مبادِل حرارة المكوِّنات: المبدأ والتطبيقات والقيمة الهندسية

Original: ENGLISH HEXNOVAS المادة

الإفراط في استخدام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات

مبادِل حرارة المكوِّنات: المبدأ والتطبيقات والقيمة الهندسية

(أ) دليل عملي لكيفية استعادة مبادلات حرارة الإيكونوميزر لحرارة النفايات، وتحسين كفاءة النظام، والحد من تكاليف الوقود والفائدة في الخدمة الصناعية.

ومبادلات حرارة الإكونوميزر هي أداة لاسترداد حرارة النفايات مصممة لاستخلاص الطاقة الحرارية من العادم الساخن أو مجاري العمليات وتحويل تلك الطاقة إلى سائل آخر أكثر برودة قبل أن تدخل المرحلة التالية من النظام. ومن الناحية العملية، يحوّل المكون الحرارة التي ستُطلق في الغلاف الجوي إلى طاقة مفيدة. وهذا هو السبب في أن الاقتصاديات تستخدم على نطاق واسع في المغليات، ونظم النفط الحراري، ونباتات التبريد، والعمليات الكيميائية، وتوليد الطاقة، ومشاريع أوسع لاسترداد حرارة النفايات حيث تكون كفاءة الطاقة ذات قيمة مباشرة من حيث تكاليف التشغيل.

ما هو مُبادِل (إكونوميزر) للدواء؟

مُبادِل حرارة مُكوِّن هو وحدة لاسترداد الحرارة مُركَّبة لإعادة استخدام الطاقة الحرارية التي قد تُفقد لولا ذلك. وبدلاً من السماح بغاز المداخن الساخنة، أو الغازات التصريفية، أو البخار، أو السائل المفلور، أو العمليات السائلة، بترك النظام غير مستخدم، تنقل هذه المادة جزءاً من تلك الحرارة إلى سوائل أخرى مثل مياه التغذية، أو معالجة السائل، أو الثلاجة، أو هواء الاحتراق.

النقطة المميزة ليست ببساطة أنها تنقل الحرارة. الكثير من مبادلات الحرارة تفعل ذلك. والغرض المحدد من المؤامرة هو تحسين الكفاءة من خلال استعادة حرارة النفايات. وهذا ما يميزه عن متبادل العمليات العامة.

مبدأ العمل في الإكونوميزر

ومبدأ العمل هو النقل غير المباشر للحرارة. تتدفق موجة ساخنة على جانب واحد من سطح نقل الحرارة، في حين يتدفق تدفق أكثر برودة على الجانب الآخر. الإعلامان لا يخلطان ينتقل الحرارة عبر جدار المبادلات من الجانب العالي الحرارة إلى الجانب الأدنى درجة الحرارة.

مصادر الشفاء النموذجية

• غاز المداخن
• غاز تفريغ الضغط
• عملية ساخنة متدفقة
• مجاري مخرج كوندينسر

Heat Sinks نموذجية

• مياه الغليان
• السائل المسبق لعملية التسخين
• مبردات فرعية
• التسخين الجوي المضغوط

الأنواع المشتركة لبورصات مياه الإكونوميزر

لا تقتصر الإكونوميزرات على أسلوب تبادل واحد. ويتوقف البناء الصحيح على درجة الحرارة، والضغط، والاتجاه الضعيف، ومخاطر التآكل، وتوقعات الصيانة، والطبيعة المادية للمجارير الساخنة والباردة.

ويمكن أن يشمل اختيار المواد فولاذ الكربون، والصلب اللاصق، والدوبل، والتيتانيوم، والسبائك النيكلية، أو الطوق الترميزي تبعاً لمستوى الحرارة وشدة التآكل.

التطبيقات الرئيسية لبورصة مياه الإكونوميزر

وتظهر المكونات عبر صناعات متعددة لأن حرارة النفايات موجودة في كل مكان تقريباً هناك احتراق أو ضغط أو تكديس أو تفريغ العمليات الساخنة. وتحوّل قيمة المكوّنات إلى أن الطاقة التي فقدتها لولا ذلك إلى واجب حراري مفيد في أماكن أخرى من النظام.

1. نظم البويير

وفي نظم المغليات، يتم عادة تركيب الاقتصاديين في مجرى المغلي وفي مجرى المكوّن. The unit captures heat from flue gas and uses it to preheat boiler feedwater, reducing fuel demand and increasing boiler efficiency.

