Nikkel alapú keményforrasztott gazdaságosító útmutató: típusok, szerkezet és kiválasztás

A nikkel alapú keményforrasztott gazdaságosítók megértése: meghatározás, funkció és alapérték

Az economizer az általános kazánok és ipari kemencék kontextusában egy hőcserélő, amely a füstgáz kimenetének végében van elhelyezve, amely visszanyeri a maradék hőenergiát a gáz elvezetése előtt, jellemzően tápvíz, technológiai víz vagy égési levegő előmelegítésére használja. Ez a visszanyert hő csökkenti az azonos folyamathőmérséklet eléréséhez szükséges tüzelőanyag-bevitelt, ami az egyik oka annak, hogy a hulladékhő-visszanyerő berendezések folyamatosan felhívták a figyelmet a szigorúbb ipari energiahatékonysági elvárások szerint működő üzemekről. A nikkel alapú keményforrasztott economizer egy speciális konstrukciós megközelítés ebben a berendezéskategóriában, amely vagy bordás acélcsövek vagy hőcsőelemek köré épül, amelyek kritikus kötései ellenőrzött nikkel alapú keményforrasztási eljárással vannak kötve, nem pedig ívhegesztéssel vagy hengeres expanzióval.

Ennek a kialakításnak a megkülönböztető jellemzője a fuga minősége. Egy hegesztett vagy kiterjesztett kötésben mikroszkopikus méretű rések vagy hőhatású zónák a réskorrózió kiindulópontjaivá válhatnak, ha a füstgáz a savas harmatpont alá hűl és kondenzátum képződni kezd. A nikkel alapú töltőfémmel történő keményforrasztás jobban kitölti ezeket a felületeket, ami csökkenti a korróziós helyek számát a bordaalap és a vágófej csatlakozásai mentén. Ez a nikkel alapú keményforrasztott economizer alapvető értékajánlata: a speciális meghibásodási módot célozza meg, a harmatponti korróziót a bordák és a cső csatlakozásainál, ami korlátozza számos hagyományos alacsony hőmérsékletű gazdaságosító élettartamát. A szén-kémiai hulladékgázt, a kohászati ​​kemencék kipufogógázát, a szintetikus ammóniás technológiai gázt és a széntüzelésű kazán véggázát kezelő üzemek a tipikus felhasználók közé tartoznak ennek a berendezésnek, mivel ezek a gázáramok általában kénvegyületeket, kloridokat vagy magas nedvességtartalmat hordoznak.

Érdemes megjegyezni, hogy a nikkel alapú keményforrasztott economizer nem egyetlen fix termék, hanem több szerkezeti formátumra is alkalmazható konstrukciós módszer, amelyről a következő fejezetben lesz szó. A típuskülönbségek megértése segít a nikkel alapú keményforrasztott economizer gyártótól származó árajánlatok összehasonlításakor vagy a füstgáz-hulladékhővisszanyerő berendezések szállítóinak ajánlatainak értékelése során, mivel a kifejezés önmagában nem határozza meg a csövek elrendezését, a borda geometriáját vagy a köteg konfigurációját.

A legfontosabb szempont: a nikkel alapú keményforrasztási eljárás elsősorban korrózióállósági és hézag-integritási stratégia, amelyet olyan égéstermék-körülmények között működő hőcsöves vagy bordáscsöves gazdaságosítóknál alkalmaznak, ahol a harmatponti kondenzáció visszatérő probléma.

A nikkel alapú keményforrasztott gazdaságosítók gyakori típusai és jellemzőik

A nikkel alapú keményforrasztott gazdaságosítókat általában négy szerkezeti formátumban gyártják, amelyek mindegyike más-más égéstermék-feltételhez igazodik. A választás elsősorban a porterheléstől, a rendelkezésre álló helytől és attól függ, hogy az üzemi hőmérséklet milyen közel esik a savas harmatponthoz. A nikkel alapú keményforrasztott economizer beszállítójától vásároló üzemet rendszerint megkérdezik ezekről a változókról, mielőtt a konfigurációt javasolnák, mivel a gázállapot és a csőformátum közötti eltérés az idő előtti elszennyeződés vagy korrózió gyakori oka. Az alábbi táblázat összefoglalja a négy formátumot, azok szerkezeti jellemzőivel és jellemző alkalmazási feltételeivel együtt.

