공기 예열기 가이드: 유형, 효율성 및 선택 팁

공기 예열기의 역할과 보일러 시스템의 위치

석탄, 가스 또는 바이오매스 연소 보일러에서 배가스는 매우 높은 온도에서 용광로를 떠나 과열기, 재열기 및 절약 장치 튜브 뱅크를 통과하면서 점차 열을 포기합니다. 이코노마이저 배출구에 도달할 때까지 가스는 여전히 일반적으로 250~350°C , 연료의 원래 에너지 함량 중 의미 있는 부분을 스택으로 운반합니다. 공기 예열기는 유도 통풍 팬과 굴뚝 바로 앞에 이 가스 경로의 마지막 열 회수 장치로 배치되며, 이 장치의 임무는 가스가 배출되기 전에 남은 에너지를 최대한 많이 포착하는 것입니다. 동일한 장치의 반대쪽에는 강제 통풍 팬에 의해 흡입된 주변 연소 공기가 있습니다. 20~30°C — 예열기를 통과하여 배가스가 방출하는 열을 흡수합니다.

이에 대한 에너지 균형은 간단하며 보일러 엔지니어링 실무에서 잘 확립되어 있습니다. 20°C 연소 공기 온도가 상승하면 전체 보일러 효율이 약 2배 향상됩니다. 1% 포인트 , 동일한 증기 출력에 도달하려면 더 적은 양의 연료가 연소되어야 하기 때문입니다. 직접적인 연료 절감 외에도 예열된 공기는 더욱 완전한 연소를 촉진하는데, 이는 뜨거운 공기가 석탄을 건조하고 버너로 운반하는 데 사용되는 미분탄 보일러에 특히 중요합니다. 더 나은 연소는 재에서 미연소 탄소가 적고 일산화탄소 형성이 적다는 것을 의미하며, 이는 배기가스 배출 규정 준수 및 보일러 청결에 대한 추가 이점을 제공합니다.

엔지니어가 신중하게 관리해야 하는 설계 절충안이 하나 있습니다. 연도 가스가 공기 예열기 내부에서 더 냉각됨에 따라 그 온도는 연도 가스의 삼산화황에서 형성된 황산 증기가 금속 표면에 응축되기 시작하는 산 이슬점에 가까워질 수 있습니다. 이로 인해 이코노마이저가 아닌 공기 예열기가 저온 부식 위험에 가장 많이 노출되는 구성 요소가 되며, 이것이 냉간 재료 선택(이 가이드의 뒷부분에서 설명)이 사양을 지정하는 데 중요한 부분이 되는 주된 이유입니다. 공기 예열기 주어진 연료에 대해.

핵심 내용: 안 air preheater recovers the last practical increment of flue gas heat before the stack, and every 20°C of air preheat is worth approximately 1% of boiler efficiency — but the same cooling that creates this saving also concentrates corrosion risk at the unit's cold end.

세 가지 주요 공기 예열기 유형: 관형, 재생형 및 히트 파이프

산업 바이어들이 연구하고 있는 공기 예열기 일반적으로 서로 다른 열 전달 메커니즘을 기반으로 구축된 세 가지 디자인 제품군이 있습니다.

관형(회복식) 공기 예열기

관형 공기 예열기는 움직이는 부품이 없는 정적 쉘 앤 튜브 열교환기입니다. 연소 가스는 일반적으로 튜브 뱅크 내부로 흐르고 연소 공기는 직교류로 튜브 다발 외부를 통과하며 금속 튜브 벽 자체는 두 흐름을 분리하는 열 전달 표면 역할을 합니다. 가스와 공기 경로는 금속 벽을 제외하고 서로 물리적으로 밀봉되어 있기 때문에 두 흐름 사이의 교차 오염(누출)은 본질적으로 낮습니다. 1~3% . 이는 민감한 하류 배출 장비가 있는 보일러와 같이 연도 가스 흐름으로의 공기 누출을 최소화해야 하는 경우 관형 설계를 매력적으로 만듭니다.

