Egzoz gazı geri kazanım kazanı: bağlantı şeması ve kurulum 

Bağlantı ve kurulumla ilgili soruya doğrudan cevap

Egzoz gazı geri kazanım kazanı, şu sıraya sıkı sıkıya bağlı kalmayı gerektirir: sıcaklık genleşmesini telafi ederek egzoz manifolduna yerleştirme, soğuk motor çalıştırma sırasında yoğuşmaya karşı koruma sağlamak için bir baypas hattının kurulması ve frekans kontrollü bir sirkülasyon pompasının takılması. Çiy noktasının hesaplanmasındaki bir hata veya ısı eşanjörünün hidrolik direncinin göz ardı edilmesi, 6-8 aylık çalışmadan sonra boru şeklindeki demetlerin korozyonuna yol açacaktır. Pasaport verilerini değil, dizel jeneratörün gerçek çalışma programını dikkate alarak bir ön termal hesaplama yapılmasını şiddetle tavsiye ederiz, çünkü% 40'lık bir yük genellikle asit korozyonu ile ilgili en fazla soruna neden olur.

BDT'deki endüstriyel tesislerde ısı geri kazanım sistemlerini uygulama uygulamamızda, müşterinin baca gazı çıkış sıcaklık sensörlerinden tasarruf ettiği bir durumla karşılaştık. Sonuç, ısı değişim yüzeyinin 140°C'nin altına aşırı soğutulması, sülfürik asidin çökelmesi ve bir ısıtma sezonunda mahfazanın korozyona uğramasıydı. Bu olay bize egzoz gazı geri kazanım kazanı bağlantı şemasının evrensel olamayacağını öğretti; özel yakıt bileşimine ve ısı kaynağının çalışma moduna uyarlanmalıdır. Aşağıda, profesyonel kurulumu ana motora zarar verebilecek derme çatma kurulumdan ayıran teknik nüansları ayrıntılı olarak inceleyeceğiz.

Kuruluma hazırlık: kritik parametreler ve araçlar

Herhangi bir kurulum çalışmasına başlamadan önce mevcut egzoz sisteminin denetimi yapılmalıdır. Egzoz gazı geri kazanım kazanı, ısı eşanjörünün tasarımına bağlı olarak 3–5 kPa'ya ulaşabilen ek aerodinamik direnç oluşturur. Karşı basınç, motor üreticisinin izin verdiği değerleri aşarsa (turbodizellerde genellikle 6–8 kPa), bu durum egzoz valflerinin aşırı ısınmasına ve ünite gücünde %10–15 oranında azalmaya neden olur. Bu nedenle ilk adım her zaman egzoz kanalındaki statik basıncı ölçmek ve bunu motor veri sayfasıyla karşılaştırmaktır.

Yüksek kaliteli kurulum için, yokluğu işi imkansız veya tehlikeli hale getirecek belirli bir araç ve malzeme setine ihtiyacınız olacaktır. AISI 321 veya 08Х18Н10Т paslanmaz çeliklerle çalışmak için bir kaynak makinesi hazırladığınızdan emin olun, çünkü sıradan demirli metaller egzoz gazı ortamında 400°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda hızla yanar. Motor titreşimini ve 500°C'ye ısıtıldığında boruların doğrusal genleşmesini sönümleyen sıcaklık genleşme kompansatörlerine (körüklü üniteler) de ihtiyaç vardır. Bu unsurun göz ardı edilmesi, çalışmanın ilk haftalarında kaynakların başarısız olmasının en yaygın nedenidir.

Isı yalıtımına özellikle dikkat edin. Motordan atık ısı kazanına giden boru hatları, alüminyum ekranlı, en az 50 mm kalınlığında çok katmanlı izolasyona sahip olmalıdır. Gaz dağıtım bölümündeki ısı kayıpları geri kazanım sisteminin genel verimliliğini azaltır. Projelerimizde 700°C sıcaklığa kadar dayanabilen folyo kaplı bazalt matlar kullanıyoruz. Bu sadece bir enerji verimliliği gerekliliği değil, aynı zamanda özellikle rotanın yanıcı maddelerin yakınında veya personel alanlarında geçmesi durumunda bir yangın güvenliği önlemidir.