Hőcső típusa
Zárt hőcső elemek keményforrasztott elpárologtató és kondenzátor részekkel; nincs közvetlen keveredés a füstgáz oldali és a vízoldali folyadékok között. Spirális bordás cső típus
A cső külső felületére feltekercselt és keményforrasztott bordák a gázoldali hőátadási terület növelése érdekében kompakt lábnyomon belül. Csupasz (világos) cső típusa
Sima csőfelület bordák nélkül, erős por- vagy hamuterhelésű füstgázokhoz választott, ahol a bordatávolság gyorsan elszennyeződik. Moduláris csúszásra szerelhető típus
Előre összeszerelt kötegrészek közös keretre szerelve a gyorsabb helyszíni telepítés érdekében utólagos beépítési projekteknél.

A szerkezeti formátumon túl maga a hézag anyaga is jelentős változó a tágabb gazdaságosító-piacon, és hasznos megnézni, hogy a nikkel alapú keményforrasztott kötések hogyan viszonyulnak más szokásos csőkezelésekhez, mielőtt megnéznénk a többi szakaszt. Az alábbi táblázat négy elterjedt csőkötéses megközelítést helyez el egymás mellett egy általános korrózióállósági skálán. Ez a skála egy szemléltető mérnöki összehasonlítás, nem pedig egy laboratóriumi vizsgálati eredmény, amelynek célja a relatív pozicionálás, nem pedig a pontos numerikus értékek. A csupasz szénacél cső az alapvonali referencia, mivel nincs kiegészítő korrózióvédelem a csatlakozásnál. A festett vagy bevont szénacél felületi gátat képez, de ez az akadály lokálisan megsérülhet működés közben. A szabványos ötvözetcső anélkül javítja az alapanyag ellenállását, hogy szükségszerűen változtatna a hézag minőségén, míg a nikkel alapú keményforrasztott cső magát a kötést célozza meg, ami gyakran az első meghibásodási pont az alacsony hőmérsékletű gazdaságosítóknál.

Ha ezt a táblázatot fentről lefelé olvasva, minden oszlop egy lépéses változást jelez a csatlakozás vagy a felület harmatponti korrózióval szembeni ellenálló képességében, nem pedig az alapcső anyagának változását. A csupasz szénacél rúd a legalacsonyabb, mivel nincs kiegészítő védelem a borda és a cső csatlakozásánál, így a keletkező kondenzátum közvetlenül érintkezik a nem védett acéllal. A festett vagy bevont acélrúd javítja ezt az alapvonalat, de a bevonatok hajlamosak a hőciklus, a porerózió vagy a koromfúvási műveletek miatti helyi károsodásokra, amelyek idővel újra kinyithatják a védtelen foltokat. A szabványos ötvözet cső ismét jobban teljesít, mert maga az ömlesztett anyag nagyobb ellenállást mutat, bár a csatlakozási terület még mindig másképp viselkedhet, mint az alapcső, ha forrasztás helyett hegesztett vagy expandált. A nikkel alapú keményforrasztott cső ebben a szemléltető összehasonlításban a skála tetején áll, mivel a keményforrasztási folyamat kifejezetten a csatlakozási felületet célozza meg, lezárva azokat a kis hézagokat, amelyek egyébként a korróziós hatást koncentrálnák. Ez a minta összhangban van azzal az általános okkal, amiért a nikkel alapú keményforrasztott economizereket savas vagy magas nedvességtartalmú füstgázokhoz írják elő: a javulás pontosan ott összpontosul, ahol a hagyományos konstrukciók először meghibásodnak. Azt is érdemes megjegyezni, hogy a korrózióállóság csak egy tervezési változó a sok közül, és a teljes berendezésválasztéknak mérlegelnie kell azt a porterheléssel, a gázsebességgel és a rendelkezésre álló hellyel együtt, amelyek mindegyikét a következő fejezetekben tárgyaljuk. Azok az olvasók, akik értékelik a nikkel alapú forrasztott economizer gyártójának javaslatát, ezt az általános rangsort használhatják kiindulási keretként, majd kérhetik a saját füstgáz-kémiájuk szempontjából releváns egyesített minősítési adatokat. Mivel a bemutatott értékek szemléltető jellegűek, nem pedig laboratóriumilag hitelesített adatok, inkább koncepcionális útmutatóként kell őket kezelni a tervezési megközelítések összehasonlításához, nem pedig a helyspecifikus korrózióvizsgálatok helyettesítésére.

Kulcsfontosságú szempont: a típusválasztás és a hézagkezelés külön döntések, és a nikkel alapú keményforrasztási eljárás kifejezetten megerősíti azt a kötési területet, amelyet a hagyományos hegesztett vagy expandált kivitelek hajlamosak először elveszíteni a harmatponti korrózió miatt.