재생식(회전식) 공기 예열기

종종 Ljungström 유형 장치라고 불리는 재생식 공기 예열기는 연도 가스와 공기 덕트를 통해 천천히 회전하는 주름진 열 저장 플레이트로 채워진 대형 로터를 사용합니다. 로터의 한 부분이 뜨거운 가스 흐름을 통과하면서 열을 흡수합니다. 동일한 섹션이 공기 흐름으로 회전함에 따라 들어오는 연소 공기에 저장된 열을 방출합니다. 이러한 지속적인 저장 및 방출 주기는 재생 장치에 크기에 비해 작은 설치 공간과 강력한 열 전달 성능을 제공하지만, 섹터 간 회전 씰로 인해 필연적으로 일부 공기가 연도 가스 측으로 누출될 수 있습니다. 5~12% , 그리고 시간이 지남에 따라 회전자의 열 변형은 밀봉이 유지되지 않으면 이 간격을 더욱 넓힐 수 있습니다.

히트파이프 공기예열기

히트 파이프 공기 예열기는 위의 두 설계의 특성을 결합합니다. 이는 밀봉된 핀 모양의 히트 파이프 뱅크를 사용합니다. 각 히트 파이프에는 진공 상태에서 소량의 작동 유체가 들어 있으며, 모든 파이프의 증발기 끝은 연도 가스 덕트에 있고 응축기 끝은 별도의 공기 덕트에 위치하도록 배열되어 있습니다. 뜨거운 쪽에서 흡수된 열은 작동 유체를 기화시키고, 증기는 차가운 쪽으로 이동하여 연소 공기에 열을 제공하면서 응축되며, 응축된 유체는 중력이나 위킹에 의해 뜨거운 쪽으로 돌아가 사이클을 반복합니다. 가스 덕트와 공기 덕트는 밀봉된 파이프 벽으로만 연결되어 물리적으로 분리되어 있기 때문에 히트 파이프 공기 예열기는 누출을 관형 수준에 가깝게 유지하면서 상변화 전달 메커니즘과 확장된 핀 표면 덕분에 일반 관형 설계보다 일반적으로 더 높은 면적 단위당 열 전달 계수를 달성합니다. 추가적인 실용적인 이점은 히트 파이프 번들이 모듈식이라는 점입니다. 전체 장치를 분해하지 않고도 개별 행을 검사, 청소 또는 교체할 수 있으며, 이는 가장 차가운 행이 가장 빨리 오염되거나 부식되는 고유황 연료에 유용합니다.

핵심 내용: 관형 및 히트 파이프 공기 예열기는 회전 씰이 없다는 낮은 누출 이점을 공유하는 반면, 재생 장치는 더 작은 설치 공간과 강력하고 컴팩트한 열 전달 성능을 위해 더 높은 누출을 교환합니다.

히트 파이프 공기 예열기가 기존 설계에 비해 성능을 발휘하는 방법

공기 예열기에서 나오는 연도 가스의 출구 온도는 장치가 얼마나 많은 열을 회수했는지를 나타내는 가장 명확한 단일 지표 중 하나입니다. 왜냐하면 스택에 있는 가스에 남아 있는 모든 온도는 유용한 예열 공기로 변환되지 않은 에너지이기 때문입니다. 공기 예열기 제조업체의 제품을 비교하는 구매자는 종종 각 설계가 출구 온도를 실제로 얼마나 낮게 유도할 수 있는지 묻는 것부터 시작합니다. 왜냐하면 사용 중인 연료의 산 이슬점이 존중된다면 출구 온도가 낮다는 것은 일반적으로 열 회수 효율이 높다는 것을 의미하기 때문입니다. 그러나 더 낮은 출구 온도를 달성하는 것은 자유롭지 않습니다. 왜냐하면 일반적으로 더 큰 열 전달 표면이나 더 효과적인 전달 메커니즘이 필요하기 때문입니다. 두 가지 모두 자본 설치 공간과 유지 관리 계획에 영향을 미칩니다. 아래 차트는 위에서 설명한 세 가지 예열기 유형의 일반적인 연소가스 배출 온도를 보여줍니다. 이는 장치에 유입되는 공통 기준 입구 온도인 320°C부터 시작됩니다. 이 수치는 단일 특정 설치 결과가 아닌 일반적인 산업용 보일러 사례에서 도출된 대표적인 범위이며 실제 성능은 보일러 부하, 연료 유형 및 예열기 크기에 따라 달라집니다.

