Intercambiadores de calor de tuberías de gas y calor de recuperación de gas

Con el tubo de calor como elemento central de transferencia de calor, la transmisión de calor se realiza de manera eficiente a través de la transformación de fase de los fluidos internos (como agua destilada, amoníaco, metanol, etc.). Su estructura incluye una Sección de evaporación (sección de calefacción), una Sección de aislamiento térmico y una Sección de condensación (sección de enfriamiento), y ambos extremos forman un sistema de circulación independiente a través de un sello de tapa final. Cuando el fluido térmico fluye a través de la Sección de evaporación, la absorción de calor del fluido de trabajo se evapora en vapor, que fluye hacia la Sección de condensación bajo la acción de la micropresión, se condensa y libera calor cuando se enfría, y el calor se transfiere al fluido frío a través de la pared del tubo. El condensado regresa a la Sección de evaporación por gravedad o fuerza capilar para completar el ciclo. Este proceso se acerca a la velocidad del sonido, la eficiencia de transferencia de calor es varias veces mayor que la de los materiales metálicos tradicionales, y tiene una buena Isoterma para garantizar que el proceso de transferencia de calor sea estable y eficiente.

Puntos de avance tecnológico:

Diseño del haz de tubo de devanado en espiral: el haz de tubo de devanado en sentido inverso de 30 ° - 45 ° ángulo de devanado en espiral se utiliza para formar un canal turbulento tridimensional, mejorar la fuerza centrífuga del fluido y la circulación secundaria, y el coeficiente de transferencia de calor alcanza 14000 - 18000 W / (m2 · c), un Aumento del 40% - 60% en comparación con el tubo recto tradicional. En las condiciones de condensación de vapor de alta presión, el canal espiral reduce el espesor de la película líquida, aumenta la eficiencia de transferencia de calor latente en un 25% y reduce la tasa de escala en un 70%.

Sistema de sellado de doble placa de tubo: a través de la estructura de tres placas de tubo (placa de tubo de entrada, placa de tubo intermedio, placa de tubo de salida) con tecnología de sellado de soldadura o expansión, la capacidad de resistencia a la presión alcanza más de 30 mpa, cumpliendo con las normas internacionales de Seguridad como ASME y ped, evitando eficazmente la fuga de medios de alta presión.

Optimización de la recuperación de calor de contracorriente: diseño de flujo de contracorriente puro de fluidos fríos y calientes, la diferencia de temperatura final es de solo 3 - 5 ° c, la eficiencia de recuperación de calor supera el 95%, logrando una eficiencia de licuefacción de CO2 del 98% a 30 MPA en el sistema de generación de energía de CO2 supercrítico y reduciendo las emisiones anuales de CO2 en más de 10.000 toneladas.

II. aplicaciones industriales: cobertura multiescenario, ahorro de energía

Industria química: la recuperación de calor residual reduce costos y aumenta la eficiencia

Proceso de síntesis de amoníaco: después de la reacción de recuperación, el calor residual del gas de alta temperatura precalienta el gas de materia prima, lo que reduce el consumo de energía entre un 10% y un 15%. Una planta de fertilizantes utiliza un intercambiador de calor de tubo de calor recubierto para recuperar el calor residual de condensación de amoníaco, la Sección de evaporación está en contacto directo con el gas amoniacal (concentración de 50 ppm), funciona sin corrosión durante dos años, mientras que el intercambiador de calor tradicional de acero al carbono tiene fugas de corrosión en solo seis meses.

Planta de craqueo de etileno: la tecnología de haz de tubo de bobinado en espiral aumenta la carga de condensación del aceite de Enfriamiento brusco en un 15%, reduce el volumen del equipo en un 30%, ahorra más de 10000 toneladas de combustible al año y mejora la eficiencia de recuperación de calor en un 30%, al tiempo que cumple con los requisitos de resistencia a la corrosión en condiciones de alta presión.

Industria eléctrica: recuperación de calor residual de los gases de escape de la generación de gas

La temperatura del gas de escape de la generación de energía de gas es tan alta como más de 500 grados celsius, y el calor residual se recupera a través del intercambiador de calor del tubo de calor, que puede calentar el agua para producir vapor para suministrar calefacción residencial o fuente de calor industrial. Después de la instalación de un grupo electrógeno de 500kw, se pueden producir casi 4 toneladas de agua caliente por encima de 90 ° C por hora, lo que resuelve el problema de la calefacción en el área de construcción por encima de 4000m2, con un ingreso anual de carbono de 2,48 millones de yuanes (calculado a un precio de comercio de carbono de 80 yuanes por tonelada).

Industria siderúrgica: recuperación del calor residual del gas de alto horno

El gas de alto horno se envía al Alto horno después de precalentarse a través del intercambiador de calor del tubo de calor, lo que reduce la relación de combustible entre un 5% y un 10%, y ahorra decenas de millones de yuanes al año. Después de la aplicación de una planta siderúrgica, la producción de altos hornos ha aumentado y la calidad del hierro fundido ha mejorado significativamente.