2التبريد والتبريد HVAC النظم

وفي محطات التبريد، يمكن استخدام الاقتصاديين في حرق الثلاجات أو التعافي من الحرارة على جانب الضغط، مما يؤدي إلى تحسين COP وكفاءة النظام عموما في المنشآت الصناعية والتجارية الكبيرة.

3. الصناعات الكيميائية والتجهيزية

وغالبا ما تحتوي مسارات العمليات الساخنة على طاقة يمكن استرجاعها. وتُستخدم أجهزة الإيكونوميزر في عمليات إعادة التسخين، أو غسل السوائل، أو معالجة المياه، أو الحد من استهلاك المرافق العامة، وتثبيت ظروف العمليات.

4. توليد الطاقة

وفي محطات توليد الطاقة، يحسن الاقتصاديون كفاءة الدورة الحرارية باستخدام الطاقة من جانب العادم قبل إطلاق الغازات في كومة النفايات. والمبدأ بسيط، ولكن المكاسب الناتجة عن زيادة الكفاءة يمكن أن تكون ذات أهمية اقتصادية.

5 - نظم استعادة حرارة النفايات

وفي استراتيجيات أوسع نطاقاً لاسترداد الحرارة وإزالة الكربون، تعد الاقتصاديات معدات أساسية. وهي تساعد على تحويل حرارة النفايات المنخفضة الرتبة أو المتوسطة إلى وفورات تشغيلية قابلة للقياس.

هندسة الملاءات للمستهلكين

وأقوى حالة هندسية بالنسبة لمركب إكونوميزر هي أنه يحسن أداء النظام دون زيادة مدخلات الطاقة الأولية. ومن خلال استعادة الحرارة الموجودة بالفعل في النظام، تخفض الوحدة الطلب على الوقود، وتخفض عبء المرافق، وتخفض الانبعاثات، وكثيرا ما تسدد بسرعة في الخدمة الصناعية المستمرة.

اعتبارات التصميم

التصميم الجيد للمكونات لا يقوم على واجب الحرارة فقط ويجب على المهندسين أيضاً أن يفهموا ما قد يلحق الضرر بالعامل أو يقيدونه بمرور الوقت. وفي العديد من التطبيقات الحقيقية، يصبح الإكراه، والتآكل، وانخفاض الضغط أكثر أهمية من الحساب الحراري الأساسي.

اختيار المواد

ويرتبط اختيار المواد من أجل أيكونوميزر ارتباطاً وثيقاً بشدة التآكل، ومستوى الحرارة، وتكوين التيار. وقد يكون الفولاذ الكربوني كافياً في الخدمة البسيطة نسبياً. وفي درجة حرارة أعلى أو في الخدمة التآكلية، قد يلزم الفولاذ اللاصق، أو الفولاذ اللاصق، أو التيتانيوم، أو سبائك النيكل، أو الغرافيت.

ويكتسي هذا الأمر أهمية خاصة في النباتات الكيميائية وفي تطبيقات استعادة الغاز المفلور، حيث قد يؤدي اختيار المواد الخاطئة إلى الفشل السريع حتى لو كان التصميم الحراري نفسه صحيحا.

خاتمة

ويمثل مبادلات الحرارة المسببة للإشعاعات أحد أكثر الأدوات العملية لتحقيق الاستخدام الأمثل للطاقة الصناعية. ومن خلال استعادة الحرارة المفيدة من مجاري العادم أو العمليات، يقلل المكون من استهلاك الوقود، ويخفض تكلفة التشغيل، ويحسن الكفاءة الحرارية، ويدعم أهداف خفض الانبعاثات.

وفي النظم الصناعية الحديثة، فإن المكون ليس مجرد مبادلات حرارية مساعدة. وهو عنصر رئيسي في استعادة حرارة النفايات وتحسين الكفاءة ومراقبة تكاليف التشغيل على المدى الطويل. ويتوقف التصميم الصحيح على درجة الحرارة، والضغط، والتآكل، وشروط الخدمة، ولكن عندما يتم اختياره على نحو سليم، يمكن للمستهلك أن يقدم أداء موثوقا به وعودة اقتصادية قوية لسنوات عديدة.

FAQ

مقايضة حرارة مسببة للتوترات، مبادلات حرارة المغلي، مطياف حرارة المغلي، متجانسات لاسترداد حرارة النفايات، متغيرات حرارة اللوحات، صمامات وأجهزة قياس الأنابيب المثبتة، مبادلات حرارة الغاز المفلور، تطبيقات التكرير، اختيار المواد المحتوية على مواصفات، واستعادة حرارة النفايات الصناعية