Működési elv és szerkezeti tervezés

A legtöbb nikkel alapú forrasztott, hőcső formátumra épülő ekonomizátor zárt, passzív hőátadó rendszerként működik. Minden egyes hőcsőelem kis mennyiségű munkafolyadékot tartalmaz egy fémcső belsejében, részleges vákuum alatt. A cső alsó szakasza, az elpárologtató a forró füstgáz útjában helyezkedik el, ahol a munkaközeg hőt vesz fel és elpárolog. A gőz ezután a felső szakaszba, az úgynevezett kondenzátorba jut, amely a víz vagy a technológiai folyadék útjában helyezkedik el, ahol hőt bocsát ki, és visszacsapódik folyadékká, mielőtt a gravitáció hatására visszakerülne az elpárologtatóba. Mivel a gázoldali és a vízoldali áramkörök fizikailag soha nem keverednek egy hőcsöves gazdaságosítóban, ez az elrendezés általában csökkenti az egyetlen cső meghibásodásának következményeit, összehasonlítva azzal a kialakítással, ahol a gáz és a víz közvetlenül ugyanazon a csőfalon osztozik.

A nikkel alapú keményforrasztási eljárást több szerkezeti ponton alkalmazzák: ahol a bordák a csőtesthez csatlakoznak, ahol az egyes csövek csatlakoznak a gyűjtőelosztóhoz, és ahol a tartóterelők érintkeznek a csőköteggel. A teljes felületre kiterjedő kohászati ​​kötés ezeken a pontokon csökkenti a termikus érintkezési ellenállást, és eltávolítja azokat a kis repedéseket, amelyek egyébként felfogják a kondenzátumot és a port. Az alábbi diagram a burkolat, a csőköteg, a fejlécek és a gázcsatlakozók általános elrendezését szemlélteti egy tipikus nikkel alapú forrasztott economizer egységben.

Ebben az általános szerkezeti nézetben a ház alkotja a külső héjat, amely a füstgázt a csőkötegben szabályozott úton vezeti át, az egység teteje közelében belépve, majd a bordás vagy csupasz csőfelületeken való áthaladás után távozik. Maga a csőköteg, amely a kivágott ablakon belüli kör keresztmetszetű rácsként ábrázolja a nikkel alapú keményforrasztott kötések legnagyobb részét, itt végzik munkájuk nagy részét, mivel itt van a legnagyobb hőmérséklet-ingadozásnak kitéve, és itt a legnagyobb a kondenzátumképződés veszélye. A bemeneti és kimeneti gyűjtők összegyűjtik és elosztják a vizet vagy a folyamatfolyadékot a hőcső vagy bordás cső ellentétes oldalán a füstgáztól, és ezeknél a gyűjtőcsöveknél a keményforrasztott csatlakozásokat általában a tervezett karbantartás során ellenőrzik, mert hőterhelést és sok esetben a csőköteg súlyából származó mechanikai terhelést is viselik. A ház alatti tartókeret hordozza az egység összeszerelt súlyát, és lehetővé teszi, hogy a meglévő csatornán vagy füstgázpályán belül helyezkedjen el anélkül, hogy a környező acélszerkezet jelentős szerkezeti átalakítása szükségessé válna. A külön hegesztett csőszakaszokból épített ekonomizátorral összehasonlítva a nikkel alapú keményforrasztott köteg általában a beépítés előtt egy komplett egységként előre összeszerelhető és minőségellenőrzhető, ami csökkenti a helyszíni összeillesztési munkák mennyiségét. Ez a szerkezeti megközelítés az egyik oka annak, hogy a füstgáz-hulladékhővisszanyerő berendezéseket gyártó házon belüli hőcső-fejlesztéssel, nikkel alapú keményforrasztással és nyomástartó edénygyártási képességgel konzisztensebb minőség-ellenőrzést kínálhat a teljes csomagban, ahelyett, hogy több alvállalkozói csatlakozási lépésre hagyatkozna.

A legfontosabb szempont: a nikkel alapú keményforrasztott kötések a borda-cső és a fejrész csatlakozásainál összpontosulnak, ahol a hagyományos economizer kötegek a leginkább ki vannak téve a harmatponti kondenzációnak és a hőciklusos igénybevételnek.

