40 MW'lık ateşleme yapan bir proses ısıtıcısı tipik olarak bu enerjinin 6 ila 10 MW'ını duyulur ısı olarak bacadan dışarı gönderir. Kimya tesislerinde bunu geri kazandıran eşanjör projenin en zor kısmını nadiren oluşturur. Zor kısımlar, baca gazının asit çiğlenme noktası, proses akışının kirlenme davranışı ve tam hız ile minimum kararlı çalışma arasındaki kısmadır. Bu üçünü düzgün bir şekilde yerleştirdiğinizde ısı transfer yüzeyi neredeyse kendi kendine boyutlanır.
20°C Ateşlenen görevin kabaca yüzde birini geri getiren baca gazı düşüşü
120-160°C Kimyasal ısıtıcı egzozunda tipik sülfürik asit çiğlenme noktası
6-10x Kanatlı bir tüpün eşit uzunluktaki çıplak bir tüpe karşı dış yüzeyi
Kimyasal Proseslerin Gerçekte Isı Kaybettiği Yer
Bir kimya tesisinde geri kazanılabilir ısı dört akıştan ayrılır: ateşlenen ısıtıcı baca gazı, fırın ve oksitleyici egzozu, ekzotermik reaktör çıkış gazı ve düşük dereceli yoğuşma suyu. Her biri farklı bir kısıtlama taşır ve bir görev için tasarlanan birim diğerinde kötü performans gösterecektir.
Veri sayfası yerine bir ölçüm kampanyasıyla başlayın. Brülör temizleme döngüsü de dahil olmak üzere tam üretim döngüsü boyunca baca gazı sıcaklığını, oksijen ve toz yükünü kaydedin. Tam hızda 340 C okuyan bir ısıtıcı genellikle geceleri 290 C okur ve bu 50 C salınım, çiy noktası marjını daha sonra yapabileceğiniz herhangi bir malzeme seçiminden daha fazla hareket ettirir.
| Akış | Tipik sıcaklık | Baskın risk | Kurtarma rotası |
| Proses ısıtıcı baca gazı | 250 ila 400 C | Sülfürik asit çiğlenme noktası, düşük yük yoğuşması | Besleme suyu veya proses sıvısı ekonomizeri |
| Fırın ve kurutucu egzozu | 300 ila 600 C | Toz yükleme, yapışkan alkali birikintileri | Geri çekilebilir kurum üfleyicilere sahip H tipi kanatlı ekonomizer |
| Termal oksitleyici çıkışı | 800 ila 1100 C | Sürünme, termal döngü, tuz taşınması | Radyant soğutucu ve ardından atık ısı kazanı |
| Ekzotermik reaktör çıkış gazı | 150 ila 450 C | Yoğunlaşabilen aşındırıcılar, iki fazlı akış | Korozyona dayanıklı soğutmalı ekonomizer |
| Yoğuşma ve flaş buhar | 90 - 150°C | Düşük dereceli ısı, kirlenme geri dönüşü | Kapalı devre besleme suyu ısıtma |
Asit Çiğlenme Noktası Duvar Sıcaklığını Belirler Zemin
Kimyasal egzoz kanalındaki sınırlayıcı sıcaklık, gaz sıcaklığı değil, metal duvar sıcaklığıdır. Sülfür trioksit ve su buharı sınır tabakasında birleşerek çiğ noktasının altındaki herhangi bir yüzeyde sıvı sülfürik asit halinde yoğunlaşır ve saldırı, duvarın en soğuk olduğu kanat uçlarında başlar.
Asit çiğlenme noktası: baca gazındaki kükürt trioksit ve su buharının sıvı sülfürik asit halinde yoğunlaştığı yüzey sıcaklığı. Kimyasal ısıtıcı egzozunda genellikle 120 ile 160 C arasına düşer ve yemdeki kükürt içeriği, nem seviyesi ve fazla oksijenle birlikte yükselir.