Gerekli ekipman ve malzeme listesi

• Titreşim kompansatörleri:Motor flanşından hemen sonra montajı zorunludur. Bunlar olmadan, titreşim kazan gövdesine iletilir ve boru metalinin yorulma arızasına neden olur.
• Elektrikli tahrikli kapatma vanaları:Baypas hattı, pompaların acil olarak durdurulması sırasında gaz akışını 2-3 saniye içinde değiştirebilen hızlı etkili valflere ihtiyaç duyar.
• Çiğ noktası sensörleri:Dönüş suyu sıcaklığının otomatik kontrolü için en az iki sensör (gaz girişinde ve çıkışında).
• Buhar tuzakları:Agresif yoğuşmayı toplamak ve nötralizasyon tankına boşaltmak için kazanın alt noktasına monte edilir.
• Yalıtım malzemeleri:Gazların çalışma sıcaklığının üzerinde erime noktasına sahip, sertifikalı yanıcı olmayan malzemeler.

Egzoz gazı geri kazanım kazanı için tipik bağlantı şeması

Egzoz gazı geri kazanım kazanının bağlantı şeması, ısı eşanjörünü düşük sıcaklıktaki korozyondan koruma prensibi etrafında oluşturulmuştur. Asıl görev, boruların iç yüzeyinin, gazların içinde bulunan sülfürik asit buharının çiğlenme noktası sıcaklığının altına soğumasını önlemektir. Bu sıcaklık, kükürt içeriği %0,5'e kadar olan dizel yakıt için genellikle 130–150°C'dir. Kazana giren su daha soğuksa (örneğin, ısıtma dönüş hattından 60°C), boruların duvarlarında anında agresif yoğuşma oluşacak ve metali yılda 1 mm'ye kadar aşındıracaktır.

Bunu önlemek için üç yollu karışım vanalı bir devre veya ayrı bir ısıtma devresi kullanılır. Dönüş hattından gelen soğuk su doğrudan atık ısı kazanına verilmemektedir. Güvenli giriş sıcaklığına (minimum 145–150°C) ulaşılıncaya kadar öncelikle kazan çıkışından gelen sıcak su ile karıştırılır. Ancak bundan sonra soğutucu ısı eşanjörüne girer. Bu hidrolik borular, soğuk bir sistem çalıştırıldığında bile boru duvarlarının sıcak ve kuru kalmasını sağlar. Bu, ihlal edilmesi ekipman üreticisinin garantisini geçersiz kılacak temel bir kuraldır.

Devrenin ikinci kritik elemanı bypass bacasıdır. Egzoz gazlarının kazandan akmasını sağlayan damperli paralel bir boru hattıdır. Bu üç durumda gereklidir: sirkülasyon pompalarının acil olarak durdurulması sırasında, motoru durdurmadan kazanı onarırken ve motor düşük yüklerde çalışırken, ısı geri kazanımının pratik olmadığı durumlarda. Otomasyonun bu damperini kontrol etmesi gerekir: su akışı düştüğünde veya gaz basıncı arttığında bypass damper açılır ve gazlar susturucu aracılığıyla doğrudan atmosfere salınır. Bu, ısı eşanjörünün aşırı ısınmasını ve motorun patlamasını önler.

Otomatik koruma sisteminin çalışma algoritması

1. Parametre izleme:Kontrol cihazı sürekli olarak gaz giriş/çıkış sıcaklık sensörlerinden, giriş/çıkış su sıcaklığından ve egzoz kanalı basıncından gelen verileri okur.
2. Başlatma koşullarının kontrol edilmesi:Sistem, yalnızca dönüş suyu sıcaklığının ayarlanan minimum değerin (örneğin 145°C) üzerinde olması ve sirkülasyon pompasının çalışıyor olması durumunda kazana gaz beslemesine izin verir.
3. Yük devretme:Elektrik kesintisi veya pompa arızası durumunda, elektrikli bypass damper aktüatörü açılmak üzere bir sinyal alır (genellikle açık konuma yaylı geri dönüş kullanılır).
4. Yoğuşma koruması:Gazların çıkış sıcaklığı 160°C'nin altına düşerse sistem, su akışını kısıtlayarak veya sıcak su ilavesini artırarak giriş sıcaklığını otomatik olarak artırır.
5. Alarm:Kritik sapmalarda (boru arızası, su kaynaması) sistem operatöre ışıklı ve sesli sinyal vererek kontrol odasına telgraf gönderir.