게이지 비교는 연도 가스를 대략적으로 낮추는 관형 공기 예열기를 보여줍니다. 165°C , 이는 적당한 열 전달 계수와 가스와 공기 사이의 유일한 전달 경로인 금속 벽에 대한 의존도를 반영합니다. 재생식 공기 예열기는 약 0.5℃의 더 낮은 출구 온도를 달성합니다. 110°C 회전하는 열 저장 매트릭스는 컴팩트한 부피 내에서 매우 큰 유효 표면적을 제공하여 세 가지 디자인 중 가장 강력한 원시 열 회수율을 제공하기 때문입니다. 히트 파이프 공기 예열기는 둘 사이에 대략적으로 위치합니다. 130°C , 상변화 히트 파이프와 확장된 핀 표면의 더 높은 면적당 열 전달 계수의 이점을 누리는 동시에 가스 덕트와 공기 덕트가 서로 밀봉된 상태로 유지되기 때문에 누출을 관형 수준에 가깝게 유지합니다. 고유황 석탄을 연소하는 발전소의 경우 이 중간 위치가 이점이 될 수 있습니다. 히트 파이프 설계는 재생 장치의 회전 씰로 인해 발생하는 더 높은 공기 누출을 상속하지 않고도 일반 관형 장치보다 훨씬 더 많은 열을 회수합니다. 반대로, 연료 황 함량이 매우 낮고 누출 내성이 덜 중요한 경우 재생식 공기 예열기의 낮은 출구 온도는 세 가지 옵션 중 가장 강력한 원시 효율 수치로 해석될 수 있습니다. 특정 연료의 황 함량에 비해 출구 온도를 너무 낮게 운전하면 저온단에서 산 이슬점 부식 위험이 높아지므로 실제 최소 출구 온도는 장비 설계만큼 연료 화학의 함수라는 점도 주목할 가치가 있습니다. 보일러 엔지니어는 일반적으로 석탄 연소 장치를 약 120°C 이상으로 유지하고 청정 가스 연소 장치를 90~100°C에 가깝게 작동할 수 있도록 합니다. 숙련된 공기 예열기 공급업체는 열 회수를 단독으로 최적화하는 대신 저온단 재료와 목표 출구 온도를 함께 크기를 결정합니다. 히트 파이프 공기 예열기의 핀 모듈은 행별로 교체할 수 있기 때문에 공장에서는 때때로 가장 차가운 행에 약간 더 부식 방지 재료를 설치하여 전체 장치 부식 패널티 없이 전체 장치를 재생 설계의 복구 성능에 더 가깝게 밀어 넣을 수 있습니다. 전반적으로, 이 비교는 특정 연료 및 사용률에 가장 적합한 공기 예열기 유형을 좁힐 때 가장 유용한 출발점 중 하나입니다.

어디에 공기예열기 산업 전반에 걸쳐 사용됩니다

공기 예열기는 단일 부문에만 국한되지 않습니다. 연소 과정에서 회수할 가치가 있을 만큼 뜨거운 연도 가스가 생성되는 모든 곳에 나타납니다. 유틸리티 및 캡티브 전력 보일러는 고부하에서 지속적으로 작동하여 얻은 모든 효율성 포인트의 연간 가치를 최대화하기 때문에 발전은 여전히 ​​가장 큰 단일 응용 분야로 남아 있습니다. 야금, 화학 가공, 건축 자재 제조 등 자체 용광로를 갖춘 중공업이 나머지 수요의 대부분을 차지하며 각각 고유한 연도 가스 특성과 부식 고려 사항을 가지고 있습니다. 이러한 일반적인 분포를 이해하면 공기 예열기 제조업체가 단일 표준 제품이 아닌 광범위한 구성을 제공하는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다. 아래 차트는 단일 독점 데이터 세트가 아닌 일반적인 산업 배치 패턴을 기반으로 최종 용도 부문별로 설치된 공기 예열기 용량의 대표적인 할당을 설명합니다.

