регенеративные вращающиеся воздухоподогреватели

Многие клиенты приходят с понятием о регенеративных воздухоподогревателях как о чём-то высокотехнологичном и сложном. Вроде как, 'магия' нагрева воздуха за счет тепла отходящих газов. И в целом это правда, но в реальности всё гораздо проще, хотя и требует грамотного подхода к проектированию и эксплуатации. Я сейчас не про теоретические расчёты, а про то, что мы видим на практике – проблемы, решения, и даже иногда, неудачные попытки.

Почему регенеративные воздухоподогреватели не всегда работают как задумано?

Часто возникает недопонимание с температурным режимом. Все хотят максимально возможную эффективность, но забывают про допустимые перепады температур. Если температура отходящих газов слишком высокая, то материал регенератора быстро выйдет из строя. Если слишком низкая – эффективность падает. Это классическая проблема – 'лучшее – враг хорошего'. Мы видели случаи, когда из-за этого приходилось менять всю конструкцию, что, конечно, не радует.

Ещё одна распространенная ошибка – неверный выбор теплоносителя. Нельзя просто взять первый попавшийся теплоноситель и надеяться, что всё получится. Нужно учитывать его теплоёмкость, плотность, вязкость, коррозионную активность – всё это играет роль. Например, использование воды в сильно загрязненных отходящих газах ведет к быстрому образованию накипи и отложений, что приводит к снижению эффективности и необходимости частой очистки. Мы один раз проектировали регенератор для цементного завода, использовали воду. Через полгода он просто забил. Пришлось перепроектировать, переведя на более жаростойкое масло.

Применение в нефтепереработке: кейс

В нефтепереработке регенеративные воздухоподогреватели используются повсеместно для предварительного нагрева сырья, снижения энергозатрат и повышения эффективности процессов. Мы однажды занимались модернизацией устаревшего комплекса переработки нефти. Ранее для подогрева сырой нефти использовались газовые горелки. Мы предложили заменить их на регенеративный подогреватель. Считали, что это позволит значительно сократить расход природного газа. И сократили! На 20-25%, что было очень приятно. Но при этом возникла проблема с равномерным распределением температуры по сечению регенератора. Это потребовало дополнительных расчетов и изменения конструкции.

Ключевым моментом здесь оказалась оптимизация геометрии регенератора и контроль за скоростью потоков. Мы использовали CFD-моделирование для анализа теплового режима и выявления проблемных зон. Результат – стабильная работа системы и достигнутая экономия.

Проблемы с загрязнениями и их решения

Неизбежно, что отходящие газы содержат различные загрязнения: пыль, сажу, кислоты, различные органические соединения. Эти загрязнения могут снизить эффективность регенеративного воздухоподогревателя и даже привести к его разрушению. Поэтому очень важно предусмотреть систему очистки воздуха перед подачей его на регенератор.

Мы применяем разные системы очистки – от простых пылеуловителей до электрофильтров и рукавных фильтров. Выбор системы зависит от типа загрязнений и их концентрации. Недавно у одного клиента возникла проблема с высокой концентрацией сернистых соединений в отходящих газах. Мы установили селективный каталитический нейтрализатор, который эффективно удаляет сернистые соединения, и после этого эффективность регенератора выросла на 15%.

Особенности конструкции и материалов

Существует несколько типов регенеративных воздухоподогревателей – градирни, роторные подогреватели, пластинчатые и др. Выбор конкретного типа зависит от условий эксплуатации, требуемой эффективности и бюджета. Градирни – это, конечно, хорошо для больших объемов воздуха, но они занимают много места. Роторные подогреватели более компактны, но менее эффективны.

Выбор материалов для изготовления регенератора также очень важен. Они должны быть устойчивы к высоким температурам, коррозии и механическим повреждениям. Чаще всего используются жаропрочные стали, сплавы на основе никеля и титана. Нельзя забывать про теплоизоляцию – она позволяет снизить теплопотери и повысить эффективность системы.

Контроль и диагностика

Регулярный контроль за состоянием регенеративного воздухоподогревателя – за температурой, давлением, скоростью потоков, уровнем загрязнений – необходим для обеспечения его надежной и эффективной работы. Мы рекомендуем проводить такие проверки не реже раза в месяц. Также важно проводить периодическую визуальную инспекцию конструкции на предмет повреждений и износа.

Современные системы управления позволяют автоматизировать контроль и диагностику, что позволяет оперативно выявлять и устранять проблемы. Мы используем системы на базе PLC с возможностью удаленного мониторинга. Это позволяет нам быстро реагировать на любые изменения в работе системы и предотвращать аварии.

Заключение

Регенеративные вращающиеся воздухоподогреватели – это эффективный способ снижения энергозатрат и повышения эффективности процессов. Но для достижения максимального результата необходимо грамотно проектировать, эксплуатировать и обслуживать эти системы. Иначе, вместо экономии, можно получить дополнительные расходы на ремонт и модернизацию. Главное – не забывать о деталях и учитывать все факторы, влияющие на работу регенератора.

ООО Хунаньская теплотехническая научно-техническая компания Чжундин

https://www.zhongding.ru