Suyun çiğlenme noktası çok daha düşük, genellikle 45 ila 60 C arasındadır ve nadiren tek başına bağlayıcı bir kısıtlamadır. Klorür taşıyan akışlar ayrı bir sorundur. Klorlu beslemeden veya atıktaki tuzdan gelen hidrojen klorür, hidroklorik asit olarak yoğunlaşır ve temiz bir baca gazında on yıl boyunca hayatta kalabilecek paslanmaz kalitelere saldırır.
Pratik seçenekler kabaca maliyet sırasına göre:
- Bir devridaim hattı veya bir ekonomizör bypass'ı kullanarak, en soğuk boru duvarı hesaplanan çiğlenme noktasının 10 ila 15 C üzerinde kalacak şekilde su girişini temperleyin.
- Görevin duvar sıcaklığının çiğlenme noktasının izin verdiğinin altına düşmesine neden olduğu durumlarda ND çelik veya emaye kaplı boruları belirtin.
- Isı transferi verimliliği pahasına olsa bile, hidrojen klorür ve klorür tuzu akışları için dökme demir veya polimer kaplı yüzeyler kullanın.
- Kısmi yükte giriş suyu sıcaklığını yükseltebilecek bir baypasın arkasına düşük sıcaklıklı bir ekonomizer kademesi ekleyin. düşük sıcaklık ve sıradan ekonomizerler arasındaki farklar çoğunlukla tüp demetinin kendisinden ziyade bu kontrol detayında bulunur.
Ekonomizer veya Atık Isı Kazanı: Üniteyi Göreve Göre Eşleştirin
Geri kazanılan ısının önceden ısıtılmış kazan besleme suyu olarak veya ısıtılmış proses sıvısı olarak isteniyorsa bir ekonomizör belirtin. Ejektörler, yeniden kazanlar veya türbin için buhar olarak isteniyorsa, atık ısı kazanı veya ısı geri kazanımlı buhar jeneratörü belirtin. İkisi birbirinin yerine kullanılamaz ve buharı yükseltmesi istenen bir ekonomizör, devreye alındıktan birkaç ay sonra tüplerinin içinde kaynamaya başlayacaktır.
Ekonomizer
- Tek fazlı çalışma, geri kazanılan kW başına en düşük maliyet
- Kararlı kalması için kaynatma işlemine 15 ila 30 C yaklaşımı gerekir
- Buhar talebinin mevsimsel veya istikrarsız olduğu durumlar için en iyi seçim
- Kompakt, daha hafif, mevcut bir kanala sonradan takılması daha kolay
- Kısma sırasında giriş suyu sıcaklığına duyarlı
Atık Isı Kazanı
- Ejektörler, yeniden kazanlar veya türbin için buhar üretir
- Buhar tamburu, seviye kontrolü ve blöf yolu gerektirir
- Daha büyük ayak izi ve daha yüksek sermaye maliyeti
- Radyant bölümü ile yüksek sıcaklıktaki akışları işler
- Düşük yükte ekonomizeri korumak için devridaime ihtiyaç vardır
Faydalı bir kontrol yıllık buhar dengesidir. Tesis tüm yıl boyunca ürettiği buharı tüketebilirse kazan kendini daha hızlı amorti eder. Buhar talebi mevsimsel ise, besleme suyunun bir ekonomizer aracılığıyla ısıtılması, kazanın kağıt üzerinde daha fazla kilovat geri kazanacağı durumlarda bile daha düşük riskli bir yatırımdır.
