Egy párologtató, amely óránként 20 000 kg vizet koncentrál egyetlen hatású üzemre, körülbelül 22 000 kg élőgőzt fogyaszt minden órában. Tipikus 30-50 dollár/tonna ipari gőzköltség mellett, ami hétszámjegyű üzemanyagszámlát tesz ki egyetlen működési év alatt. A mechanikus gőz-rekompresszió (MVR) azért létezik, mert ennek a pénznek a nagy részét hőt vásárolnak, amelyet kidobnak: a termékből kifőtt gőz ugyanazt a látens hőt viszi tovább, mint amit az imént vásárolt, és egy hagyományos szerelvényben a hűtővíz ellen kondenzálják és kivezetik.
A rövid ítélet mindenkinek, aki értékeli a technológiát: az MVR enyhén újrasűríti ezt a folyamatgőzt, így az az elpárologtató fűtőoldalán lecsapódik, és több folyadékot forralhat fel. Egy kilowattóra kompresszor villamos energiája ezután nagyjából 10-25 kilowattóra gőz elpárologtatását végzi el, és az élőgőzigény körülbelül 0,02-0,05 kg/kg elpárolgott vízre esik. Folyamatosan terhelt, szabályozható forráspont-emelkedéssel rendelkező elpárologtatók esetében ez a rendelkezésre álló legalacsonyabb működési költségű elpárologtatási útvonal.
Hogyan működik a mechanikus gőz-visszanyomás
A legtisztább mentális modell a nyílt ciklusú hőszivattyú. Az elpárologtató forrásfelületét elhagyó gőz, általában vízgőz, kondenzátor helyett kompresszorba kerül. A kompresszor nyomását közel atmoszférikusról nagyjából 1,2-1,5 bar abszolútra emeli, ami a kondenzációs hőmérsékletet 95-100 °C körüliről 105-112 °C-ra emeli. Ez a szerény emelés az egész trükk: a sűrített gőz lecsapódik a kalandria fűtőoldalán belül, kis hőmérséklet-különbségen át engedve a rejtett hőt, hogy több folyadékot forraljon, és a kondenzátum tiszta, forró vízként távozik. A hőveszteségen és a termék előmelegítésén túl a huroknak nincs szüksége élő gőzre folyamatos működés közben; egy kis segédforrás az indítást és a terhelés levágását takarja.
Kompresszortípusok és hőmérséklet-emelkedés
A kompresszor kiválasztása követi a kívánt emelést. Az egyfokozatú centrifugálventilátorok kezelik a víz elpárologtatásának nagy gőzmennyiségét durván 20-25 K-ig, míg az ikercsigás gépek és a kétfokozatú ventilátorelrendezések kiterjesztik a hatótávot a magasabb emelésekre. A szükséges emelés nem preferencia: ez megegyezik a folyadék forráspont-emelkedésével, plusz azzal a hőmérséklet-különbséggel, amely szükséges ahhoz, hogy a hőt az elpárologtató felületén keresztül továbbítsa, így a folyamat kémiája és a hőátadási tervezés önnek állítja be.
Hol tart ma az MVR
A technológiát ott alkalmazzák, ahol folyamatosan nagy mennyiségű vizet vagy oldószert kell elpárologtatni, és a gőz megfelelően tiszta:
- Tejtermékek: tej-, tejsavó- és permeátumkoncentráció, az egyik legkorábbi nagyszabású alkalmazó
- Étel és ital: gyümölcslé, cukorszirupok és húslevesek
- Pép és papír: feketelúg elősűrítése a visszanyerő kazán előtt
- Vegyi és gyógyszerészeti: oldószer-visszanyerés és desztillációs felső áramok
- Szennyvíz és nulla folyadékkibocsátás: a sóoldat koncentrációja megelőzi a kristályosítókat
- Sótalanítás: mechanikus gőzsűrítő egységek kis és közepes méretű víz előállításához
A gyakorlati korlátok továbbra is érvényesek. A legtöbb kereskedelmi rendszer körülbelül 100-110 °C alatt tartja a forráshőmérsékletet, mivel a kompresszor anyagok és a tengelytömítések ezen a tartományon túl drágulnak, és a kloridtartalmú folyadékok a nedves részeket a 316 literes rozsdamentes, duplex minőségű vagy magasabb ötvözetek felé tolják. A javasolt MVR-projekt újratervezésének leggyakoribb oka továbbra is az ital forráspont-emelkedése.