Hőteljesítmény-profil a többlépcsős hőcserén keresztül

A nikkel alapú forrasztott economizer ritkán egyetlen hőcserélő lépés; gyakrabban olyan fokozatok sorozataként van elrendezve, amelyeken a füstgáz sorban halad át, és a gáz hőmérséklete minden szakaszban fokozatosan csökken. Ennek a fokozatos hőmérséklet-profilnak a megértése hasznos annak kiválasztásához, hogy a teljes gázútban hol kell elhelyezni egy alacsony hőmérsékletű, korrózióálló szakaszt, például egy nikkel alapú keményforrasztott köteget. Általánosságban elmondható, hogy a korábbi szakaszok magasabb gázhőmérsékletet kezelnek, ahol kisebb a korrózió kockázata, míg az utolsó szakaszok megközelítik a savas harmatpontot, ahol a nikkel alapú keményforrasztott kötések a legtöbb előnnyel járnak. Az alábbi táblázat szemléltető többlépcsős hőmérsékleti görbét mutat be, amely a füstgáz bemenettől három közbenső szakaszon át a végső kimenetig halad. A megjelenített értékek egy tipikus műszaki mintát képviselnek, nem pedig egy adott létesítményből származó mért adatokat, és a tényleges adatok az üzemanyag típusától, a felesleges levegő arányától és a felfelé irányuló berendezéstől függően változnak.

A fenti görbe azt mutatja, hogy a füstgáz hőmérséklete a körülbelül 350 Celsius-fok bemeneti állapottól a körülbelül 120 Celsius-fokos kimeneti állapotig csökken négy hőcserélő fokozaton keresztül. A legmeredekebb esés a bemenet és az első fokozat között következik be, ami azt a tényt tükrözi, hogy a gáz és a víz közötti hőmérsékletkülönbség ezen a ponton a legnagyobb, ami a legnagyobb hőátadási sebességet eredményezi. Ahogy a gáz továbbhalad a 2. és 3. szakaszon, a hőmérséklet-különbség csökken, és a fokozatonkénti hőfelvétel sebessége kisebb lesz, ami az ellenáramú vagy keresztáramú hőcsere normális jellemzője, nem pedig a berendezés alulteljesítményének jele. Mire a gáz megközelíti a kimenetet, jellemzően a kéntartalmú tüzelőanyagok savas harmatpontjának tartományában van, amely az a működési zóna, ahol leggyakrabban nikkel alapú keményforrasztott kötéseket írnak elő, mivel ebben a szakaszban a legvalószínűbb a kondenzátum képződése. A nikkel alapú keményforrasztott köteg kifejezetten a végső, alacsonyabb hőmérsékletű szakaszokban történő elhelyezése általános tervezési stratégia, mivel a korábbi, magasabb hőmérsékletű szakaszok gyakran hagyományosabb csőillesztési módszereket alkalmazhatnak ugyanolyan korróziós kitettség nélkül. Ennek a szakaszos megközelítésnek gyakorlati haszna is van a karbantartás tervezése szempontjából: mivel a korróziós kockázat a leghidegebb szakaszban összpontosul, az ellenőrzési és tisztítási ütemterveket az adott szakaszra lehet súlyozni, ahelyett, hogy a teljes csomagot azonos módon kezelnék. A nikkel alapú forrasztott economizer gyártójának javaslatát áttekintő mérnökök gyakran konkrétan azt kérdezik, hogyan oszlanak meg a keményforrasztott szakaszok a fokozatok között, mivel ez kihat mind a korrózióvédelmi stratégiára, mind a berendezés általános elrendezésére. Hasznos megjegyezni azt is, hogy az egyes üzemek pontos hőmérsékleti értékei a tüzelőanyag kéntartalmától, a füstgáz nedvességtartalmától, valamint a köteg másik oldalán lévő víz vagy technológiai folyadék hőmérsékletétől függenek, ezért az itt látható görbét általános alakzatként kell értelmezni, nem pedig rögzített specifikációként.

A legfontosabb szempont: a hőátadási sebesség ott a legmagasabb, ahol a legnagyobb a gáz-víz hőmérséklet-különbség, míg a korrózió kockázata a legnagyobb a leghűvösebb szakaszban, a kifolyó közelében, ezért a nikkel alapú keményforrasztott szakaszok általában a többlépcsős ekonomizátor végső szakasza felé koncentrálódnak.

Alkalmazási forgatókönyvek és kiválasztási kritériumok

A nikkel alapú keményforrasztott gazdaságosítókat számos ipari füstgázforráson alkalmazzák, és a megfelelő konfiguráció attól függ, hogy a berendezést az egyes telephelyeken az adott gázállapothoz illesztik. Az alábbi táblázat a gyakori alkalmazási forgatókönyveket mutatja be az adott egység tervezését jellemző kiválasztási tényezők mellett, egymás mellett bemutatva, így a két lista együtt olvasható.