Ekipman kurulumu için adım adım talimatlar

Egzoz gazı geri kazanım kazanının montajı, yüksek vasıflı kaynakçılar ve enstrümantasyon mühendisleri gerektiren bir süreçtir. 200'den fazla benzer ekipmanın kurulum deneyimine dayanarak adım adım düzenlemeler geliştirdik. Bu adımları takip etmek hata riskini en aza indirecektir. Özellikle izolasyon içerisindeki kaynaklarda her aşamanın teknik süpervizörlük hizmeti tarafından gizli çalışma raporu düzenlenerek kabul edilmesi gerektiğini unutmayın.

1. Destekleyici yapıların ve temellerin montajı.
   Atık ısı kazanları özellikle su ile doldurulduğunda önemli bir ağırlığa sahiptir. Temel, çalışan bir motordan kaynaklanan statik yük artı dinamik titreşimlere göre tasarlanmalıdır. Kazan gövdesi ile destek çerçevesi arasında titreşim önleyici pedler kullanıyoruz. Isı eşanjörünün ayrı bölümlerinde suyun yerel olarak aşırı ısınmasına ve boruların yırtılmasına neden olabilecek durgunluğunu önlemek için kurulumun metre uzunluk başına 2 mm hassasiyetle yatay olmasını sağlamak önemlidir. Desteklerin yanlış takılması, flanş bağlantılarının bozulmasının ve tahrip olmasının yaygın bir nedenidir.
2. Gaz yolu ve kompansatörlerin montajı.
   Bu aşamada mevcut egzoz manifoldunda bir kesim yapılır. Kazanın motora sağlam bir şekilde kaynaklanması kesinlikle yasaktır. Motor çıkış flanşı ile kazan girişi arasına körüklü kompansatör takılmalıdır. Isıtıldığında 20-30 mm'ye kadar eksenel yer değiştirmeyi telafi eder ve yüksek frekanslı titreşimi sönümler. Kaynaklar, kaynak kökünün tam nüfuz etmesiyle argon arkı kaynağı kullanılarak yapılır. Kaynak sonrasında mikro çatlakların tespit edilmesi için kılcal kusur tespiti (renk kusuru tespiti) yoluyla kalite kontrolü yapılması gerekir.
3. Hidrolik borulama ve pompalama ekipmanlarının montajı.
   Su devresinin bağlanması, kapatma vanalarının ve çamur tutucuların takılmasıyla başlar. Pompaların önüne ağ boyutu 1 mm'yi geçmeyen kaba filtreler takılmalıdır, çünkü boru şeklindeki demet kanallarına kireç veya kum girişi borunun yerel kaynamasına ve yanmasına neden olabilir. Sirkülasyon pompaları, kazanın ve boru hatlarının hidrolik direncinin üstesinden gelmek için %15-20 basma yüksekliği rezerviyle seçilir. Isı yüküne bağlı olarak akışın sorunsuz bir şekilde düzenlenmesi için frekans dönüştürücülü pompaların kullanılmasını öneririz.
4. Otomasyon ve enstrümantasyon sistemlerinin kurulumu.
   Sıcaklık ve basınç sensörleri özel olarak sağlanan kulaklara monte edilmiştir. Temsili okumalar elde etmek için gaz sıcaklık sensörleri boru hattı çapının 1/3'üne kadar akışa daldırılmalıdır. Sensörlerden gelen kablolar, onları yüksek sıcaklıklardan ve mekanik hasarlardan korumak için metal oluklu manşonlara döşenir. Kontrol kabini, sıcaklığın 40°C'yi aşmadığı bir alanda bulunmaktadır. Bu aşamadaki hata, akım çıkışlı termik dirençler yerine geleneksel termokuplların kullanılmasıdır, bu da uzun hatlarda büyük ölçüm hatalarına yol açar.
5. Isı yalıtımı ve kaplama.
   Hidrolik testlerden (işçiden 1,25 basınçla basınç testi) başarıyla geçtikten sonra ısı yalıtımı yapılır. İlk önce bir seramik elyaf veya bazalt paspas tabakası uygulanır, ardından galvanizli veya paslanmaz çelikten yapılmış koruyucu bir kasa monte edilir. Tüm gövde bağlantıları yalıtılmıştır. Boruların duvarlardan ve tavanlardan geçtiği yerlere özellikle dikkat edilir - burada özel yanmaz manşonlar kullanılır. Kalitesiz izolasyon sadece enerji kayıplarına değil, aynı zamanda personelin yanlışlıkla 300°C sıcaklıktaki yüzeylere temas etmesi durumunda yanıklara da yol açmaktadır.