발전량은 대략적으로 32% 대형 석탄 및 가스 연료 유틸리티 보일러에 의해 구동되는 일반적인 공기 예열기 배치의 경우 지속적으로 작동하는 장치 전반에 걸쳐 1% 포인트의 효율성 향상만으로도 상당한 연간 연료 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 야금과 철강은 26% , 고로, 재가열로, 어닐링 라인을 커버하여 배가스 폐열 회수가 연비를 향상시키고 노 온도 제어를 안정화하는 데 도움이 됩니다. 화학 및 석유화학 처리는 다음과 같습니다. 19% 총계; Global Market Insights에 따르면, 화학 폐열 회수 장비 부문의 가치만 해도 100만 달러 이상으로 평가되었습니다. 110억 달러 2025년에는 배가스 회수 장비에 의존하는 이 부문의 공정 히터 및 보일러의 규모를 반영합니다. 시멘트 가마와 유리 용해로를 포함한 건축자재 제조는 주변 환경에 기여합니다. 14% 여기서 폐열 회수는 에너지 비용 제어 및 배출 감소 목표와 밀접하게 연관되어 있습니다. 나머지는 대충 9% 펄프 및 제지, 식품 가공, 섬유 마감 및 소형 보일러를 운영하는 기타 공정 산업에 걸쳐 있지만 여전히 해당 규모에 맞는 산업용 공기 예열기의 이점을 누릴 수 있습니다. Grand View Research에 따르면, 공기 예열기가 주요 장비 범주 중 하나인 광범위한 폐열 회수 시스템 시장은 대략 다음과 같이 성장할 것으로 예상됩니다. 550억 달러 2023년에는 이상 1000억 달러 2030년까지 이 차트에 표시된 것과 동일한 산업 부문이 주도하는 궤적은 에너지 효율성 및 배출 목표를 강화합니다. 공기 예열기 공급업체의 경우 이러한 수요가 여러 분야에 걸쳐 분산된다는 것은 장비가 비교적 깨끗한 천연가스 배기가스부터 석탄 연소 보일러 및 소결 작업의 고미립자 고유황 흐름에 이르기까지 매우 다양한 연도가스 화학을 중심으로 설계되어야 한다는 것을 의미하기도 합니다. 이러한 변화는 바로 이 가이드의 뒷부분에서 설명할 올바른 유형과 재료 조합을 선택하는 것이 헤드라인 효율성 수치만큼 중요한 이유입니다.

열 균형: 공기 예열기가 실제로 회수하는 연도가스 열의 양

공기 예열기의 실제 기여를 이해하려면 예열기를 따로 분리하는 것보다 보일러의 전체 열 균형을 살펴보는 것이 도움이 됩니다. 모든 보일러는 아무리 잘 설계되었더라도 스택에서 연료 에너지의 일부를 손실하며, 플랜트 엔지니어의 실제 질문은 해당 손실 중 얼마나 많은 부분을 경제적으로 복구할 수 있는지, 그리고 어떤 장비를 사용하는지입니다. 이코노마이저는 일반적으로 보일러 급수를 예열하여 연도 가스 열의 상당 부분을 회수하고, 공기 예열기는 연소 공기를 예열하여 추가로 회수합니다. 이 두 장치는 동일한 연도 가스 경로를 따라 직렬로 작동하기 때문에 공기 예열기가 여전히 포집할 수 있는 양은 부분적으로 앞선 이코노마이저가 이미 제거한 양에 따라 달라집니다. 아래 차트는 담당자의 관계를 보여줍니다. 시간당 130톤 산업용 보일러는 동일한 이코노마이저의 하류에 추가된 3개의 공기 예열기 구성과 공기 예열기가 설치되지 않은 경우의 총 회수 열을 비교합니다.

