Předehřívač vzduchu je základní součástí tepelných zařízení, jako jsou kotle a průmyslové pece. Jeho funkcí je využít odpadní teplo spalin k ohřevu vzduchu potřebného pro spalování, a tím zlepšit tepelnou účinnost. Během provozu však prach a sulfidy ve spalinách ulpívají na povrchu teplosměnných prvků, vytvářejí popel a vodní kámen, což vede ke snížení účinnosti výměny tepla a zvýšenému odporu spalin. V závažných případech může způsobit ucpání popelem, korozi a dokonce i vypnutí kotle. **Automatický čisticí systém předehřívače vzduchu** je automatizované čisticí zařízení určené k řešení tohoto problému, které umožňuje nepřetržité online čištění a zajišťuje stabilní provoz zařízení.
I. Základní součásti systému
1. Jednotka přívodu čisticího média
Systém vysokotlakého zdroje vody: Obsahuje vysokotlaké-čerpadlo, zásobník vody, filtr a tlakový regulační ventil, které se používají k poskytování vysokotlaké-čisté vody (tlak obecně 10–30 MPa), vhodné pro běžné čištění popela.
2. Prováděcí jednotka postřiku
Čisticí stříkací pistole: Instaluje se na vnější nebo vnitřní stranu pláště předehřívače vzduchu, dělí se na dva typy: pevné stříkací pistole a rotační stříkací pistole.
- Pevné stříkací pistole: Uspořádané v klíčových oblastech akumulace popela prvků tepelné výměny, se směrem trysky přesně zaměřeným na teplosměnnou plochu.
- Rotační stříkací pistole: Otáčející se motorem, pokrývající větší čisticí plochu, vhodné pro velké předehřívače vzduchu.
- Trysky: Použití vějířovitých- nebo kónických atomizačních trysek, které dokážou rozprášit vodu nebo chemikálie na jemné kapičky, čímž se zlepší pokrytí čištění a síla nárazu.
- Potrubí a ventily: Trubky z nerezové oceli odolné proti vysokému-tlaku-spojené s elektrickými/pneumatickými ventily k ovládání zapínání a vypínání čisticího okruhu.
3. Řídicí systém
- Ovladač PLC: Jádro systému, které umí přednastavit čisticí programy (dobu čištění, interval, střední tlak atd.) a lze jej také připojit k systému DCS pro dálkové ovládání.
- Senzory: Vybaveny senzory diferenčního tlaku (monitorují rozdíl tlaku spalin na vstupu a výstupu předehřívače vzduchu za účelem zjištění stupně nahromadění popela), teplotními senzory (monitorují teplotu spalin/vzduchu, aby se zabránilo nízkoteplotní korozi způsobené čištěním) a průtokovými senzory (monitorují průtok čisticího média).
- Rozhraní člověk-stroj (HMI): Dotyková obrazovka zobrazuje provozní stav systému, podporuje manuální/automatické přepínání režimů, nastavení parametrů a poruchová upozornění. 4. Jednotka pro regeneraci odpadních kapalin
- Odpadní voda-obsahující prach a chemikálie-po čištění se shromažďuje prostřednictvím sběrné nádrže ve spodní části předehřívače vzduchu. Po úpravě v sedimentační nádrži a filtru jej lze po splnění norem recyklovat nebo vypustit, čímž se zabrání znečištění životního prostředí.
II. Pracovní princip a režimy čištění
1. Princip práce
Když tlakový rozdíl mezi vstupem a výstupem předehřívače vzduchu dosáhne přednastavené prahové hodnoty (nebo dosáhne nastaveného čisticího cyklu), řídicí systém automaticky spustí čisticí program: vysokotlaké-čerpadlo stlačí vodu/chemikálie a dodá je do stříkací pistole; tryska rozstřikuje vysokorychlostní-proud, který dopadá na povrch teplosměnných prvků a odstraňuje nahromaděný prach a vodní kámen; současně se rotor předehřívače vzduchu nepřetržitě otáčí, aby bylo zajištěno, že všechny oblasti výměny tepla jsou pokryty čištěním; čistící odpadní voda je upravena regenerační jednotkou a poté recyklována nebo vypouštěna.
2. Režimy čištění
- Automatický režim: Na základě zpětné vazby ze snímače tlakového rozdílu nebo přednastaveného časového cyklu se systém automaticky spouští, běží a zastavuje bez ručního zásahu, což je vhodné pro rutinní provoz a údržbu.
- Ruční režim: Čištění se spouští ručně prostřednictvím rozhraní HMI nebo vzdáleného DCS, což je vhodné pro nouzové čištění v případě náhlého zanesení prachem nebo zvláštních pracovních podmínek.
- Online čištění: Čištění se provádí, když je předehřívač vzduchu v normálním provozu, aniž by to ovlivnilo nepřetržitou výrobu kotle/pec, což je nejběžněji používaná metoda čištění.
- Offline čištění: Během vypínání a údržby zařízení se používá ve spojení s ručním čištěním pro hloubkové čištění odolných nečistot.
III. Použitelné scénáře a výhody
1. Použitelné scénáře
- Kotlové předehřívače vzduchu v tepelných elektrárnách a elektrárnách na kombinovanou výrobu tepla a elektřiny
- Zařízení pro rekuperaci odpadního tepla pro průmyslové pece v ocelářském, cementářském a metalurgickém průmyslu
- Zařízení pro výměnu tepla spalin pro spalovny odpadu a kotle na biomasu
2. Hlavní výhody
- Vylepšená účinnost zařízení: Včasné odstranění nahromaděného prachu snižuje odpor spalin, obnovuje účinnost výměny tepla a snižuje spotřebu paliva.
- Prodloužená životnost zařízení: Zabraňuje místnímu přehřátí, korozi a opotřebení způsobenému hromaděním prachu a prodlužuje životnost prvků výměníku tepla předehřívače vzduchu.
- Snížené náklady na provoz a údržbu: Automatizovaný provoz snižuje pracovní zátěž ručního čištění a prostoje a snižuje pracovní náročnost personálu údržby.
- Ochrana a bezpečnost životního prostředí: Odpadní voda se regeneruje a čistí, aby se zabránilo znečištění; funkce sledování teploty zabraňuje nízkoteplotní-korozi a zajišťuje bezpečný provoz zařízení.
IV. Úvahy o výběru a provozu a údržbě
1. Klíčové body výběru
- Vyberte vhodný počet stříkacích pistolí a parametry tlaku na základě modelu předehřívače vzduchu, oblasti výměny tepla a podmínek spalin (teplota, koncentrace prachu).
- Pro prostředí se spalinami s vysokým obsahem síry by měly být pro potrubí a stříkací pistole použity materiály odolné proti korozi- (jako je nerezová ocel 316L) a měly by být přidány inhibitory koroze.
2. Provoz a údržba
- Pravidelně kontrolujte, zda nejsou trysky ucpané, a pro zajištění účinného čištění je okamžitě vyčistěte nebo vyměňte.
- Během chemického čištění přísně kontrolujte koncentraci chemikálií a dobu čištění, aby nedošlo k poškození prvků tepelné výměny.
- Pravidelně kalibrujte senzory, abyste zajistili přesnost parametrů řídicího systému.
- Během zimního provozu je třeba vodovodní potrubí vyhřívat a izolovat, aby nedošlo k zamrznutí a prasknutí.
