← Terug naar categorie Verwarming, koeling en drogen

Het belang van afvalverhitting in procesinstallaties

Verspilling van warmte

Increased energy efficiency is a constant challenge for industry, energy prices are rising globally so there is a short term necessity to reduce fuel bills in order to remain competitive. There is also a prescient environmental issue which cannot be ignored. These are two strong arguments why power generation operators and energy consumers operating hot water or steam boilers ‘without’ waste heat recovery systems in place need to act now.

Opinions vary on the environmental impact of carbon dioxide emissions, however the general consensus on global warming is that doing nothing is no longer an option – and if action is not taken now the situation may be irreversible as soon as 2020. A 2016 report produced by respected scientific journal Climate Dynamics* analysing current CO2 global emissions suggests that developed nations need to reverse carbon emissions at the latest by 2030 and other nations by 2050.

Het proces om CO2-uitstoot te verminderen, omvat ook vaak tegelijkertijd andere vormen van vervuiling. Simpelweg omdat de vrijlating van onverbrande brandstoffen in het milieu en uitstoot van uitstoot van lage efficiëntie brandcycli waarbij fossiele brandstof derivaten in de atmosfeer betrokken zijn, zeer schadelijk kunnen zijn voor natuurlijke levenscycli, inclusief onze eigen.

Waarom warmteherstel?

Een van de belangrijkste gebieden voor potentiële energiebesparing in bestaande systemen is afvalwarmterugwinning. Dit is belangrijk omdat door het verminderen van de hoeveelheid brandstof die wordt gebruikt om warmte te produceren in een ketelinstallatie, de verwarmingsefficiëntie toeneemt, wat resulteert in een lager brandstofverbruik. Dit dient zowel de eis om de efficiëntie te verhogen en de koolstofemissies te verminderen.

Best practice for business dicteert dat manieren om de operationele efficiëntie te verbeteren voortdurend moeten worden gezocht. Terwijl de bescheiden ketel al jarenlang populair is geworden over 100 jaar geleden, blijft het een belangrijke energieverbruiker in veel fabrieken en andere soorten zaken, waardoor afvalwarmte wordt verkregen uit de gebruikte gassen die gebruikt worden om het water te verhitten.

Luke Hall, Project Manager at established heat recovery specialist ThermTech, supports the universal application of boiler economisers, “Using an economiser provides a guaranteed method of reducing fuel usage while providing the same boiler output, typically achieving 4% to 6% fuel saving with a return in investment between 6 to 18 months. Even if you are only concerned about the immediate economics, it still makes a lot of sense. We also frequently see monitoring figures before and after installation, so we know it works.”

Ketelbesparing toepassen

In an industrial boiler system heat is usually considered ‘waste’ when it is below 100°C as it can’t be used in main processes for boiling, steam creation or sterilisation. This spent heat could be used for ambient heating of the factory or building, but its use is restricted to colder climates or during colder times of the year in temperate climates, plus, installations to provide this type of heating are often large and costly.

Een meer nuttige alternatieve technologie is het aanbrengen van een boiler economizer. Opgebouwde verwarmde gassen uit het stopcontact of de fluit van de ketelbrander worden teruggestuurd naar de inlaat van de ketel om het voedingswater te verwarmen, waardoor een hogere inlaattemperatuur aan de ketel wordt toegekend. Dit resulteert in minder brandstofvraag om een ​​bruikbare waterhitte te bereiken. Deze techniek wordt vaak gebruikt in moderne huishoudelijke ketels, maar is niet gebruikelijk voor de industrie. Veel industriële ketelsystemen zijn vaak oudere installaties en het bewustzijn van deze energiezuinige techniek als een retrofit-optie is niet altijd bekend, daarom worden er energiebesparingen elders gezocht.

Hoe werken economeners?

Geïnstalleerd tussen de keteluitlaat en de schoorsteen of de schoorsteen werken economici volgens het principe van warmte-uitwisseling, het opbergen van ketelgassen om het ketelinvoerwater te verwarmen. Dit vermindert de benodigde energie om het ketelvoedingswater te verwarmen naar bedrijfstemperatuur. Meestal gebouwd uit koolstofstaal, bevat het economizer-ontwerp gefijne buizen die het ketelvoedingswater bevatten loodrecht op de stroom van hete uitlaatgassen. Door de warmteoverdracht wordt de temperatuur van de rookgas verminderd, omdat de temperatuur van de toevoerwater wordt verhoogd.

De mate waarin de economizer het voedingswater voorverhitst hangt af van het ontwerp van de economizer en de bestaande ketelparameters. De sleutel tot efficiënte warmteoverdrachtssnelheid is echter het ontwerp van het buisoppervlak, dat het totale thermische contact met het hete gas moet maximaliseren.

Off-the-shelf of op maat gemaakte economisers

Aangezien elke toepassing anders is, moet elke economiser speciaal worden gebouwd om de beste overdrachtsefficiëntie te bereiken voor het ontwerp van de ketel en de manier waarop deze werkt. Dit kan kleine wijzigingen in een bestaand ontwerp omvatten, wat gebruikelijk is voor sommige meer traditionele ontwerpen op basis van ketels die continu werken bij maximale stroomsnelheden. Meer moderne ontwerpen met variabele stroomsnelheden vereisen echter meestal iets dat meer specifiek geschikt is voor de toepassing.

ThermTech has been providing industry advice on heat recovery for over 25 years and is accredited by CHAS, ISO 9001, Achilles and ASME Boiler and Pressure Vessel Code Certification. The company’s engineers’ objective is to help assess the quantity and quality of available heat and matching it to the most effective re-use cycle, using the most cost effective and practically suitable forms of heat recovery equipment.

* Climate Dynamics is een door collega's beoordeeld wetenschappelijk tijdschrift dat wordt gepubliceerd door Springer Science & Business Media

Procesindustrie Informer

Gerelateerd nieuws

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Ontdek hoe uw reactiegegevens worden verwerkt.