공기예열기를 설치하지 않은 대표적인 보일러로, 작동 시간당 14기가줄 이코노마이저만 통과하고 남은 모든 연소가스 열은 사용되지 않은 스택을 통해 빠져나갑니다. 관형 공기 예열기를 추가하면 총 회수 열이 대략적으로 증가합니다. 시간당 23기가줄 , 기여 시간당 9기가줄 이코노마이저의 몫 위에. 재생식 공기 예열기는 이 비교에서 가장 많이 회수되어 총 회수된 열을 대략적으로 가져옵니다. 시간당 27기가줄 이는 이전 게이지 비교에서 표시된 더 낮은 연도 가스 출구 온도와 일치합니다. 히트 파이프 공기 예열기는 약 뒤에 가까이 위치합니다. 시간당 26기가줄 이는 앞서 논의한 바와 같이 회전 씰 시스템과 함께 제공되는 더 높은 공기 누출을 피하면서 회복 성능이 재생 설계에 접근한다는 것을 확인합니다. 상대적인 측면에서 이는 세 가지 공기 예열기 유형 중 하나를 설치하면 이코노마이저에만 의존하는 것에 비해 회수되는 총 연도 가스 열이 대략 두 배라는 것을 의미하며, 이것이 바로 공기 예열기가 기존 보일러에 사용할 수 있는 보다 비용 효율적인 효율성 업그레이드 중 하나로 간주되는 이유입니다. 이 차트의 특정 수치는 용량, 연료 유형 또는 기존 이코노마이저 크기가 다른 보일러에 따라 변경되므로 개별 플랜트에 대한 보증이 아니라 구성 간의 상대적 패턴을 설명하는 것으로 읽어야 합니다. 보일러 용량은 회수된 열의 절대값에 큰 영향을 미칩니다. 연간 동일한 시간 동안 작동하는 더 큰 보일러는 동일한 백분율 포인트 효율성 이득에 비례하여 더 큰 연료 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 개조를 평가하는 공장의 경우, 이 열 균형 보기는 일반적으로 단일 헤드라인 효율성 백분율보다 더 많은 정보를 제공합니다. 왜냐하면 공기 예열기가 설치되기 전에 이미 사용 가능한 배가스 에너지가 얼마나 많이 포집되었는지, 그리고 현실적으로 얼마나 더 많은 이득을 얻을 수 있는지를 명확하게 보여주기 때문입니다. 숙련된 보일러 공기 예열기 제조업체는 일반적으로 특정 공기 예열기 크기를 제안하기 전에 기존 이코노마이저 성능 데이터를 요구합니다. 이는 바로 두 장치 간의 직렬 관계 때문입니다.

공기 예열기 튜브의 부식, 오염 및 재료 선택

공기 예열기를 가치있게 만드는 동일한 냉각 프로세스는 또한 가장 중요한 작동 문제를 야기합니다. 연도 가스가 장치를 통과하면서 열을 잃으면 온도가 산 이슬점(연도 가스의 삼산화황이 수증기와 반응하여 형성되는 황산 증기가 차가운 금속 표면에 액체 필름으로 응축되기 시작하는 온도) 아래로 떨어질 수 있습니다. 이 응축된 산은 보호되지 않은 탄소강을 공격하고, 결과적인 부식 생성물은 비산회 및 그을음과 결합하여 가스 흐름을 더욱 제한하고 열 전달을 감소시키는 끈적끈적한 퇴적물을 형성합니다. 이는 들어오는 주변 공기가 처음 장치에 접촉하는 곳과 가장 가까운 예열기의 가장 차가운 열에 거의 전적으로 집중되는 부식 및 오염 문제가 결합된 문제입니다.

이러한 위험은 예측 가능한 위치에 집중되어 있기 때문에 공기 예열기 제조업체는 전체 장치를 재설계하는 대신 주로 차가운 부분의 재료 선택을 통해 문제를 해결합니다. 일반적인 접근법에는 상대적으로 적당한 재료 비용으로 유리와 같은 내산성 장벽을 제공하는 에나멜 코팅 탄소강 튜브가 포함됩니다. 약산 노출 하에서 안정적인 보호 산화물 층을 형성하는 내후성 강철(종종 코르텐형 합금과 같은 상품명으로 지칭됨); 중간~고농도 유황 연료용 304 또는 316L과 같은 오스테나이트계 스테인리스강 등급은 더 높은 재료 및 제조 비용으로 더 강한 내식성을 제공합니다. 그리고 가장 심각한 고황 또는 고염소 의무의 경우 가장 많이 노출된 튜브-헤더 연결부의 니켈 기반 합금 또는 니켈 브레이징 접합부입니다. 이는 브레이징 접합부가 반복적인 열 순환 하에서 기존 용접에서 발생할 수 있는 국부적 공격에 덜 취약하기 때문입니다.

히트 파이프 공기 예열기 번들은 모듈식이기 때문에 공장에서는 전체 장치 전체가 아닌 가장 차가운 파이프 한두 줄에만 부식 방지 재료를 지정하는 경우가 많습니다. 이는 재료 비용을 제어하는 동시에 가장 위험에 처한 영역을 보호합니다. 이러한 행별 재료 등급 지정은 전체 묶음이 일반적으로 단일 재료인 관형 설계에서는 달성하기 어렵고 열 저장 플레이트가 두 온도 영역을 통해 회전하므로 전체 바스켓에 걸쳐 균일한 보호가 필요한 재생 로터에서는 비실용적입니다. 사용 중인 특정 연료 황 함량에 대해 계산된 산 이슬점과 관련하여 연도 가스 출구 온도를 정기적으로 모니터링하는 것은 어떤 공기 예열기 설계가 설치되어 있는지에 관계없이 애초에 이러한 유형의 부식이 발생하는 것을 방지하는 가장 효과적인 단일 방법입니다.