Minden alkalmazási forgatókönyv más-más súlyt helyez a fent felsorolt kiválasztási tényezőkre. A széntüzelésű kazán véggáza például gyakran mérsékelt porterhelést és a szénforráshoz közvetlenül kötődő kéntartalmat hordoz, így általában a harmatpont-határérték és a porkezelési képesség a fő szempont. A szén kémiai füstgázai nagyon eltérőek lehetnek a folyamatok között, néha nagyobb nedvességet vagy kémiai szennyeződéseket hordoznak, ami különösen felveti a hézagok korrózióállóságának fontosságát, így a nikkel alapú keményforrasztott szerkezet általánosan alkalmazható. A kohászati ​​kemencék füstgázai gyakran nagyobb porterhelés mellett futnak durvább részecskékkel, ez az egyik oka annak, hogy ennél a forgatókönyvnél gyakrabban választanak csupasz csövet vagy szélesebb bordatávolságú formátumokat, nem pedig szorosan elhelyezett spirális bordákat, amelyek gyorsan szennyeződnének. A szintetikus ammónia-eljárás gázhővisszanyerése hajlamos a következetes hosszú távú működést előnyben részesíteni, tekintettel az ammóniatermelés folyamatos jellegére, így a közös megbízhatóság és az ellenőrzéshez való hozzáférés nagy súlyt kap a kiválasztás során. Az energiatermelő segédkazánok ehhez képest gyakran szabványosabb gázfeltételekkel rendelkeznek, ami lehetővé teszi a kiválasztásnál, hogy jobban összpontosítsanak a helyszűkére és a meglévő csővezetékekkel való integrációra. A gyakorlatban a legtöbb kiválasztási döntés a harmatpont-különbség és a porterhelés kiegyensúlyozásán múlik, mivel ez a két tényező a tervezést a különböző bordakonfigurációk felé húzza. A nikkel alapú forrasztott economizer beszállítója általában füstgázelemzési adatokat, várható porkoncentrációt és a kilépő víz célhőmérsékletét kéri, mielőtt konkrét csőformátumot és bordaelrendezést javasolna, mivel ezek a bemenetek közvetlenül határozzák meg, hogy a hőcső, a spirálbordás, a csupasz cső vagy a moduláris konfiguráció a jobb kiindulási pont.

Kulcsfontosságú szempont: a cső formátumának és a borda konfigurációjának az alkalmazás specifikus porterheléséhez és harmatpont-határához igazítása általában fontosabb a hosszú távú teljesítmény szempontjából, mint a keményforrasztási folyamat önmagában.

Részletes összehasonlítás: nikkel alapú keményforrasztott vs hagyományos bordáscsöves gazdaságosítók

Az alábbi táblázat több gyakorlati dimenzióban összehasonlítja a nikkel alapú keményforrasztott gazdaságosítót a hagyományos hegesztett vagy mechanikusan expandált bordás csöves gazdaságosítóval. Ezek az összehasonlítások az egyes csatlakozási módszerekhez kapcsolódó általános műszaki jellemzőket tükrözik, nem pedig egy konkrét tesztprogram eredményeit, és a tényleges teljesítmény minden telepítésnél a gázkémiai összetételtől, a működési ciklustól és a karbantartási gyakorlattól függ.

Annak érdekében, hogy ez az összehasonlítás könnyebben olvasható legyen egészben, nem pedig soronként, az alábbi radardiagram mindkét építési megközelítést öt dimenzióban ábrázolja, ugyanazon a 0-tól 10-ig terjedő szemléltető skálán: korrózióállóság, ízületek integritása, hőérintkező-hatékonyság, kompakt lábnyom és tipikus karbantartási intervallum hossza. A kék forma a nikkel alapú forrasztott economizert, a gesztenyebarna forma pedig a hagyományos hegesztett vagy kiterjesztett bordás csöves gazdaságosítót jelöli. Ezek az értékek ismét az általános mérnöki pozicionálást tükrözik, nem pedig egy konkrét tesztjelentést, és célja, hogy segítsenek annak megjelenítésében, hogy a két megközelítés hol tér el leginkább, és hol vannak közelebb egymáshoz.