Hogy néznek ki a számok
Következtetés először: ha a hálózati áram megbízható és a gőz drága, az MVR projektek általában egy-három éven belül megtérülnek. Egy egyhatású párologtató körülbelül 1,1 kg gőzt fogyaszt minden kilogramm elpárolgott vízre, és még egy öthatású szerelvényhez is nagyjából 0,25 kg kell. Egy MVR egység ennek nagy részét 15-30 kWh kompresszor villamos energiával helyettesíti tonnánként párolgásonként, emeléstől függően. A tonnánként 30-50 dolláros gőzzel és a 0,08-0,12 dollár/kWh teljesítménnyel szemben az elpárolgott víz tonnánkénti üzemeltetési költsége 30 dollárról vagy többről nagyjából 1,5-3,5 dollárra esik. Egy évi 8000 órát üzemelő óránként 10 tonnás erőmű esetében az egyszeri hatású működéssel szembeni megtakarítás évente 2 és 3 millió dollár közé esik.
A hűtővíz igény is meredeken csökken, mert a látens hőt visszaforgatás helyett újrahasznosítják. A kompromisszumok a fővárosi oldalon rejlenek: egy kompresszor hajtással és vezérléssel, nagyobb hőátadási területtel, mert a menethőmérséklet különbség kicsi, és a folyamatos motorterhelésre méretezett elektromos infrastruktúrát. A kompresszor egyben egyetlen forgó gép is egy kritikus körben, így a pótalkatrészek, az állapotfelügyelet és a képzett karbantartó személyzet az első naptól kezdve az üzemeltetési költségvetésbe tartozik.
Kiválasztási korlátok: ahol az MVR küzd
Mielőtt felveszi az MVR-t, futtassa le ezeket az ellenőrzéseket sorrendben. Mindegyiknek van kizárt valós projektje:
- Forráspont emelkedés. A kompresszornak le kell győznie a folyadék BPE-jét és a hőátadási hőmérséklet-különbséget. Amint a BPE meghaladja a körülbelül 15-20 K-t, az alacsony emelésű ventilátorok kiesnek, és a választás szűkül a csavarkompresszorokra, a hőgőz-visszasűrítésre vagy a többhatású kivitelekre.
- Szennyező viselkedés. A kis hőmérséklet-különbségek és a nagy felületek nem hagynak helyet az elszennyeződött csövek számára. Egy vízkőréteg, amely alig zavarna egy gőzzel fűtött kalandriát, összeomolhatja az MVR hőegyensúlyát, ezért a helyben történő tisztításnak a tervezés részét kell képeznie.
- Profil betöltése. Az MVR megtakarításait állandó, folyamatos szolgálat mellett szerzi meg. A gyakori szakaszos ciklusok, a széles körű leállítások és a hosszú leállások gyorsan rontják a gazdaságot.
- Korrózió és anyagok. A sók és savak gőzbe és kondenzátumba történő szállítása meghatározza a berendezés élettartamát; Az anyagválasztás és az öblítés kezelése mérnöki figyelmet igényel.
- Kompresszor szerviz. A rezgéshatárokat, a tömítési rendszereket és a tartalék rotor rendelkezésre állását be kell építeni, nem pedig rögtönözni az első meghibásodás után.
MVR, TVR vagy Multi-Effect: Egymás melletti nézet
Az MVR a párolgási gőz újrafelhasználásának három ismert módja egyike. A termikus gőz-rekompresszió (TVR) gőzsugaras ejektort használ kompresszorként, amely a mozgató gőzt a magával ragadott gőzért forgalmazza. A multi-effect evaporation (MEE) a gőzt egymást követő fokozatokon, csökkenő nyomáson kaszkádolja. A helyes válasz kevésbé függ a divattól, mint három számtól: a gőz árától, az áram árától és az ital forrási viselkedésétől.
| Aspect | MVR | TVR (gőzkidobó) | Multi-effektus (MEE) |
|---|---|---|---|
| Vezetési energia | Villamos energia mechanikus kompresszoron keresztül | Motív gőz az ejektoron keresztül | Élő gőz az első hatásban |
| Gőzigény elpárolgott kg-onként | 0,02-0,05 kg, csak trim | 0,3-0,6 kg, arányfüggő | Körülbelül 1,1 kg egyszeri hatás, amely hozzáadott hatásonként nagyjából 15%-kal csökken |
| A látens hő újrafelhasználása | Nagyon magas, hatékony COP 10-25 | Mérsékelt | Mérsékelt, improves with effect count |
| Hőmérséklet emelés | 10-40 K, kompresszor korlátozott | Rögzítve az ejektorral és a mozgató gőznyomással | Az effektusok között elosztva |
| Legjobb illeszkedés | Folyamatos üzem, alacsony BPE, költséges gőz, megbízható teljesítmény | Mérsékelt-pressure steam already on site | Olcsó gőz, megbízhatatlan energia, kötegelt kampányok |
Az útvonalakat a gyakorlatban is kombinálják. Egy általános konfiguráció élő gőzzel vagy TVR-kidobóval melegíti az első hatást, és a befejező effektusokat az MVR-en futtatja, így a kompresszor csak a vonat legtisztább, legalacsonyabb BPE-tartalmú gőzét kezeli.