핵심 내용: 냉간부 부식은 황산 응축에 의해 발생하며 예열기 유형만이 아닌 재료 선택이 이를 경제적으로 관리하기 위한 주요 수단입니다.

연료 유형에 따른 유지보수 관행의 일치

공기 예열기의 유지 관리 요구 사항은 주로 보일러 크기보다는 연료 유형에 따라 결정됩니다. 왜냐하면 위에서 설명한 오염 및 부식 메커니즘은 증기 출력보다는 회분 함량과 황 함량에 따라 결정되기 때문입니다. 천연 가스와 같은 청정 연소 연료는 미립자 잔류물이 거의 남지 않고 삼산화황 형성이 상대적으로 적기 때문에 열 전달 표면은 검사 사이에 오랜 기간 동안 깨끗한 상태를 유지합니다. 대조적으로, 석탄 및 바이오매스와 같은 고체 연료는 상당한 비산회를 생성하고, 고황 석탄의 경우 저온단에서 보다 공격적인 산 응축을 생성하여 실제 청소 간격을 단축시킵니다. 이 유지 관리 간격이 어느 방향으로든 잘못되면 실제 비용이 발생합니다. 지나치게 청소하면 노동력이 낭비되고 계획되지 않은 가동 중지 시간이 늘어나는 반면, 청소가 부족하면 오염이 발생하여 장치 전체의 압력 강하가 증가하고 팬 전력 소비가 증가하며 애초에 확보하기 위해 설치된 공기 예열기의 효율성 이득이 점차적으로 감소합니다. 아래 히트맵에는 5가지 일반적인 연료 유형과 3가지 주요 공기 예열기 설계 전반에 걸쳐 권장되는 일반적인 청소 간격이 나와 있습니다.

천연가스의 경우 일반적으로 세 가지 공기 예열기 유형을 모두 실행할 수 있습니다. 18~24개월 연료는 최소한의 재와 낮은 삼산화황을 생성하기 때문에 전체 청소 사이에. 경유는 이를 대략적으로 단축합니다. 9~12개월 동일한 세 가지 설계에 걸쳐 천연가스에 비해 황 함량이 더 높다는 것을 반영합니다. 저유황 석탄은 다음과 같이 정의됩니다. 1% 유황 무게로 인해 간격이 약으로 더 낮아집니다. 4~6개월 , 주로 부식보다는 비산회 부하로 인해 발생합니다. 대략 위의 고유황 석탄 1% 유황 가장 빈번한 주의가 필요하며 간격은 다음으로 압축됩니다. 2~3개월 오염과 산성 이슬점 부식이 함께 가속화되기 때문입니다. 바이오매스 연료는 고유황 석탄과 비슷한 범위에 속합니다. 2~4개월 , 황 함량보다는 부드러워지고 뜨거운 표면에 달라붙는 경향이 있는 알칼리가 풍부한 재에 의해 주로 발생합니다. 이 비교에서 모든 연료 유형에 걸쳐 재생식 공기 예열기는 지속적으로 세 가지 설계 중 가장 짧은 간격이 필요합니다. 이는 더 많은 미립자를 수집하는 더 큰 유효 표면적과 퇴적물 축적에 대한 회전 씰의 추가 민감도를 모두 반영합니다. 히트 파이프 공기 예열기는 일반적으로 관형 디자인의 간격과 일치하거나 약간 초과하며 특히 바이오매스에서 관형에 비해 약간의 이점을 보여줍니다. 업계 경험은 전체 번들을 분해하지 않고 개별 핀 열을 청소하거나 교체할 수 있는 능력에 기인합니다. 의미 있는 회분 함량이 있는 연료의 경우 대부분의 보일러 공기 예열기 제조업체는 증기 또는 압축 공기를 사용하여 장치를 그을음 송풍 시스템과 결합할 것을 권장합니다. 이렇게 하면 세 가지 설계 중 어느 것이 설치되어 있는지에 관계없이 수동 검사 간격이 늘어납니다. 예를 들어 천연가스에서 석탄 혼합물로 연료원을 전환하는 공장에서는 공기 예열기 유지 관리 일정을 동시에 검토해야 합니다. 물리적 장비가 변경되지 않은 경우에도 적절한 간격이 크게 바뀔 수 있기 때문입니다.