A radardiagram egy pillantással láthatóvá teszi, hogy a két konstrukciós megközelítés leginkább a korrózióállóság és az illesztések integritása tekintetében tér el egymástól, amelyek a két dimenzió, amelyek a legközvetlenebbül kötődnek a kötés kialakításához. A nikkel alapú keményforrasztott forma ezen a két tengelyen tovább nyúlik kifelé, mivel a keményforrasztási folyamat kifejezetten a kis hézagok és rések lezárására irányul, amelyeket a hegesztett vagy kiterjesztett kötés megtarthat. A hőkontaktus hatásfokát tekintve a keményforrasztott szerkezet is előnyt mutat, mivel a folyamatos kohászati ​​kötés általában egyenletesebben adja át a hőt, mint a mechanikai illesztés, amely enyhén meglazulhat a hőciklussal az ismételt start-stop művelet során. A kompakt alapterület ezzel szemben azt mutatja, hogy a két forma szorosan átfedi egymást, ami azt a tényt tükrözi, hogy az egység teljes méretét elsősorban a csövek elrendezése, a bordák távolsága és a gázsebesség határozza meg, nem pedig maga az összekapcsolási módszer; a nikkel alapú keményforrasztott egység nem eleve kompaktabb, mint az azonos csőelrendezéssel épített hagyományos kialakítás. A karbantartási intervallum hossza mérsékelt előnyt mutat a keményforrasztott konstrukció esetében, ami általában annak tulajdonítható, hogy kevesebb, a hézagokhoz kapcsolódó, odafigyelést igénylő meghibásodási pont, bár a rutinszerű korom- és portisztítás továbbra is szükséges mindkét kivitelnél, függetlenül a csatlakozási módtól. Ha a két dimenziót együtt olvassuk, a gyakorlati következtetés az, hogy a nikkel alapú keményforrasztott economizer a legjobban úgy értelmezhető, mint a korrózió és a hézagok megbízhatóságának javítása egy hőcsőre vagy bordás csőre rétegezve, nem pedig az alapvető hőátadási geometria megváltoztatásaként. Ez hasznos keretezés az árajánlatok összehasonlításakor, mivel a vevőnek meg kell győződnie arról, hogy a borda típusa, a csőtávolság és a gázsebesség megfelelően illeszkedik-e a füstgáz állapotához, valamint meg kell erősítenie, hogy keményforrasztott kötéseket használnak, mivel ez a két döntés a hosszú távú teljesítmény különböző szempontjaira vonatkozik. Ez az összehasonlítás gyakran azokat az üzemeket érdekli leginkább, amelyek korábban a hagyományos alacsony hőmérsékletű economizer esetében bordaalap-korróziós meghibásodást tapasztaltak, mivel ez elkülöníti a keményforrasztási folyamat által elérni kívánt specifikus javulást.

A legfontosabb szempont: a legnagyobb mérhető különbség a két konstrukciós megközelítés között a korrózióállóságban és a hézagok integritásában összpontosul, míg az egység teljes alapterülete inkább a cső és borda elrendezésétől függ, mint magától az illesztési módszertől.

Visszanyerési potenciál a füstgáz-hőmérséklet sávokon

Az égéstermék-hőmérséklet-tartomány nem minden része kínál azonos gyakorlati hővisszanyerési potenciált, és ez befolyásolja a nikkel alapú keményforrasztott economizer méretét és elhelyezését a gázpályán belül. A magasabb hőmérsékleti sávok általában több hő visszanyerését teszik lehetővé egységnyi hőátadó felületen, mivel nagyobb a hőátadást előidéző ​​hőmérséklet-különbség. Az alacsonyabb hőmérsékleti sávok, különösen a savas harmatponthoz közelítők, még hordoznak visszanyerhető hőt, de ennek kinyeréséhez olyan anyagokra és kötésekre van szükség, amelyek képesek elviselni a kondenzátum expozícióját, és pontosan ez a szerepe a nikkel alapú keményforrasztási eljárásnak. Az alábbi oszlopdiagram szemléltető relatív visszanyerési indexet mutat be négy hőmérsékleti sávra vonatkozóan, amelyek az általános műszaki mintát mutatják, nem pedig egy adott telepítés mért teljesítményadatát.

