, etc., que poden resistir l'erosió dels components corrosius en gasos residuals de biomassa i allargar la vida útil de l'equip.

En els darrers anys, els intercanviadors de calor de gasos d'escapament de flux bifàsic s'han utilitzat àmpliament com a nou tipus d'equip d'intercanvi de calor en el camp de les calderes de biomassa. Adopta una estructura dividida, que consta d'un extrem absorbent de calor i un extrem d'alliberament de calor, connectat per una canonada tancada per formar un sistema de circulació. S'injecta un medi d'intercanvi de calor dedicat a l'interior i el medi absorbeix la calor dels gasos d'escapament a l'extrem d'absorció de calor i s'evapora en vapor saturat. Després d'entrar a l'extrem d'alliberament de calor per alliberar calor, es condensa en estat líquid i el cicle es repeteix per completar la transferència de calor. El seu avantatge principal rau en la capacitat de controlar sempre la temperatura de la paret de l'intercanviador de calor per sobre de la temperatura del punt de rosada dels gasos d'escapament, evitant fonamentalment la corrosió a baixa -temperatura i els problemes d'obstrucció de l'escala. Al mateix temps, aconsegueix una temperatura de paret controlable i ajustable, que pot adaptar-se a les condicions de treball de varietats variables de combustible de biomassa i fluctuacions de càrrega. La seva vida útil és molt més llarga que els intercanviadors de calor de tubs de calor tradicionals, i l'eficiència de recuperació de la calor residual és estable en més del 80%.

L'aplicació d'intercanviadors de calor de gasos d'escapament de calderes de biomassa ha aconseguit un triple avenç en estalvi d'energia, protecció del medi ambient i beneficis econòmics, convertint-se en un suport important per promoure el desenvolupament d'alta-qualitat de l'energia de biomassa. Pel que fa a la conservació d'energia i la reducció del consum, recuperant la calor residual dels gasos d'escapament per preescalfar l'aire de combustió de la caldera, l'eficiència de combustió de la caldera es pot millorar aproximadament un 2 % -3% per cada augment de 100 graus de temperatura de l'aire. Amb la mateixa capacitat d'evaporació, el consum de combustible es pot reduir entre un 5% i un 15% i el període de retorn de la inversió sol ser d'1 a 2 anys. Després d'instal·lar un intercanviador de calor de gas d'escapament tipus placa d'acer inoxidable juntament amb una caldera de pellets de serradures, la temperatura dels gasos d'escapament va disminuir de 320 graus a 160 graus i la temperatura de l'aire d'entrada va augmentar a 180 graus. L'eficiència tèrmica de la caldera va augmentar gairebé un 6% i el consum de combustible va disminuir al voltant d'un 12%, amb efectes significatius d'estalvi energètic.

Pel que fa a la protecció del medi ambient i la reducció d'emissions, els intercanviadors de calor dels gasos d'escapament poden reduir la temperatura d'escapament de les calderes de biomassa des de més de 300 graus fins a uns 150 graus, la qual cosa no només redueix la contaminació tèrmica dels gasos de combustió d'alta temperatura a l'atmosfera, sinó que també redueix la generació de contaminants com ara NOx a causa de l'emissió més completa de combustió i CO2. Els NOx es redueixen significativament, ajudant a les empreses a complir els estàndards d'emissions ultra-baixes. Al mateix temps, la disminució de la temperatura dels gasos de combustió pot reduir la càrrega tèrmica a la superfície de calefacció i l'equip d'eliminació de pols a la cua de la caldera, allargar la vida útil de la caldera i el sistema de fums i reduir els costos de manteniment de l'equip. A més, la concentració de pols i components corrosius en el gas residual després de la recuperació de la calor residual es redueix encara més, reduint la contaminació de l'ambient atmosfèric i alineant-se amb el posicionament de desenvolupament d'energia de biomassa neta i baixa-carboni.

Amb el desenvolupament continu de la indústria de l'energia de la biomassa i les polítiques mediambientals cada cop més estrictes, la velocitat d'iteració tecnològica dels intercanviadors de calor de gasos d'escapament de caldera de biomassa continua accelerant-se. En el futur, la indústria se centrarà en tres direccions principals: innovació de materials, actualització intel·ligent i integració del sistema. Pel que fa als materials, es promocionaran nous materials com els nano recobriments i els materials compostos reforçats amb grafè per reduir la resistència tèrmica a la contaminació, millorar la resistència a la corrosió i la conductivitat tèrmica dels equips i allargar encara més la vida útil de l'equip; Pel que fa al control intel·ligent, la integració de la tecnologia de manteniment predictiu de bessons digitals i d'IA,-monitoratge en temps real de l'estat de funcionament de l'equip, aconseguint avisos d'errors i manteniment precís, reducció del temps d'inactivitat no planificat i reducció dels costos d'operació i manteniment; Pel que fa a la integració del sistema, promourem l'acoblament dels intercanviadors de calor de gasos d'escapament amb la generació d'energia ORC, bombes de calor d'absorció i altres tecnologies per aconseguir la recuperació de la calor residual en el rang de temperatura total de 80-600 graus, maximitzar l'eficiència de la utilització de la calor residual i integrar-se amb la desnitrificació, desulfuració, eliminació de pols i altres sistemes integrats per aconseguir múltiples sistemes contaminants.

Com a "guardian de la recuperació de calor residual" per a les calderes de biomassa, els intercanviadors de calor de gasos residuals no només solucionen els problemes de la indústria de l'energia tèrmica residual i les emissions de contaminació del gas residual de la caldera de biomassa, sinó que també promouen el desenvolupament de l'energia de la biomassa cap a una alta eficiència, neteja i intel·ligència. Amb la innovació contínua de la tecnologia i l'expansió contínua dels escenaris d'aplicació, els intercanviadors de calor de gasos d'escapament de les calderes de biomassa tindran un paper més important en la utilització d'energies renovables i l'assoliment dels objectius de "doble carboni", ajudant les empreses a aconseguir un desenvolupament coordinat de conservació d'energia, protecció del medi ambient, reducció d'emissions i beneficis econòmics, donant un fort impuls al desenvolupament d'energia neta d'alta qualitat de la Xina.