Yaygın bağlantı hataları ve sonuçları

Mevcut tesislerin denetimi sırasında, endüstriyel ısıtma ekipmanları konusunda uzman olmayan kurulum kuruluşlarının yaptığı tipik hataları düzenli olarak tespit ediyoruz. En pahalı hatalardan biri, ısı eşanjörü için kullanılan metalin kalitesinden ödün vermektir. Yüksek sıcaklık bölgelerinde alaşımlı çelikler (09G2S, 12Kh1MF) yerine St3 kalite çeliğin kullanılması, metalin "sürünmesine" ve sadece bir yıllık çalışmadan sonra boruların şişmesine neden olur. Böyle bir ünitenin onarılması, üretimin tamamen durdurulmasını ve kirişin değiştirilmesini gerektirir; bu, ilk tasarruflardan birkaç kat daha maliyetlidir.

Bir diğer kritik hata ise buhar kapanının kurulumu için yanlış yerin seçilmesidir. Birçok kişi hidrolik valfi dikkate almadan basitçe gövdenin alt noktasına monte eder. Sonuç olarak, egzoz gazları buhar kapanından drenaj sistemine kaçarak karbon monoksit zehirlenmesi ve odaya kurum salınması riski yaratır. Doğru şema, nötrleştiriciye bir ara drenaj ile iki sıralı yoğuşma tuzağının kurulmasını içerir; burada asidik yoğuşma, kanalizasyona boşaltılmadan önce alkalin bir çözelti ile işlenir.

Kazanın önünde boru hattının düz bir bölümünün gerekliliğinin göz ardı edilmesi de yaygındır. Gaz akışının doğru dağılımı ve sensörlerin çalışması için kazana girmeden önce en az 5 boru çapı, çıkıştan sonra ise 3 çap uzunluğunda düz bir kesit gerekmektedir. Kazanı dirsek veya tişörtün hemen sonrasına monte ederseniz, gaz akışı dengesiz olacaktır: paketin bir kısmı aşırı yüklenecek, diğeri boşta kalacaktır. Bu, ısı transfer verimliliğini %20-30 oranında azaltır ve kazalara yol açan yerel aşırı ısınma bölgeleri oluşturur.

Teknik gereksinimler ve güvenlik standartları

Rusya ve EAEU ülkelerinde ısı geri kazanım sistemlerinin tasarımı ve kurulumu katı düzenleyici belgelerle düzenlenmektedir. Ana standart GOST R 57376-2016 “Isı geri kazanım kazanlarıdır. Ekipmanın sağlamlığı, sıkılığı ve verimliliği ile ilgili gereklilikleri tanımlayan Genel teknik koşullar". Ayrıca, Rostekhnadzor tarafından onaylanan basınçlı kapların (FNP ORD) tasarımı ve güvenli çalışması için kurallara uymak gerekir. Bu standartlara uyulmaması, mülkün tescilinin reddedilmesini ve büyük para cezalarının uygulanmasını gerektirir.

Önemli bir husus çevre güvenliğidir. Atık ısı kazanı kendisi ısıl kirliliği azaltan bir çevre koruma ekipmanı olmasına rağmen zararlı maddelerin emisyonunu arttırmamalıdır. Modern modeller emisyon izleme sistemleriyle donatılmıştır. Yüksek kükürt içeriğine sahip gazı yakarken, ilave yıkayıcıların takılması veya özel yakıt katkı maddelerinin kullanılması gerekli olabilir. Kurumsal çevre yönetim sistemi geliştirirken ISO 14001 standartlarına odaklanmanızı öneririz.