A diagram legmagasabb oszlopa a legmagasabb hőmérsékleti sávnak felel meg, ami azt az általános elvet tükrözi, hogy a nagyobb gáz-víz hőmérséklet-különbség nagyobb hőátadási sebességet eredményez egy adott felületen. Ahogy a sávok lefelé haladnak a közepes és a harmatponthoz közeli zóna felé, a relatív visszanyerési index csökken, ami tükrözi a zsugorodó hőmérséklet-különbséget, amelyet a hőteljesítmény korábbi szakaszában tárgyaltunk. A savharmatponthoz legközelebbi zónát jelző legrövidebb oszlop továbbra is nullától eltérő visszanyerési potenciált mutat, ami fontos pont: a hővisszanyerés nem áll le pusztán azért, mert a gáz megközelíti a harmatpontját, hanem egyre inkább attól függ, hogy a berendezés képes-e elviselni az ebben a sávban képződő kondenzátumot. Ez az a hőmérséklet-tartomány, ahol a hagyományos, fugavédelem nélküli szénacél gazdaságosítóknál a legvalószínűbb a felgyorsult korrózió, és ez az a tartomány, ahol műszaki okok miatt leggyakrabban indokolt a nikkel alapú keményforrasztott econaizer. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy az economizer-köteg mélyebbre való kiterjesztésének gazdaságossága a harmatpont-közeli zónába nagymértékben függ attól, hogy az adott sávban a további kinyerhető hő megéri-e a hozzáféréshez szükséges korrózióálló konstrukciót. Egyes üzemek úgy döntenek, hogy a nikkel alapú keményforrasztott részeket kifejezetten úgy méretezik, hogy lefedjék ezt a végső szalagot, miközben a magasabb hőmérsékletű szalagokhoz hagyományosabb konstrukciót használnak, ami a korrózióálló szerkezetet oda irányítja, ahol a legnagyobb előnyt nyújtja a megnövelt összetettséghez képest. A füstgáz nedvességtartalma és a tüzelőanyag kénszintje egyaránt eltolódik oda, ahol a gyakorlati harmatpont esik, így a "harmatponthoz közeli" zóna pontos határa eltér a szénkémiai folyamat gázáramától és a széntüzelésű kazán véggázáramától, még akkor is, ha a visszanyerési görbe általános alakja mindkettőn átnyúlik. A rendszer méretezését végző mérnökök gyakran dolgoznak együtt egy nikkel alapú keményforrasztott economizer beszállítójával, hogy meghatározzák a tényleges harmatpont-határt az adott tüzelőanyag- és gázösszetételükhöz, mielőtt véglegesítenék, hogy a keményforrasztott szakasz meddig terjedjen az alacsony hőmérsékleti sávban.

Kulcsszavak: a visszanyerhető hő csökken a füstgáz hőmérsékletének csökkenésével, de a harmatponthoz közeli sáv még mindig jelentős visszanyerési potenciállal rendelkezik, feltéve, hogy az adott zónában lévő berendezést úgy építik fel, hogy tolerálja a kondenzvíz hatását.

Karbantartási útmutató és szolgáltatási szempontok

A nikkel alapú keményforrasztott economizer szokásos karbantartása általában ugyanazokat a tág kategóriákat követi, mint a többi füstgáz-hővisszanyerő berendezés, az ütemezett ellenőrzések során némi figyelmet fordítva a keményforrasztott hézagterületekre. Az időszakos koromfúvás vagy a mechanikai tisztítás segít megelőzni a hamu és por felhalmozódását a bordák vagy a csősorok között, ami egyébként csökkentheti a gázoldali hőátadást és növelheti a huzatellenállást a kötegben. Az útmutató korábbi szerkezeti ábráján bemutatott ellenőrző nyílások és hozzáférési ajtók lehetővé teszik a technikusok számára, hogy szemrevételezéssel ellenőrizzék a csövek felületét, a bordák állapotát és a vágófej csatlakozásait a teljes egység szétszerelése nélkül.

1. Időszakos szemrevételezéssel kell beütemezni a csőfej és a cső keményforrasztott kötéseit, különösen a harmatponthoz legközelebb eső legalacsonyabb hőmérsékleti szakaszban.
2. Figyelje a füstgáz kimeneti hőmérsékletét a számított savharmatponthoz képest, hogy megállapítsa, mikor növekszik a kondenzáció kockázata.
3. Koromfújást vagy mechanikai tisztítást az adott gázáram porterheléséhez igazodó ütemterv szerint végezzen.
4. Ellenőrizze a vízoldali lerakódást, és szükség szerint kezelje a tápvizet a kondenzátor vagy a vízoldal egyenletes hőátadása érdekében.
5. Ellenőrizze a szerkezeti alátámasztást és a burkolat integritását, különösen hosszabb, nagy terhelésű üzemidő után.

