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Dec 09, 2023

Unità di recupero del calore residuo nell'industria del carbone

Salva nell'elenco di lettura Pubblicato da Angharad Lock, Digital Assistant Editor World Coal, giovedì 20 aprile 2017 14:46

Sebbene siano in circolazione da molto tempo, ci sono ancora malintesi su come le unità di recupero del calore di scarto possano essere utilizzate dall'industria del carbone, afferma Matthew Crewe di Green's, specialista in soluzioni di recupero del calore di scarto. Anche dove le scorte di carbone sono abbondanti, è ancora necessario utilizzarlo in modo efficiente e studiare modi in cui l’energia prodotta come risultato della sua combustione possa essere riutilizzata.

Un recuperatore di calore/scambiatore di calore recupera il calore dai flussi caldi, gas che contengono ancora un contenuto energetico relativamente elevato. Altrimenti rimarrebbe inutilizzato nell'atmosfera. Gli esempi più comuni di queste unità sono quelle che prelevano i gas in uscita dalle caldaie delle più grandi centrali elettriche a carbone del mondo.

Il diagramma mostra il recupero del calore di scarto utilizzando un'applicazione di economizzatore, una tecnologia sviluppata per la prima volta dal fondatore di Green a metà del 1800 ed è stata sviluppata notevolmente nel corso degli anni.

Il calore di scarto presente nei gas di scarico viene estratto dalle seguenti apparecchiature:

Ovviamente il recupero del calore di scarto comporta un costo di capitale per la progettazione e la produzione del sistema e le varie soluzioni sul mercato devono essere valutate in termini di track record nel soddisfare le esigenze specifiche dell’industria del carbone. Tuttavia, vale sempre la pena adottare misure per determinare se una preziosa fonte di calore può essere utilizzata anziché sprecata.

La maggior parte delle centrali elettriche brucia milioni di tonnellate di carbone all’anno, che può presentarsi in varie forme e qualità, dal carbone molto sporco in alcune regioni al carbone molto puro in altre. Ciò determina il calore prodotto e gli impianti e le attrezzature necessarie per ottimizzare l'uso del calore.

Una volta arrivato alla centrale il carbone viene immagazzinato, poi polverizzato prima di essere bruciato nella centrale. Il calore prelevato da questo processo riscalda poi le caldaie. Naturalmente, man mano che la caldaia viene riscaldata, i gas devono uscire. Questi gas sono solitamente ancora a temperature significativamente elevate, quindi catturare il calore dalla caldaia utilizzando economizzatori e riutilizzarlo per riscaldare l’acqua nei tubi significa che può essere utilizzato per preriscaldare l’acqua di alimentazione e aumentare l’efficienza complessiva.

Durante tutta questa fase, il carbone (a seconda della sua qualità/consistenza) quando viene bruciato crea cenere. Il tipo e la consistenza dipenderanno dalla qualità del carbone. In combinazione con il calore intenso, questa cenere è spesso altamente abrasiva, il che significa che le caldaie, i bruciatori e le apparecchiature ausiliarie della centrale elettrica devono essere particolarmente robusti se si vuole che funzionino in modo efficace e forniscano una durata accettabile del sistema.

Per ottenere il massimo beneficio dal calore di scarto della caldaia ci sono criteri essenziali da considerare nella scelta degli economizzatori più efficaci. Questi includono la garanzia che vengano utilizzati materiali corretti e durevoli e che la progettazione e il posizionamento dell'economizzatore stesso siano adeguati per ottenere il trasferimento di calore richiesto.

Una soluzione progettuale per ottimizzare il trasferimento di calore consiste nell'utilizzare tubi a superficie estesa. Questo viene fatto aggiungendo alette al tubo come mostrato di seguito in modo simile a un radiatore. Ciò garantisce che il trasferimento di calore nel tubo sia massimizzato utilizzando l'aletta per condurre il calore nel tubo.

L'uso della tecnologia dei tubi alettati ad H, piuttosto che dei tubi semplici, è particolarmente adatto alle centrali elettriche che desiderano massimizzare il recupero del calore di scarto poiché l'efficienza può essere notevolmente aumentata all'interno dello spazio disponibile. Ciò di solito comporta una riduzione del numero di tubi, delle dimensioni dell'economizzatore e, di conseguenza, del calore dei gas di scarico necessari e del carburante in ingresso utilizzato.