Ekipman sertifikasyonu da önemli bir rol oynamaktadır. Atık ısı kazanları, GOST R sisteminde zorunlu sertifikasyona veya Gümrük Birliği Teknik Yönetmeliklerine (TR CU 032/2013 “Aşırı basınç altında çalışan ekipmanın güvenliği hakkında”) uygunluk beyanına tabidir. EAC sertifikasının varlığı, ekipmanın dayanıklılık ve sızdırmazlık açısından gerekli tüm testleri geçtiğini doğrular. Ekipman satın alırken daima sertifikanın ve fabrika test raporlarının bir kopyasını isteyin; bu, güvenliğinizin ve operasyonun yasallığının garantisidir.

Güvenilir bir bileşen tedarikçisinin seçilmesi, tüm sistemin ömrü açısından belirleyici bir faktör haline gelir. Örneğin, bir şirketWuxi Kaisheng Elektrik Enerjisi ve Petrokimya Equipment Co., Ltd.atık ısı kazanları ve bunların temel elemanları da dahil olmak üzere yüksek kaliteli ısı değişim ekipmanlarının tasarımı ve üretiminde uzmanlaşmıştır. 316 paslanmaz çelik, N06625 nikel alaşımı veya C46400 deniz pirinç oluklu boru demetleri gibi ürünleri ASME ve PED uluslararası standartlarına göre sertifikalandırılmıştır. Yüksek korozyon direncine ve aşırı basınç ve sıcaklıklara karşı dayanıklılığa sahip bu tür malzemelerin kullanımı, çalışma koşullarının en agresif olduğu petrol rafinerisi, kimya ve enerji endüstrileri için kritik öneme sahiptir. Bu tür üreticilerin bireysel çözümleri, metalin "sürünmesi" ve bileşenlerin erken arızalanmasıyla ilgili tipik sorunlardan kaçınmanıza olanak tanır.

Projenin ekonomik verimliliği ve geri ödemesi

Egzoz gazı geri kazanım kazanının kullanıma sunulması endüstride en hızlı kazanç sağlayan enerji tasarrufu önlemlerinden biridir. Tipik bir 1 MW dizel jeneratör, egzoz gazları yoluyla atmosfere yaklaşık 400-500 kW termal enerji yayar. Bu ısının %70'ini bile geri dönüştürerek, ilave 300-350 kW'lık termal gücü ücretsiz olarak elde ediyoruz. Bu, saatte yaklaşık 400 kWh elektrik tüketen 350 kW'lık bir elektrikli kazanın çalıştırılmasına eşdeğerdir. kWh başına 5 ruble elektrik tarifesiyle tasarruf saatte 2.000 ruble oluyor.

Jeneratör temel modda çalıştığında (yılda 8000 saat), yıllık tasarruf 16 milyon rubleye ulaşıyor. Bir dizi ekipmanın ve kurulumun maliyeti, konfigürasyona bağlı olarak genellikle 3 ila 5 milyon ruble arasında değişmektedir. Böylece projenin geri ödeme süresi kışın 3 ila 4 ay arasında, ısı ihtiyacının azaldığı yaz rejimi dikkate alındığında (örneğin sadece sıcak su temini veya teknolojik ihtiyaçlar için) 6-8 aya kadar çıkmaktadır. Bu hesaplamalar, petrol ve gaz sektörü ile metalurji sektöründeki müşterilerimizin gerçek vakaları ile doğrulanmaktadır.

Ancak sadece doğrudan yakıt tasarrufu değil, aynı zamanda dolaylı faydaları da dikkate almak önemlidir. Susturucu üzerindeki termal yükün azaltılması servis ömrünü uzatır. Termal kirliliğin azaltılması, bir işletmenin çevresel notunu artırır ve bu, devlet sözleşmeleri ve imtiyazlı kredilerin alınmasında giderek daha önemli bir faktör haline gelir. Buna ek olarak, istikrarlı bir ucuz ısı kaynağı, yeni bir kazan dairesinin sermaye maliyetleri olmadan üretimi genişletmenize veya iç mekan çalışma koşullarını iyileştirmenize olanak tanır.

Sıkça Sorulan Sorular

Atık ısı kazanını benzinli motora bağlamak mümkün mü?