보일러용 공기 예열기를 선택하고 크기를 조정하는 방법

올바른 공기 예열기를 지정하는 것은 보일러의 명판 용량뿐만 아니라 장치가 실제로 서비스 중에 볼 수 있는 연도 가스 및 공기 상태를 명확하게 파악하는 것부터 시작됩니다. 공기 예열기 공급업체는 일반적으로 설계를 제안하기 전에 다음과 같은 핵심 데이터를 요청합니다.

1. 공기 예열기가 설치되는 지점(보통 이코노마이저 바로 뒤)의 연도가스 유량 및 입구 온도
2. 연료 유형 및 황 함량(이에 따라 최소 안전한 연도 가스 출구 온도 및 저온 물질이 결정됨)
3. 목표 연소 공기 예열 온도는 일반적으로 자유롭게 선택하기보다는 버너 또는 밀 요구 사항에 따라 설정됩니다.
4. 특히 공간이 제한된 기존 보일러의 개조 프로젝트에 사용 가능한 설치 공간 및 덕트 라우팅
5. 다운스트림 장비가 가스 희석에 민감한 재생 설계를 배제할 수 있는 허용 가능한 공기 누출 허용 오차
6. 재생 장치는 관형 또는 히트 파이프 설계보다 더 빈번한 씰 서비스가 필요하므로 계획된 유지 관리 접근 및 가동 중단 빈도

이러한 매개변수를 알고 나면 유형 선택은 일반적으로 간단한 논리를 따릅니다. 바닥 공간이 제한적이고 연료 황 함량이 낮은 경우 재생식 공기 예열기는 설치 공간이 작고 강력한 열 회수 기능을 갖추고 있어 효율적인 선택이 됩니다. 공기 누출을 최소화하는 것이 최우선이거나 보일러가 고농도 연료를 연소하고 공장에서 전체 장치가 아닌 가장 차가운 행에서만 부식 방지 재료 등급을 지정하려는 경우 히트 파이프 공기 예열기가 더 적합한 경우가 많습니다. 단순성, 긴 서비스 간격 및 가장 낮은 이동 부품 위험이 가장 중요한 경우 관형 공기 예열기는 특히 중소 규모 산업용 보일러에서 여전히 신뢰할 수 있는 옵션입니다. 아래 표에는 맞춤형 공기 예열기 제조업체가 일반적으로 세 가지 주요 유형 각각 내에서 제공할 수 있는 몇 가지 일반적인 구성 변형이 요약되어 있습니다.

이중 섹터 재생
로터는 두 구역(가스 및 공기)으로 분할됩니다. 대부분의 산업용 보일러의 표준 구성입니다. 트라이 섹터 재생
미분탄 보일러에 일반적으로 사용되는 1차(석탄 건조) 공기를 위한 세 번째 섹터를 추가합니다. 핀 튜브형 관형
확장된 핀 표면은 동일한 관형 공간 내에서 열 전달 영역을 증가시킵니다. 에나멜 튜브 관형
에나멜 코팅은 중황 석탄 및 석유 연소에 대한 내산성을 추가합니다. 단일 및 이중 패스 히트 파이프
추가 패스는 제한된 설치 공간에서 더 높은 복구를 위해 접촉 시간을 늘립니다.

핵심 내용: 유형 선택은 효율성 수치만 보고가 아니라 연료 황 함량, 설치 공간, 누출 허용 오차 및 유지 관리 접근 방식을 직접적으로 따져야 합니다.

설치, 시운전 및 개조 고려 사항

원래 설계되지 않은 기존 보일러에 공기 예열기를 추가하는 것은 일반적인 에너지 효율성 개조이며, 단순히 덕트 라우팅, 구조적 지지 및 통풍 팬 용량이 모두 기존 레이아웃에 통합되어야 하기 때문에 일반적으로 새 건물에 공기 예열기를 설치하는 것보다 더 복잡합니다. 개조 프로젝트는 일반적으로 실제 작동 유량 및 온도를 확인하기 위한 현장 조사 및 연도 가스 분석으로 시작됩니다. 왜냐하면 이러한 값은 수년 동안 작동한 후 원래 설계 값과 다를 수 있기 때문입니다. 보일러실이 추가 중량과 덕트 부하를 지탱할 수 있는지 확인하기 위한 구조 엔지니어링이 이루어지며, 유도 및 강제 통풍 팬을 점검하여 새 공기 예열기가 가스 및 공기 경로에 도입할 추가 압력 강하를 처리할 여유가 충분한지 확인합니다.