Industria de materiales de construcción: utilización del calor residual en la producción de cemento

El calor residual del gas de combustión en la cola del horno de recuperación precalienta el aire de combustión, lo que mejora la eficiencia térmica entre un 5% y un 10%, al tiempo que reduce las emisiones de óxido de nitrógeno. Una fábrica de cemento redujo las emisiones anuales de dióxido de carbono en más de mil toneladas después de su aplicación.

III. innovación de materiales: un doble avance entre la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas temperaturas

Para los medios corrosivos como el sulfuro de hidrógeno (hàs), el dióxido de carbono (co2) y el vapor de agua que a menudo se contienen en el gas de gas, el equipo y los materiales logran una innovación de varios niveles:

Tubo de calor de carburo de silicio (sic): resistente a altas temperaturas (> 1000 ℃), resistente a la corrosión, con una conductividad térmica de hasta 120 - 200w / (m · k), adecuado para ambientes de fuerte corrosión y una vida útil de más de 10 años.

Tubo de calor de aleación de titanio: como ti - 6al - 4v, resistente a la corrosión por iones de cloro y sulfuros, adecuado para gases que contienen iones de cloro, con larga vida útil y bajo costo de mantenimiento.

Optimización estructural: al ajustar el área de transferencia de calor de la Sección de evaporación y la Sección de condensación, controlar la temperatura de la pared del tubo y evitar el área corrosiva; Ampliar la superficie de calentamiento o utilizar técnicas especiales de tratamiento de superficie para reducir el desgaste y el bloqueo de cenizas.

Tecnología de recubrimiento: el recubrimiento de Grafeno reduce la energía de la superficie del haz a 0,02 mnn / m, reduce la escala en un 70% y prolonga el ciclo de limpieza a una vez por trimestre.

IV. análisis económico: optimización de los costos de todo el ciclo de vida

Aunque la inversión inicial es entre un 15% y un 20% más alta que el intercambiador de calor de placa, el costo del ciclo de vida completo (lcc) ahorra más de un millón de yuanes en costos operativos al año después de la optimización:

Ahorro de energía y reducción del consumo: después de la aplicación de una empresa, un solo equipo ahorra 12000 toneladas de vapor al año, lo que corresponde a una reducción de 31000 toneladas de emisiones de dióxido de carbono. según el precio de comercio de carbono de 80 yuanes / tonelada, el ingreso anual de carbono alcanza los 2,48 millones de yuanes.

Bajo costo de mantenimiento: la función de autolimpieza reduce la deposición de suciedad, el ciclo de limpieza se extiende a 24 meses - 5 años y el costo de mantenimiento se reduce entre un 60% y un 80%.

Dividendos de la política: el plan de mejora de la eficiencia energética industrial de China promueve claramente nuevos equipos de intercambio de calor resistentes a la corrosión, superponiendo subsidios de política de "doble carbono", y una empresa química ahorra más de 10 millones de yuanes en costos totales durante su ciclo de vida de 10 años.

V. tendencias futuras: actualización inteligente y verde

Innovación de materiales: desarrollo de materiales compuestos de carburo de silicio y grafeno, conductividad térmica superior a 300w / (m · k), resistencia a la temperatura aumentada a 1500 ° c, adecuados para la generación de energía de CO2 supercrítico y otras condiciones de trabajo.

Avance en el proceso de fabricación: el diseño del canal de flujo de Impresión 3D aumenta la superficie específica a 500 metros cuadrados / mwh, y el coeficiente de transferencia de calor supera los 12000w / (mcuadrados · ℃); El proceso de reciclaje de circuito cerrado ha logrado una tasa de utilización del titanio del 95% y una reducción del 30% en las emisiones de carbono de un solo equipo.

Actualización inteligente: el sistema gemelo digital monitorea 16 parámetros clave, como el gradiente de temperatura de la pared del tubo y la velocidad del flujo de líquido en tiempo real, con una precisión de predicción de vida residual superior al 98%; La tecnología de ajuste adaptativo optimiza automáticamente la distribución de fluidos de acuerdo con el gradiente de diferencia de temperatura, y la eficiencia energética integral aumenta en un 12%.

Ruta tecnológica verde: desarrollar tecnología de tratamiento de fluidos supercríticos para lograr una eficiencia de licuefacción de CO2 del 98% a una presión de 30 MPA en un sistema de generación de energía de CO2 supercrítico, reduciendo las emisiones anuales de CO2 en más de 10.000 toneladas; Se ha ampliado al campo del almacenamiento y transporte de energía de hidrógeno, y los haces de tubos de aleación de titanio resistente al hidrógeno frágil garantizan la seguridad de la purificación de hidrógeno.

Intercambiadores de calor de tuberías de gas y calor de recuperación de gas

Intercambiadores de calor de tuberías de gas y calor de recuperación de gas