산업용 열전달: 응용 분야, 선택 기준 및 실제 지침

그 격차가 바로 산업용 열 전달 작업의 진정한 의미입니다. 이국적인 합금이나 새로운 열역학이 문제가 되는 경우는 거의 없습니다. 이는 표면적, 가스 속도, 오염 허용량 및 덕트 내부의 금속 위치에 대한 문제입니다. 이 네 가지를 올바르게 맞추면 평범한 디자인이 6주 안에 견고하게 연결되는 우아한 디자인보다 더 나은 성능을 발휘합니다.

아래 섹션에서는 프로젝트 승인 또는 보류 여부를 결정하는 메커니즘, 하드웨어, 선택 단계 및 숫자를 다룹니다.

산업용 열전달이 실제로 다루는 내용

산업용 열전달 is the controlled movement of thermal energy between a hot stream, a cold stream and the metal separating them, and in heavy industry the hot stream is almost always flue gas on its way to the stack.

세 가지 메커니즘이 임무를 공유합니다. 방사선은 용광로 영역인 대략 800C 이상에서 지배적입니다. 튜브 벽을 통한 전도는 병목 현상이 거의 발생하지 않습니다. 400°C에서 3mm 탄소강 벽이 무시할 만큼의 저항을 추가하기 때문입니다. 가스 측의 대류로 인해 손상이 발생합니다.

10~15m/s의 깨끗한 연도 가스는 대략 30~60W/m2K의 필름 계수를 제공합니다. 동일한 튜브의 물 또는 증기 측면은 1000W/m2K 이상으로 흐릅니다. 저항이 직렬로 추가되므로 가스 측이 문제의 약 90%를 차지하며 모든 다운스트림 설계 결정은 이 단일 사실에 따라 결정됩니다.

실제적인 결과는 간단합니다. 가스 측에 영역을 추가하고 가스 속도를 지느러미를 닦을 수 있을 만큼 높게 유지하되 침식을 방지할 수 있을 만큼 낮게 유지하고 튜브 벽이 수온에 가깝게 작동한다는 점을 인정합니다. 다른 모든 것은 세부 사항입니다.

열 전달률을 결정하는 표면

가스측 표면은 열 회수 설계가 승패를 좌우하는 부분이므로 핀 튜브, 이코노마이저 뱅크 및 HRSG 모듈은 표면 밀도, 가스 속도 및 오염 허용치라는 동일한 세 가지 숫자로 판단됩니다.

H형 핀은 그 사이에 직선형 가스 레인이 있는 쌍으로 용접되므로 조밀한 나선형 둑을 막는 석탄 및 바이오매스 재에서도 살아남습니다. 나선형 핀은 미터당 더 많은 면적을 제공하고 청정 가스에서 더 나은 성능을 제공하지만 청소하기가 더 어렵고 콜드 스팟에 대한 관용도가 훨씬 낮습니다.

가장 자주 놓치는 세부 사항은 핀 효율성입니다. 고온에서 길고 얇은 핀은 길이에 따라 잘 전달되지 않으므로 유효 면적이 기하학적 면적보다 작습니다. 데이터시트에 핀 효율성 수치가 없는 부분이 인용되어 있는 경우 가격을 비교하기 전에 먼저 물어보세요. 에 대해서는 별도의 참고 사항 핀 튜브가 열 전달 효율을 높이는 방법 표면 계산에 대해 자세히 설명합니다.

고효율 열 전달을 위한 H형 핀 튜브 고주파 용접된 H형 핀은 가열 면적을 늘리고 먼지에 저항하므로 열 전달 옵션을 비교하기 전에 핀 효율성을 확인해 볼 가치가 있습니다. 제품보기 →

열이 실제로 빠져나가는 곳

대부분의 발전소는 세 곳에서 회수 가능한 열을 잃습니다. 굴뚝, 수정 후 다시 단열되지 않은 뜨거운 표면, 반환되지 않고 버려지는 블로우다운 또는 응축수입니다.

두 숫자는 가스 온도를 얼마나 높일 수 있는지를 결정합니다. 산성 이슬점은 바닥을 설정합니다. 1~2%의 유황 연료를 사용하면 수증기와 SO3가 120~150C 사이에서 핀에 응축되기 시작합니다. 핀치 포인트는 증기 생성의 실제 한계를 설정하며 일반적으로 가스 이탈과 증기 포화 사이의 8~15K입니다.

가스 온도가 대략 500C 이상인 경우 이코노마이저는 완전히 잘못된 도구입니다. 그 임무는 증기를 생성하거나 공정 유체를 가열하는 폐열 보일러에 속하며 결정은 가스 데이터보다는 공장 증기 균형에 의해 훨씬 더 많이 좌우됩니다.