Teknik olarak bu mümkündür, ancak ekonomik olarak yalnızca güçlü sabit kurulumlar için (500 kW'tan itibaren) mümkündür. Benzinli motorların egzoz gazı sıcaklığı dizel motorlara göre daha yüksektir (700–800°C'ye kadar), bu da ısıya daha dayanıklı çeliklerin ve özel soğutma devrelerinin kullanılmasını gerektirir. Ek olarak, egzoz bileşimi daha düşük bir kükürt içeriğine sahiptir, ancak daha fazla miktarda yanmamış hidrokarbona sahiptir, bu da sonradan yakma veya temizleme sisteminin farklı bir şekilde ayarlanmasını gerektirir. Küçük benzinli jeneratörler için, geri kazanılan ısının az olması nedeniyle ekipmanın maliyeti nadiren karşılanır.

Motor değişken yük modunda çalışıyorsa ne yapmalı?

Değişken modda çalışmak atık ısı kazanı için en zor senaryodur. Yük aniden düştüğünde gazların sıcaklığı düşer ve yoğuşma riski oluşur. Çözüm, büyük hacimli atalet ısı akümülatörlerinin (tampon tanklar) ve hızlı tepki veren otomasyonun kullanılmasıdır. Sıcaklık kritik seviyenin altına düşmeden bypass hattı önleyici olarak açılmalıdır. Ayrıca, kazan girişine, gaz sıcaklığı düştüğünde otomatik olarak devreye giren ve az miktarda gaz yakarak gerekli termal koşulları koruyan bir art yakıcı takılması da tavsiye edilir.

Isı eşanjörünü kurumdan ne sıklıkla temizlemeniz gerekir?

Temizleme sıklığı yakıtın kalitesine ve motorun çalışma moduna bağlıdır. Yüksek kaliteli dizel yakıt kullanırken ve nominal modda çalışırken, temizlik 2-3 yılda bir defadan fazla gerekli değildir. Ancak ağır yakıtlarla veya sık start-stop modunda çalışırken aralık 6 aya düşer. Kirlilik, sabit yük ve su akışında çıkıştaki gazların sıcaklığının artmasıyla belirlenir. Modern sistemler, kirlenme eşiği aşıldığında bakım ihtiyacını bildiren fark basınç sensörleriyle donatılmıştır.

Tedarikçi seçimine ilişkin sonuç ve öneriler

Egzoz gazı geri kazanım kazanı için uygun şekilde tasarlanmış ve kurulmuş bir bağlantı şeması, zararlı enerji atıklarını değerli bir kaynağa dönüştürür. Başarının anahtarı ekipmanın kendisinde değil, belirli bir motoru çalıştırmanın tüm nüanslarını dikkate alarak projenin yetkin mühendislik tasarımında yatmaktadır. Kendi deneyimlerimizden gördük ki, bir projeden tasarruf etme veya sahaya referans vermeden standart çözümler kullanma girişimi, her zaman onarım ve arıza sürelerine ilişkin ek maliyetlere yol açmaktadır.

Böyle bir projeyi uygulamak için bir yüklenici seçerken, kendi mühendislik hesaplamalarınızın ve benzer nesnelerin bulunduğu bir referans listesinin varlığına dikkat edin. Sahada bir uzman olmadan "kullanıma hazır çözümler" sunan şirketlerden kaçının. Güvenilir bir ortak, termal mühendislik gerekçelerinden boruların 3D modellenmesine, devreye alma ve personel eğitimine kadar geniş bir hizmet yelpazesi sağlayacaktır. Sistemin onlarca yıl çalışacağını ve kurulum aşamasında yapılacak bir hatanın maliyetinin çok yüksek olduğunu unutmayın.

Enerji sisteminizi modernize etmeyi planlıyorsanız ve özel durumunuz için bir atık ısı kazanı uygulamasının verimliliğine ilişkin ayrıntılı bir hesaplama almak istiyorsanız mühendislerimiz ücretsiz bir denetim yapmaya hazırdır. Ekipmanınızın çalışma modlarını analiz edeceğiz ve en uygun teknik tasarımı önereceğiz.Bugün bizimle iletişime geçinProjenizin ayrıntılarını görüşmek ve teslimat ve kurulum sürelerini gösteren ticari bir teklif almak için.

Ekipmanlarımızın teknik özellikleri ve tamamlanan proje örnekleri hakkında daha fazla bilgi için bölümü ziyaret edin.endüstriyel atık ısı kazanlarıweb sitemizde. Burada ayrıntılı özellikleri, tipik ünitelerin çizimlerini ve çeşitli sektörlerden ortaklarımızın incelemelerini bulacaksınız.