Proses Ekipmanları Baca Gazı Ekonomizeri Mevsimsel buhar talebi için, proses baca gazını kullanarak besleme suyunu ısıtır ve aşındırıcı veya patlayıcı egzozla uğraşırken kazan yükünü azaltır. Ürünü Görüntüle → 
Endüstriyel Atık Isı Geri Kazanım Kazanı Yıl boyunca buhar talebi için, tozlu veya aşındırıcı baca gazına yönelik uyarlanabilir tasarımlarla buhar üretmek üzere proses atık ısısını yakalar. Ürünü Görüntüle → Kanatlı Borular Ayak İzi, Su Çekimi Kaybı ve Temizliğe Karar Verir
Genişletilmiş yüzey, sekiz metrelik bir kanal bölümünü iki metrelik bir modüle dönüştüren şeydir, ancak kanat geometrisi, ünitenin ne sıklıkta temizlenmesi gerektiğine ve bu ekstra yüzeyin ne kadar fan gücüne mal olacağına karar verir.
Çıplak tüpe göre tüpün metre başına dış yüzeyi
Çıplak tüp 1.0
H tipi kanatlı 6.5
Spiral kanatlı 10.5
32 ila 38 mm'lik tüpler için gösterge değerler. Oran kanat yüksekliği, kanat aralığı ve inç başına kanat sayısına göre değişir.
H tipi kanatlı borular, iki yarım yüzgeci borunun her iki tarafında bir H şekline kaynak yapar. Gaz yolları düz ve açık kalır, toz kanatçıklar arasında köprü kurmak yerine düşer ve geri çekilebilir kurum üfleyiciler setin tam derinliğine ulaşabilir. Spiral kanatlı tüpler metre başına daha fazla yüzey taşır ve temiz gaza uygundur, ancak yapışkan alkali tozda kapalı perdeler devrilir ve basınç düşüşü haftalar içinde artar.
Pürüzsüz borular, duvar kalınlığını ısı transfer katsayısının değil, korozyon payının belirlediği ağır kirlenme görevlerinde hala bir yere sahiptir.
Gaz hızı her seçimde sessiz değişkendir. Yaklaşık 8 m/s'nin altında toz ön sıralara yerleşiyor; 12 m/s'nin üzerinde ilk iki sıradaki erozyon hızlanır ve boru ömrü keskin bir şekilde düşer. Sıralı düzenlemeler, kademeli düzenlemelere göre daha az kirlenmeye neden olur, ancak sıra başına biraz daha az ısı aktarır; bu genellikle kimya hizmetinde doğru ticarettir.
Tozlu Baca Gazı için H-Tipi Finli Boru H şeklindeki kanatçıklar toz birikmesini sınırlar ve baca gazı direncini düşük tutar; kirlenme ve hız kontrolünün önemli olduğu atık ısı eşanjörlerine uygundur. Ürünü Görüntüle → Yönetmeliğe Uygunluk ve Kaynak Kalitesi Tedarik Riskleridir
Basınç parçası uyumluluğu, termal tasarımı kimin imzalayacağına ve bir tüpün arızalanması durumunda riski kimin üstleneceğine karar verir. Isıl hesaplama bittikten sonra ısı eşanjörüne iliştirilen bir evrak değildir.
- Tasarım kodu damgası: Buhar üreten üniteler için ASME Bölüm I, ateşlenmeyen eşanjörler için Bölüm VIII Bölüm 1.
- Değirmen sertifikasına göre izlenebilir ısı numaraları ile EN 10204 3.1'e göre malzeme sertifikası.
- Kaynak prosedürü ve kaynakçı yeterlilik kayıtları ISO 3834-2'ye göre düzenlenmiştir.
- Kaynak haritasıyla eşleşen bir film kütüphanesi ile borunun başlık bağlantı noktalarına kadar olan kısmının radyografisi veya gerçek zamanlı X-ışını görüntülemesi.
- Hidrotest kayıtları ve boyutsal raporlar, teslimattan sonra değil, sevkıyattan önce düzenlenir.
Fabrika kabul testinden sonra değil, satın alma siparişi verilmeden önce ilk borudan başlık bağlantısına kadar olan kaynak haritasını ve radyografisini isteyin.