A vízoldali viszonyok a hosszú távú teljesítményt is befolyásolják, mivel a hőcső-economizer kondenzátorán vagy vízoldalán felhalmozódó vízkő csökkentheti a hőátadást még akkor is, ha a gázoldali felület tiszta marad. Az üzem vízforrásának megfelelő tápvízkezelés általában a gázoldali karbantartás mellett kiegészítő gyakorlatként javasolt, nem pedig különálló, független feladatként. Mivel a nikkel alapú keményforrasztott kötéseket úgy tervezték, hogy csökkentsék, semmint megszüntessenek a korróziós kockázatot a borda-cső határfelületen, a rutinellenőrzés a továbbfejlesztett konstrukció mellett is a hosszú távú működés fontos részét képezi. Azok az üzemek, amelyek következetes karbantartási naplót vezetnek a koromfúvás gyakoriságáról, az ellenőrzési eredményekről és a kötegben a huzatellenállásban megfigyelt változásokról, hajlamosak hamarabb azonosítani a felmerülő problémákat, mint azok az üzemek, amelyek csak akkor vizsgálnak meg, amikor a teljesítményprobléma nyilvánvalóvá válik. Ez a fajta megelőző megközelítés általában összhangban van azzal, hogy bármilyen típusú ipari hőcserélő berendezést várhatóan hogyan kell kezelni élettartama során.

A legfontosabb szempont: a nikkel alapú keményforrasztott kötések csökkentik a korrózió kockázatát a borda és a cső közötti felületen, de nem teszik szükségessé a rutinszerű koromtisztítást, vízkezelést és időszakos hézagellenőrzést.

Gyártási képesség és iparági tapasztalat

A nikkel alapú keményforrasztott economizer minősége nagymértékben függ a mögötte lévő gyártási folyamattól, mivel a keményforrasztás minősége, a cső anyagkezelése és a nyomástartó edények gyártása egyaránt befolyásolja, hogy a kész köteg hogyan teljesít üzem közben. A füstgáz-hulladékhővisszanyerő berendezések gyártója, amely fenntartja a házon belüli kapacitást a hőcsövek fejlesztése, a nikkel alapú keményforrasztás és a nyomástartó edények gyártása terén, általában jobb helyzetben van a minőség következetes ellenőrzéséhez a teljes gyártási ciklus során, mint az a megközelítés, amely minden egyes folyamathoz külön alvállalkozói lépésekre támaszkodik.

A 2005-ben alapított Jiangsu Shineng Chemical Equipment Co., Ltd. egy kínai székhelyű füstgáz-hulladékhő-visszanyerő berendezéseket gyártó és vegyipari technológiai berendezések gyára. amely füstgáz-hulladékhővisszanyerő rendszerek és vegyi folyamatberendezések kutatására, fejlesztésére és gyártására specializálódott, beleértve a nikkel alapú forrasztott economizer konstrukciót is. A vállalat belső képességei kiterjednek a hőcsövek fejlesztésére, a nikkel alapú keményforrasztásra és a nyomástartó edények gyártására, amelyek lehetővé teszik, hogy egy köteg a csőelőkészítéstől a keményforrasztáson át a végső összeszerelésig egy koordinált gyártási folyamaton belül mozogjon ahelyett, hogy több külső beszállító között haladna át. Termékeit az útmutatóban korábban ismertetett szénkémiai, kohászati, energiatermelési és szintetikus ammóniaiparban alkalmazzák, és tengerentúli piacokra is szállítják, tükrözve a nikkel alapú keményforrasztott economizer technológia széles ágazati relevanciáját a különböző füstgázviszonyok és regionális ipari bázisok között.

A nikkel alapú keményforrasztott economizer nagykereskedelmi megrendelését vagy egy adott gázállapotra egyedi tervezésű egységet értékelő üzemek esetében a hőcsövek tervezési tapasztalatait és a nyomástartó edénygyártási know-how-t egyesítő vegyipari technológiai gyárral való együttműködés egyszerűsítheti a koordinációt mind a tervezési, mind a telepítési szakaszban, mivel a szerkezeti, termikus és kohászati ​​megfontolásokat egy külön műszaki csapaton belül kezelik, ahelyett, hogy a gyártók szétválasztották volna.

Kulcsfontosságú szempont: a hőcsövek fejlesztésén, a nikkel alapú keményforrasztáson és a nyomástartó edények gyártásán átívelő, összehangolt házon belüli képességek konzisztensebb minőség-ellenőrzést tesznek lehetővé a kész economizer csomagban.