고온 배가스 회수를 위한 산업용 폐열 보일러 이코노마이저 범위 이상의 연도가스의 경우, 이 보일러는 열을 회수하여 증기를 생성하고 먼지, 부식 및 변동하는 소스에 적응합니다. 제품보기 →

임무에 맞는 장비

장비 선택은 가스 상태를 먼저 따르고 증기나 물 수요를 그 다음으로 따르며, 그 반대는 결코 아닙니다.

1. 가스 데이터 수정: 흐름, 온도, 구성, 먼지 부하, 이슬점 및 이 네 가지가 모두 여름과 겨울 사이에 어떻게 이동하는지.
2. 이론적 최적 온도가 아닌 부식 여유를 두고 목표 출구 온도를 설정하십시오.
3. 청정 가스의 경우 약 0.005~0.01m2K/W, 석유 연소 또는 바이오매스의 경우 2~3배 정도의 정직한 오염 계수로 표면 크기를 조정합니다.
4. 레이아웃과 연결을 확인하십시오: 덕트 공간, 팬 헤드, 드럼 높이, 우회 배열 및 청소를 위한 물리적 접근.

3단계와 4단계에서는 예산이 손실됩니다. 청정 작업에 적합한 크기로 수트블로워 없이 설치된 장치는 2년 이내에 예기치 못한 가동 중단이 필요하며, 나중에 추가하는 비용은 일반적으로 저렴한 디자인과 좋은 디자인의 가격 차이를 초과합니다.

EPC 작업에서는 인터페이스가 열 설계만큼 중요합니다. 제작이 시작되기 전에 덕트 전환, 확장 조인트, 지지 강철 및 계측 장치를 모두 3D로 해결해야 합니다. 따라서 내부에서 도면을 변환하고 열 입력을 확인할 수 있는 공급업체는 단순히 톤당 더 낮은 가격을 제시하는 공급업체보다 프로젝트 시간을 더 절약할 수 있습니다. 회사 프로필 해당 엔지니어링 범위를 더 자세히 설명합니다.

보일러 꼬리 굴뚝 가스 이코노마이저 보일러 테일 연도 열을 회수하여 급수를 예열하고 연료 사용을 줄이며 석탄, 가스, 석유, 바이오매스 또는 폐열 보일러 시스템에 적합합니다. 제품보기 →

헌신하기 전에 경제학 읽기

산업용 열 전달 장비에 대한 투자 회수는 열 효율의 작은 차이가 아니라 연간 가동 시간과 연료 가격에 의해 좌우됩니다.

세 가지 입력을 통해 사례가 검토 회의에서 살아남는지 여부가 결정됩니다.

• 명판 시간이 아닌 실제 부하에서의 작동 시간입니다.
• 현재 가격의 절반으로 감도 검사를 통해 장비 수명 전반에 걸쳐 연료 비용을 절감합니다.
• 정전 일수를 포함하여 청소 및 검사 비용이 소요됩니다.

압력 부분 컴플라이언스를 조기에 추가하세요. ASME 또는 PED 문서화, 재료 추적성 및 제3자 검사는 열 설계를 거의 변경하지 않지만 도면이 동결된 후 인상되면 배송 일정을 몇 달 단위로 옮길 수 있습니다.

자주 묻는 질문

이코노마이저와 배열회수 증기발생기의 차이점은 무엇입니까?

이코노마이저는 일반적으로 200~400C의 연도 가스를 사용하여 상 변화 없이 급수를 가열합니다. 열회수 증기 발생기는 증기를 생산하며 일반적으로 하나의 케이싱에 이코노마이저, 증발기 및 과열기 섹션을 포함하여 가스 터빈 또는 고온 공정에서 배기가스를 회수합니다.

어떤 스택 온도를 목표로 삼아야 합니까?

산 이슬점과 핀치 포인트가 허용하는 한 낮습니다. 저유황 가스의 경우 온도는 120~150C인 경우가 많습니다. 고유황 연료유의 경우 부식 방지 핀이 지정되지 않는 한 160C 이상이 될 수 있습니다.

핀 튜브가 오염되는 것을 어떻게 방지합니까?

핀 유형을 재에 맞추고 가스 속도를 8~12m/s 범위로 유지하며 튜브 벽에 도달할 수 있는 충분한 레인을 갖춘 수트블로워를 설치합니다. 넓은 가스 레인을 갖춘 H형 핀은 재가 끈적이는 300C 이하에서 더 안전한 선택입니다.

열 회수 장비를 기존 덕트에 개조할 수 있습니까?

예, 팬 헤드와 덕트 공간이 허용한다면 가능합니다. 대부분의 개조에는 턴다운 및 청소를 위한 바이패스가 필요하며 일반적으로 0.5~1.5kPa의 추가 통풍 손실은 팬 업그레이드 또는 더 높은 스택을 통해 지불해야 합니다.