FREME — Flash Recovery Energy Management Equipment — система рекуперации тепла для подогрева питательной воды котлов.

Как известно, наличие в питательной воде котлов таких газов, как кислород и углекислый газ способствует интенсивной коррозии как самих котлов, так и трубопроводов, арматуры и паропотребляющего оборудования. Процесс удаления из питательной воды растворенных газов осуществляется в деаэраторах. Наиболее простым и экономичным способом деаэрации является термическая деаэрация. Её принцип основан на том, что при повышении температуры воды количество растворенных в ней газов снижается и при температуре 100 °С становится практически равным нулю.

Большинство атмосферных деаэраторов работают под небольшим избыточным давлением (0,2 бар), что обеспечивает поддержание температуры питательной воды на уровне 104-105 °С. Такая температура гарантирует полное отсутствие в воде растворённых газов. С другой стороны, такая высокая температура может стать причиной кавитации в питательном насосе котла. Именно из-за вероятности кавитации бак деаэратора приходится размещать на достаточно большой высоте (минимум 4-5 м) относительно питательного насоса.

Статический подпор перед насосом позволяет ему работать без кавитации.

В то же время для эффективной работы котла тем лучше, чем ближе температура питательной воды к температуре кипения воды внутри котла. Получается замкнутый круг: с одной стороны питательная вода должна иметь как можно большую температуру, с другой — это ведет к опасности кавитации и необходимости поднимать деаэратор на большую высоту. Таким образом, температура питательной воды в 105 °С является неким компромиссом между этими двумя требованиями.

При этом известно, что повышение температуры питательной воды котла на 6 °С дает экономию по топливу до 1%. Одним из решений по нагреву питательной воды может быть использование системы FREME (рис. 1.) На Западе такие схемы получили достаточно широкое распространение в системах подпитки жаротрубных котлов, особенно там, где не предусмотрена установка штатного экономайзера. Система FREME представляет собой теплообменник или теплообменники в которых подаваемая из деаэратора вода с температурой 105 °С нагревается возвращаемым в котельную конденсатом.

Возможно совместное применение системы FREME с экономайзером — это устройство, где нагрев питательной воды, подаваемой в котёл, осуществляется уходящими дымовыми газами. Применение экономайзера может значительно повысить экономичность котельной установки и снизить выбросы тепла в атмосферу. Однако надо учитывать, что охлаждение уходящих газов должно проходить при температурах, превышающих точку росы. Чтобы избежать конденсации в дымоходе, надо контролировать температуру уходящих газов и при необходимости направлять их непосредственно в дымовую трубу в обход экономайзера по байпасу. При использовании экономайзера происходит охлаждение уходящих газов на 80-90 °С, а КПД котла повышается на 4-5%.

Сравнительные данные по котлоагрегатам с экономайзером и без него приведены в табл. 1.

Наличие штатного экономайзера не исключает применение системы FREME. Однако надо помнить, что их совместное использование приведет к увеличению температуры уходящих газов. Процесс теплопередачи в экономайзере зависит от разницы температур между температурой воды на входе в экономайзер и температурой дымовых газов. Чем выше температура воды на входе, тем меньше окажется ΔТ, тем меньше тепла будет передано в экономайзере воде, что соответственно, приведет и к повышению температуры уходящих газов.

В некоторых странах существует строгое ограничение по температуре выбрасываемых в атмосферу газов, которая не должна превышать 180 °C. На это надо обратить внимание при желании совместного использования экономайзера и системы FREME.

И все же наиболее целесообразным является применение системы FREME с котлами без штатного экономайзера, причем она позволяет утилизировать не только тепло возвращаемого в котельную конденсата, но и тепло непрерывной продувки котла по солесодержанию.

Приведенный график (рис. 2) позволяет получить следующую информацию:

• По количеству кислорода в уходящих газах можно судить о том, какое количество воздуха подаётся в топку для сжигания топлива. (Для жаротрубных котлов количество избыточного воздуха обычно составляет от 17 до 20%).
• Для любых значений избытка воздуха и температуры уходящих газов можно определить количество теряемого тепла.

Используя значения из таблицы для температуры уходящих газов 260 °C и количестве избыточного воздуха 20% можно найти, что потери тепла будут приблизительно равны 22%. Использование экономайзера и системы FREME могут снизить температуру уходящих газов до 140 °C, что означает уменьшение потерь до 15%.

Автор: По материалам http://raeco.livejournal.com/