Aynı tesis içerisinde kaynak, radyografi ve hidrotest yapan imalatçılar bu talebe ihale sırasında cevap verebilecektir. Bu belgede açıklanan ekip gibi, otomatik kaynak hatlarına, kurum içi röntgen görüntülemeye ve belgelenmiş bir kalite sistemine sahip bir tedarikçi üretim kapasitesi profili , çeşitli alt satıcılardan paketleri bir araya getiren bir ticari şirketin denetlenmesinden daha kolaydır.
İncelemeden Geçmeyen Bir Spesifikasyon Dizisi
Başarısız olan spesifikasyonların çoğu, süreç verileri kararlaştırılmadan önce ekipman tipinin düzeltilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu beş adımı sırayla uygulayın; termal tasarım tartışmasız şekilde takip eder.
- Görevi ve yatak açma aralığını düzeltin. Geri kazanılan ısıyı tam hızda, yüzde 70'te ve minimum sabit oranda kW cinsinden belirtin ve üçünden hangisinin yüzey alanını yönettiğini doğrulayın.
- Akışı karakterize edin. Bileşim, kükürt içeriği, nem, klorür seviyesi ve toz yükü; asit çiğlenme noktası varsayılan yerine hesaplanmıştır.
- Sıkıştırmayı ayarlayın. Çıkış gazı sıcaklığını hesaplanan çiğlenme noktasının 10 ila 15 C üzerinde seçin, ardından su tarafı yaklaşımını yalnızca tasarım oranında değil, kısmi yükte de kontrol edin.
- Yüzeyi seçin. Toz yükünden kanat tipini seçin, gaz hızını 8 ila 12 m/s arasında ayarlayın ve aynı zamanda kurum üfleyicileri veya su yıkama erişimini boyutlandırın.
- Kilit muayenesi ve teslimatı. Yüzde 10 ila 20 oranında ekstra yüzey kirlenme payı ekleyin ve satın alma siparişindeki kaynak haritasını, NDT kapsamını ve hidro test programını onaylayın.
Kimyasal Proses Mühendislerinin Sık Sorulan Soruları
Bir kimya tesisi ekonomizeri için minimum güvenli baca gazı çıkış sıcaklığı nedir?
Sabit bir sayı yerine asit çiğlenme noktasını takip eder. Yüzde on nem ve düşük kükürt oranıyla çiğ noktası 120 C'ye yakın; beslemedeki ağır kükürt onu 150 C'nin üzerine iter. Çıkış gazını hesaplanan değerin 10 ila 15 C üzerinde tutun ve su girişini, kısmi yükte en soğuk duvarın yoğuşmadan uzak kalması için temperleyin.
Hangi kanatlı boru toz yüklü kimyasal egzozlara uygundur?
Hat içi düzenlemede H tipi kanatlı borular. Düz gaz hatları köprülenmeye karşı dayanıklıdır ve açık hatve, geri çekilebilir kurum üfleyicilerin setin tüm derinliğini temizlemesine olanak tanır. Spiral kanatlı tüpler yalnızca akış temiz olduğunda ve ayak izi bağlayıcı kısıtlama olduğunda daha iyi bir seçimdir.
Atık ısı kazanı yüzde 40 yükte çalışabilir mi?
Evet, tasarımın ekonomizör devridaimini, üç elemanlı tambur seviye kontrolünü ve düşük yükte evaporatör giriş sıcaklığını çiğlenme noktasının üzerinde tutan bir bypass damperini içermesi koşuluyla. Devridaim olmadığında, ekonomizer kışın devre dışı kalma sırasında arızalanan ilk bileşen haline gelir.
Ne kadar kirlenme payı belirtilmelidir?
Temiz gaz için yüzde on ila yirmi ve yapışkan alkali toz için yüzde yirmi beşe kadar ilave yüzey, temizlik için her zaman gaz tarafı erişimiyle eşleştirilir. Temizleme erişimi olmadan ekstra yüzey satın almak, kimyasal serviste en yaygın spesifikasyon hatasıdır.
