Problem prevelikog bojlera
Postrojenje za galvanizaciju koristi parni kotao-na prirodni plin s kapacitetom pare od 1200 kg/h. Stvarna postojana-potražnja pare iz procesnih spremnika je 450 kg/h-samo 38% kapaciteta kotla. Kotao se često uključuje i gasi, radeći s niskom učinkovitošću tijekom kratkih perioda loženja. Razlog za predimenzionirani kotao je povijesni: kada metalni grijač pokvari i spremnik se mora ponovno zagrijati od hladnoće nakon zamjene, vršna potražnja za parom raste na 900 kg/h. Kotao je dimenzioniran za ovo vršno opterećenje, a ne za stalno opterećenje.
Česte zamjene metalnih grijača-svakih 6-12 mjeseci u agresivnom servisu-stvaraju ponavljajuće vršne zahtjeve koji zaključavaju postrojenje u prevelikom kotlu. Kazna troškova energije zbog ovog prevelikog dimenzioniranja traje iz godine u godinu, bez obzira na to koliko učinkovito radi proces u stabilnom stanju.
PTFE izmjenjivači topline s vijekom trajanja od 15+ godina eliminiraju česte cikluse zamjene. Vršni zahtjev za ponovnim grijanjem javlja se jednom svakih 15+ godina umjesto jednom ili dva puta godišnje. To omogućuje odgovarajuću-dimenzioniranje kotla kako bi odgovaralo stabilnom-opterećenju plus skromnu maržu, dramatično poboljšavajući godišnju učinkovitost kotla.
Kazna za preveliku učinkovitost kotla
Kotao koji radi na 38% nazivnog kapaciteta trpi višestruke gubitke učinkovitosti. Ciklični gubici nastaju jer se kotao gasi kada potražnja za parom padne ispod svoje minimalne brzine paljenja, zatim se mora isprati i ponovno pokrenuti kada se potražnja vrati. Svaki ciklus rasipa gorivo pročišćavanjem vrućih plinova izgaranja i ponovnim zagrijavanjem mase kotla. Gubici u stanju pripravnosti nastaju jer kotlovska masa kontinuirano zrači toplinu u okolinu, bilo da se loži ili ne. Za predimenzionirani kotao, vrijeme pripravnosti je veći dio ukupnih radnih sati. Učinkovitost izgaranja niža je pri djelomičnom opterećenju jer je kontrola omjera zraka-goriva optimizirana za projektiranu brzinu paljenja.
Kombinirani učinak je sezonska učinkovitost od 70-75% za izrazito predimenzioniran kotao, u usporedbi s 82-85% za pravilno dimenzioniran kotao koji radi blizu projektirane brzine loženja. Razlika u učinkovitosti od 10-15 postotnih bodova predstavlja povećanje potrošnje goriva od 13-18% za isti izlaz korisne pare.
| Parametar kotla | Prevelik (1.200 kg/h za opterećenje od 450 kg/h) | Prava-veličina (600 kg/h za opterećenje od 450 kg/h) |
|---|---|---|
| Prosječno opterećenje kao % kapaciteta | 38% | 75% |
| Učestalost ciklusa | Visoko (kratki-ciklusi tijekom niske potražnje) | Nisko (modulira unutar raspona) |
| Gubici u stanju pripravnosti kao % ulaza | 8-12% | 3-5% |
| Učinkovitost izgaranja pri prosječnom opterećenju | 78-80% | 82-84% |
| Sezonska učinkovitost | 70-75% | 82-85% |
| Godišnja potrošnja goriva (6000 h, 450 kg/h para) | 3600-3850 MMBtu | 3180-3300 MMBtu |
| Godišnja cijena goriva 4,50 USD/MMBtu | $16,200-$17,325 | $14,310-$14,850 |
| Godišnja kazna za troškove goriva | $1,350-$2,475 | Osnovna linija |
Prava-prilika za određivanje veličine
Kada PTFE izmjenjivači topline eliminiraju česta vršna opterećenja grijanja, kotao može biti prave-veličine. Za postrojenje sa postojanim opterećenjem od 450 kg/h, kotao od 600 kg/h daje 33% margine iznad stabilnog stanja-dovoljno za normalne radne varijacije i za rijetke slučajeve ponovnog zagrijavanja nakon zamjene PTFE izmjenjivača 15+ godina u budućnosti.
Kupnja i ugradnja bojlera odgovarajuće-veličine košta manje od zamjenskog većeg kotla. Godišnja ušteda goriva od 1350 do 2475 dolara, iako skromna kao postotak ukupnih troškova energije, akumulira se na 20 000 do 37 000 dolara tijekom 15 godina. Ušteda je izravna posljedica pouzdanosti PTFE-a koja eliminira česte vršne skokove koji su zahtijevali predimenzioniranje.
Ako je postojeći predimenzionirani kotao pri kraju svog životnog vijeka, mogućnost njegove zamjene s manjom, učinkovitijom jedinicom dodaje uštedu kapitalnih troškova manjeg kotla tekućoj uštedi energije. Pretvorba PTFE-a omogućuje ovu pravu-odluku o veličini.
Dodatno smanjenje trošenja bicikla
Čestim cikliranjem ne samo da se rasipa gorivo-već se ubrzava trošenje bojlera. Svaki ciklus pokretanja nameće toplinsko naprezanje cijevima kotla, vatrostalnom materijalu i komponentama plamenika. Bojler koji radi 20 puta dnevno troši se brže od onog koji radi 5 puta dnevno. Smanjeni ciklusi od PTFE-omogućenog pravilnog-dimenzioniranja produljuju životni vijek kotla i smanjuju troškove njegovog održavanja. Te sporedne koristi, iako ih je teže kvantificirati, doprinose financijskom slučaju.
Sažetak
Pouzdanost PTFE izmjenjivača topline eliminira česte vrhunce grijanja koji prisiljavaju pogone na rad s prevelikim kotlovima, omogućavajući odgovarajuću-dimenzioniranje kako bi odgovaralo stabilnom-stanju potražnje za parom. Poboljšanje učinkovitosti kotla za 10-15 postotnih bodova štedi 1350-2475 dolara godišnje u troškovima goriva za tipično postrojenje za oblaganje, akumulirajući se na 20 000 do 37 000 dolara tijekom 15 godina. Kada postojeći kotao dođe do kraja životnog vijeka, zamjena prave veličine dodaje uštedu kapitalnih troškova. Smanjeno cikličko trošenje produljuje životni vijek kotla.
Inženjerska podrška za pravu{0}}analizu dimenzioniranja kotla s pretvorbom PTFE-a dostupna je nakon podnošenja trenutnog kapaciteta kotla, profila potražnje za parom, učestalosti zamjene grijača i podataka o cijeni goriva.