새롭게 설치되거나 개조된 공기 예열기의 시운전은 일반적으로 ASME PTC 4.3과 같이 인정된 공기 히터 성능 테스트 코드에 명시된 프레임워크를 따릅니다. 이 코드는 제어된 조건에서 열 전달 효율성, 공기 누출률 및 압력 강하를 측정하기 위한 표준 방법을 정의합니다. 누출 테스트는 재생 장치의 경우 특히 중요합니다. 그렇지 않으면 보일러가 이미 가동될 때까지 운송 및 설치 중 씰 마모가 눈에 띄지 않을 수 있기 때문입니다. 일단 시운전을 마치면 대부분의 공장에서는 측정된 출구 온도와 압력 강하가 공기 예열기 제조업체가 설계 단계에서 지정한 값에 가깝게 유지되는지 확인하고 더 큰 유지 관리 문제가 발생하기 전에 초기 오염 경향을 파악하기 위해 처음 수천 시간 작동한 후에 후속 성능 점검을 계획합니다.

특히 개조 프로젝트의 경우 보일러 가동 중단을 계획하는 것이 일반적으로 프로젝트 시기를 결정하는 결정적인 요소입니다. 대부분의 기계적 연결 작업은 보일러가 오프라인인 동안 이루어져야 하기 때문입니다. 장비를 이미 주문한 후가 아니라 설계 단계에서 숙련된 공기 예열기 공급업체와 긴밀히 협력하면 덕트 인터페이스와 구조 지지대를 현장에서 조정하는 대신 기존 보일러에 맞게 사전 설계할 수 있기 때문에 이러한 중단 기간이 단축되는 경향이 있습니다.

공기 예열기 제조업체 및 공급업체인 Jiangsu Shineng

진정한 사내 엔지니어링 깊이를 갖춘 공기 예열기 제조업체를 선택하는 것은 위에서 다룬 영역(히트 파이프 제조 품질, 콜드 엔드의 조인트 무결성, 단일 고정 설계를 제공하는 대신 특정 연료에 대해 재료를 행별로 등급 지정하는 능력)에서 가장 중요합니다. 중국 산업용 배가스 폐열회수 장비 제조업체이자 화학공정 장비 공장으로서, 강소신능화학설비유한회사 2005년에 설립된 는 연도가스 폐열 회수 시스템 및 화학 장비의 연구, 개발 및 제조를 전문으로 하며 히트 파이프 개발, 니켈 기반 브레이징 및 압력 용기 제조에 이르는 포괄적인 사내 역량을 보유하고 있습니다. 이 조합은 특히 이 가이드 전반에 걸쳐 논의된 히트 파이프 공기 예열기 기술과 관련이 있습니다. 히트 파이프 성능과 수명은 전체 장치 설계에만 의존하기보다는 밀봉 파이프 및 조인트 수준의 제조 품질에 직접적으로 좌우되기 때문입니다.

Jiangsu Shineng의 제품은 석탄 화학, 야금, 발전 및 합성 암모니아 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있으며 회사 장비는 해외 시장으로 수출되었습니다. 위의 선택 가이드에 설명된 대로 관형, 재생식 및 히트 파이프 공기 예열기는 각각 서로 다른 연료 및 설치 공간 조건에 적합하기 때문에 단일 고정 제품 라인이 아닌 세 가지 구성 모두에 걸쳐 엔지니어링할 수 있는 제조업체와 협력하면 공장이 제한된 제품 범위에 작동 조건을 적용하는 대신 장비를 실제 작동 조건에 맞출 수 있습니다. 새로운 보일러 공기 예열기를 평가하거나 기존 장치에 대한 개조를 계획하는 공장의 경우 히트 파이프 제조부터 압력 용기 제조까지 광범위한 내부 역량을 통해 프로젝트별 연도 가스 화학 및 공간 제약에 대한 보다 맞춤형 엔지니어링 대응을 지원합니다.