Az MVR beillesztése az üzem egészére kiterjedő hővisszanyerési tervbe
Az MVR megoldja az energiaprobléma gőzoldalát, de egyetlen párologtató sem működik egyedül. Az MVR-üzem továbbra is kazánházat, szárítókat, kemencéket, termikus oxidálókat vagy folyamatkemencéket üzemeltet, amelyek éjjel-nappal forró füstgázt bocsátanak ki. Ezt a gázt nem lehet újra összenyomni; hőjét felületi berendezéssel kell felfogni.
Ipari hulladékhő-kazán füstgáz-gőz visszanyeréséhez A forró folyamatok kipufogógázából származó gőz visszanyerése kiegészíti az MVR-üzemeket, amelyek továbbra is éjjel-nappal működtetik a kazánokat, szárítókat és kemencéket. Akár 320 000 Nm³/h füstgázkapacitással és 3,8-54,5 t/h párolgási sebességgel a folyamatos hulladékhőt hasznosítható növényi gőzzé alakítja. Termék megtekintése → Ahol a kipufogógáz elegendő felhasználható energiát hordoz, egy ipari hulladékhő kazán gőzzé alakítja át az erőmű többi része számára, és útmutatónk hogyan működik egy ipari hulladékhő kazán részletesen ismerteti a működési elveket. Ahol a prioritás a vágási kémény hőmérséklete és a kazán emelési hatékonysága, ott egy speciális gázoldali ekonomizátor visszanyeri az utolsó használható fokokat a füstgázból, mielőtt az elérné a kéményt.
Economizer technológiai berendezések égéstermék-hővisszanyeréséhez Amikor a kéményhőmérséklet csökkentése és a kazán hatásfokának növelése a prioritás, a gázoldali gazdaságosító rögzíti az utolsó használható fokokat, mielőtt a kipufogógáz elérné a kéményt. 250-400°C-on korrozív finomítói és vegyi füstgázokhoz készült, zárt, ellenőrzött konstrukcióval előmelegíti a tápvizet. Termék megtekintése → A gázoldali teljesítmény végső soron a cső felületétől függ. A meghosszabbított felületek több hőt nyernek vissza azonos mennyiségű füstgázból, a H-típusú bordázott csövek pedig különösen ellenállnak a szennyeződésnek, köszönhetően az egyvonalban lévő, egyenes gázcsatornáknak. Áttekintésünk a bordás csőtípusok, anyagok és hatékonyságnövekedés végigvezeti azokat a kompromisszumokat, amelyeket a mérnökök mérlegelnek azok megadásakor.
H-típusú bordás cső porral terhelt füstgáz-hőcserélőkhöz A gázoldali teljesítmény nagymértékben függ a csövek felületétől. A H-típusú bordázott csövek akár 1,5-2-szeresére növelik a fűtési területet a spirális bordákkal szemben, míg az egyenes párhuzamos gázutak ellenállnak a szennyeződésnek és az eltömődésnek, így kiválóan alkalmasak a poros kipufogógázból származó hulladékhő visszanyerésére. Termék megtekintése → Az MVR hurok és a gázoldal egyetlen integrált kialakításként való kezelése megakadályozza azt a klasszikus hibát, hogy az elpárologtatót optimalizálják, miközben a kazán előtti kazán folyamatosan melegszik.
Gyakorlati ajándékok mérnököknek és vásárlóknak
Az általunk javasolt döntési sorrend rövid. Számszerűsítse gőz- és villamosenergia-árait párolgási egységenként. Mérje meg a valódi lúg forráspont-emelkedését, ne egy hígított laboratóriumi mintát. Győződjön meg arról, hogy a terhelési profil valóban folyamatos. Ezután tervezze meg a gázoldalt ugyanabban a projektben, takarékoskodókkal és hulladékhő-kazánokkal visszanyerve a kémény- és kipufogógáz-hőt az MVR hurok mellett, nem pedig utólagos gondolatként.
A környező hővisszanyerő berendezést meghatározó vásárlók számára a gyártási minőség dönti el, hogy a számított megtakarítás túléli-e az első nagyjavítást. A Wuxi Jinker Power Equipmentnél az ASME követelményei szerint épített nyomóalkatrészek, a valós idejű röntgensugaras képalkotással támogatott automatizált hegesztősorok és a 20 000 tonna feletti éves kapacitás a nagy EPC-projekteknél a szabványok, amelyek szerint dolgozunk a Wuxi Jinker Power Equipmentnél, mert a hővisszanyerő rendszer csak annyira megbízható, mint amennyire a hegesztések összetartják. Hagyja, hogy a folyamat oldala és a gáz oldal egyben működjön, és az elpárologtató, amely egy tonna vízre számítva egy tonna gőzt égetett el, nagyrészt a már birtokolt hővel működik.
