高效、安全的热能回收


作者:Heiko Hespen ,本文作者系BWW Comms公司 日期:2015/08/31 来源:流程工业

安全管保证了热交换器可靠的介质分离——当安全管夹层中有气体时,这些气体就会变成可爆燃的混合气,因此,特别的采取特别的安全保护措施非常必要,能够有效地提高热能回收的效率。

在过去几年里,节约能源得到了越来越多的重视。流程工业生产过程会产生许多可二次利用的能源余热。成功回收后可提高流程设备的能源利用效率,降低生产成本,同时减少,境污染。在热能回收再利用过程中,一个非常重要的部件就是热交换器。通过热交换器可以直接或间接地经中间介质把余热传递到其他生产和生活使用过程中。从安全的角度考虑,可靠地把换热管内外的介质分隔开来是非常必要的,在热交换器发展历史中,热交换器的安全性能逐步提高,如今,双层壁安全管可以可靠地把介质分离开来。

图片来源:Wieland Thermal Solutions

热能回收再利用提高效率

在某国际知名的能源生产企业里,使用安全型热交换器使其燃气泵站效率得到明显提升。该公司的燃气泵站按照规定的间隔距离为很长的天然气输气管道加压,产生的天然气管道加压压力常常超过了100bar。由于燃气泵站有着很高的爆燃风险,因此安全可靠的天然管道运行是头等大事。“在热能回收再利用方面,我们需要绝对安全型的热交换器,并在欧洲范围内寻找生产安全管的合作伙伴,最终我们与Wieland热能技术公司进行了合作。”Tecnovent公司的Wolf Schulteß先生说。

避免危险的交叉污染

天然气加压的工作原理:为天然气加压的压缩机有涡轮机驱动,使冷态的天然气从输气管道中出来后成为可燃气体。在燃气涡轮机工作时,需要对从管道中输出的冷态可燃天然气进行预热。此时,对冷态天然气预热的热能就是燃气涡轮机冷却润滑油的余热经安全型热交换器交换得到的热能。在这样的热交换过程中绝不能出现润滑油和天然气的交叉污染。这里,Wieland公司的安全管技术就起到了关键性的作用。迄今为止,在可燃天然气的余热中一直使用传统的天然气燃烧系统,这就把许多高价值的天然气也烧掉了,加重了环境保护的负担。

可靠地避免交叉污染:Gewa Safe不锈钢安全管扩径前后的比较

Wieland公司的设计团队有着多年能源技术领域的专业经验,能够满足用户的特殊要求,提供不同材料和形状的安全管供用户选用。“根据不同的应用,我们可以提供铜质的、钢质的和不锈钢材料的光滑外表面或者有花纹外表面的安全管。”Wieland热能技术公司的机床设备技术负责人Thilo Staud先生说。

出现故障时的介质分离

安全型热交换器使用的Gewa Safe安全管在很高的工作压力下有着突出的技术特性:双层壁的不锈钢安全管提供了可靠的介质分离,有着更好的热传导能力。同时,它还具有很高的耐腐蚀性和安全性,特殊设计的泄漏缝隙使人能够及时发现热交换器的泄漏,进而采取有效措施完成介质隔离,避免事故的发生。“这样就保证了我们的客户100%避免交叉污染,明显提高了热交换器工作运行的安全可靠性。”Staud先生说。交换器可在维护保养计划的框架内对出现的泄漏进行修复,无需整套设备马上停产,双层管解决方案保证了流程设备的全可靠性,也提高了流程设备的生产效率。“这一切对我们的用户来说都是非常重要的,因为一旦出现了偶然故障,天然气不会与炽热的润滑油混合到一起,避免了可能的爆燃事故。”Schulteß先生说。

保证最大接触面的金字塔结构

安全型热交换器可以使用不锈钢材料的管中管解决方案。Tecnovent公司把内管的外表面设计成金字塔型的结构,这样,与外管的金属材料接触面就增加了80%以上,可靠地保证了更好的热能交换,也有着更高的热交换效率。两管间高效的热交换以及紧凑的结构使交换器有着更高的工作效率,节约了原材料费用。“在我们热交换器的生产过程中,为了保证最佳的热交换过程,双层管的内管也按照流体力学的要求进行了优化。”Schulteß先生说。

工程设计技术服务提供了更多的附加值

在Wieland公司的安全管解决方案中,工程设计技术服务能够为用户提供更高的附加值:专门针对用户特殊应用的技术服务项目。“Wieland公司基于他们丰富的安全管技术专业经验,为我们的外管设计提供了建设性意见,从而使外管和内管的金属性接触在扩径之后得到了改善。”Schulteß先生满意地说道。“Tecnovent公司带着他用户的明确要求找到我们,不仅仅只是安全方面的要求。然后,我们一起开发了正确的换热管解决方案,选取了内外管的材料以及最佳形状结构,并进行了测试。”Staud先生说。

到今天为止,Wieland公司50多台安全型热交换器在能源供应企业的天然气加压泵站中投入了生产运行,其运行非常可靠,赢得了用户的满意。因此,Tecnovent公司在下一个大型的天然气泵站技术改造项目中已经计划使用安全型热交换器来回收热能了。

可靠地避免交叉污染:Gewa Safe不锈钢安全管扩径前后的比较