Inteligentne rozwiązania odzyskiwania ciepła i oczyszczania spalin

Międzynarodowa Agencja Energii (IEA) prognozuje wzrost światowego zapotrzebowania na energię. Zwiększony popyt powoduje wzrost cen źródeł energii. W związku z tym efektywne wykorzystanie energii pierwotnej nabiera jeszcze większego znaczenia w nadchodzących latach. Przedstawiamy kolejną realizację Działu Inżynierskiego.

Kondensator spalin przy którym pracował Dział Inżynierski ANIRO to wysoce wydajny system, który odzyskuje wrażliwe, utajone ciepło z zanieczyszczonych gazów spalinowych. Ciepło ze spalin jest odbierane za pomocą wtryskiwanej wody technologicznej. W ten sposób suma powierzchni wszystkich kropli wody tworzy wymiennik ciepła. Skutkuje to powierzchnią wymiany ciepła o wielkości kilku boisk piłkarskich.

W ramach zadania wykonano szafę kondensatora. Zlecenie pochodziło z obszaru Szwajcarii. Zespół inżynierów ANIRO opracował:

projekt Eplan,
oprogramowanie,
sterowanie.

Zastosowane zostały:

Wejścia tzw. I/O = 70,
Sterownik PLC SIEMENS SL-1500 współpracujący z wyspami rozszerzeń ET200SP,
HMI TP 12’’ (Siemens),
Interfejs komunikacji z użytkownikiem SIEMENS HMI TP1200 ComfortPanel 12”,
Switch Siemens SCALANCE XB005,
Komunikacja oparta na protokole PROFINET z wykorzystaniem switchy SIEMENS SCALANCE serii XB,
Przemienniki częstotliwości ABB ACS580.

Technologia w szczegółach

W kondensatorze, ciepło ze spalin jest odzyskiwane przez wtryskiwaną wodę technologiczną. Powierzchnia wielu małych kropelek wody pełni funkcję mechanicznego wymiennika ciepła. Ciepło to odbierane jest przez ciecz i oddawane poprzez płytowy wymiennik ciepła do odbiorcy ciepła (np. doprowadzone do sieci ciepłowniczej). Duża powierzchnia wymiennika ciepła (suma wszystkich powierzchni kropel wody) gwarantuje wysoki współczynnik odzysku ciepła. Spaliny są schładzane do 2–3°C powyżej temperatury odbiornika ciepła.

W wyniku schłodzenia poniżej punktu rosy, woda ze spalin ulega kondensacji. Poziom pH kondensatu jest neutralizowany i oczyszczany z ciał stałych przez system uzdatniania wody. Jedynie oczyszczony nadmiar kondensatu jest odprowadzany do kanalizacji. Oznacza to, że skraplacz nie wymaga dostarczania świeżej wody.

 

 

Dzięki intensywnemu wtryskowi wody technologicznej do spalin, urządzenie przejmuje funkcję systemu oczyszczania spalin. Gruboziarniste cząstki pyłu w spalinach są wiązane z powierzchnią cieczy przez siły bezwładności. Następnie są transportowane do systemu uzdatniania wody poprzez wodę technologiczną. Wstępne oczyszczenie spalin w celu usunięcia grubych cząstek pyłu ma kluczowe znaczenie dla efektywnego działania elektrofiltru mokrego, który usuwa drobne cząstki pyłu ze spalin.

Ciepło odzyskane ze spalin ma swoją wartość

Kondensacja, będąca integralną częścią ogólnej koncepcji odzysku ciepła z gazów spalinowych, potwierdza swoje walory w wielu gałęziach przemysłu.

Nie jest nowością możliwość odzyskania energii cieplnej ulatującej z ciepłymi gazami spalinowymi przez komin do atmosfery, natomiast problemem jest efektywność rozwiązań technicznych pozwalających na odzyskanie dużej ilości ciepła. W tym przypadku nowością jest sposób jej odzyskania. Sam „ekologiczno-klimatyczny” argument nie wszystkich przedsiębiorców jest wstanie przekonać.

Na terenie Polski zawartych zostało już wiele kontraktów dotyczących instalacji urządzeń w układzie kondensacji. Jedną z takich realizacji jest układ kondensacji jednego z trzech eksploatowanych kotłów, zwiększający efektywności układu wytwarzającego ciepło na poziomie od 30 do 50 proc. Koszt tego przedsięwzięcia szybko się zwrócił i był niższy od wydatków inwestycyjnych na ewentualne zbudowanie kolejnego kotła dla pokrycia zapotrzebowania na energię cieplną.

Niedostatek ciepła był barierą, jeśli chodzi o wykorzystanie posiadanych możliwości wytwórczych. Szczególnie, gdy temperatura powietrza na zewnątrz była niska, spadała wydajność produkcji ze względu na niewystarczającą ilość ciepła do suszenia bardziej wilgotnego surowca.