Il preriscaldatore d'aria è un componente fondamentale delle apparecchiature termiche come caldaie e forni industriali. La sua funzione è quella di utilizzare il calore di scarto dei fumi per riscaldare l'aria necessaria alla combustione, migliorando così il rendimento termico. Tuttavia, durante il funzionamento, polvere e solfuri presenti nei gas di scarico aderiranno alla superficie degli elementi dello scambiatore di calore, formando ceneri e incrostazioni, con conseguente diminuzione dell'efficienza dello scambio di calore e aumento della resistenza dei gas di scarico. Nei casi più gravi, può causare il blocco della cenere, la corrosione e persino lo spegnimento della caldaia. Il **sistema di pulizia automatica del preriscaldatore dell'aria** è un dispositivo di pulizia automatizzato progettato per risolvere questo problema, consentendo una pulizia in linea continua e garantendo un funzionamento stabile delle apparecchiature.
I. Componenti principali del sistema
1. Unità di alimentazione del mezzo di pulizia
Sistema di fonte d'acqua ad alta-pressione: include una pompa ad alta-pressione, un serbatoio di stoccaggio dell'acqua, un filtro e una valvola di regolazione della pressione, utilizzato per fornire acqua pulita ad alta-pressione (pressione generalmente 10–30 MPa), adatta per la pulizia convenzionale delle ceneri.
2. Unità di esecuzione della spruzzatura
Pistola di pulizia: Installata all'esterno o all'interno della custodia del preriscaldatore dell'aria, divisa in due tipologie: pistole a spruzzo fisse e pistole a spruzzo rotanti.
- Pistole a spruzzo fisse: disposte nelle principali aree di accumulo della cenere degli elementi di scambio di calore, con la direzione dell'ugello puntata con precisione sulla superficie di scambio di calore.
- Pistole a spruzzo rotanti: azionate da un motore per ruotare, coprendo un'area di pulizia più ampia, adatta per preriscaldatori d'aria di grandi dimensioni.
- Ugelli: utilizzo di ugelli atomizzatori a ventaglio-o conici, che possono atomizzare acqua o sostanze chimiche in goccioline fini, migliorando la copertura di pulizia e la forza di impatto.
- Tubi e valvole: tubi in acciaio inossidabile ad alta-pressione, resistenti alla corrosione-, accoppiati con valvole elettriche/pneumatiche, per controllare l'accensione/spegnimento del circuito di pulizia.
3. Sistema di controllo
- Controller PLC: il cuore del sistema, che può preimpostare i programmi di pulizia (tempo di pulizia, intervallo, pressione media, ecc.) e può anche essere collegato al sistema DCS per il controllo remoto.
- Sensori: dotati di sensori di pressione differenziale (monitoraggio della differenza di pressione dei gas di scarico all'ingresso e all'uscita del preriscaldatore dell'aria per determinare il grado di accumulo di ceneri), sensori di temperatura (monitoraggio della temperatura dei gas di scarico/aria per prevenire la corrosione a bassa-temperatura causata dalla pulizia) e sensori di flusso (monitoraggio della portata del mezzo di pulizia).
- Interfaccia uomo-macchina (HMI): il touch screen visualizza lo stato operativo del sistema, supporta la commutazione della modalità manuale/automatica, l'impostazione dei parametri e gli allarmi di guasto. 4. Unità di recupero dei liquidi di scarto
- Le acque reflue-contenenti polvere e sostanze chimiche-dopo la pulizia vengono raccolte attraverso il serbatoio di raccolta sul fondo del preriscaldatore dell'aria. Dopo il trattamento in una vasca di sedimentazione e un filtro, può essere riciclato o scaricato dopo aver soddisfatto gli standard, prevenendo l'inquinamento ambientale.
II. Principio di funzionamento e modalità di pulizia
1. Principio di funzionamento
Quando la differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita del preriscaldatore dell'aria raggiunge una soglia preimpostata (o raggiunge il ciclo di pulizia impostato), il sistema di controllo avvia automaticamente il programma di pulizia: la pompa ad alta-pressione pressurizza acqua/prodotti chimici e li invia alla pistola a spruzzo; l'ugello spruzza un getto ad alta-velocità che colpisce la superficie degli elementi dello scambiatore di calore, rimuovendo la polvere e le incrostazioni accumulate; allo stesso tempo, il rotore del preriscaldatore d'aria ruota continuamente per garantire che tutte le aree di scambio termico siano coperte dalla pulizia; le acque reflue di depurazione vengono trattate dall'unità di recupero e poi riciclate o scaricate.
2. Modalità di pulizia
- Modalità automatica: in base al feedback del sensore di differenza di pressione o a un ciclo temporale preimpostato, il sistema si avvia, funziona e si arresta automaticamente senza intervento manuale, adatto per il funzionamento e la manutenzione di routine.
- Modalità manuale: la pulizia viene attivata manualmente tramite l'HMI o il DCS remoto, adatta per la pulizia di emergenza in caso di improvviso blocco della polvere o condizioni di lavoro speciali.
- Pulizia online: la pulizia viene eseguita mentre il preriscaldatore dell'aria è in normale funzionamento, senza influenzare la produzione continua della caldaia/forno, che è il metodo di pulizia più comunemente utilizzato.
- Pulizia offline: durante lo spegnimento e la manutenzione dell'apparecchiatura, viene utilizzato insieme alla pulizia manuale per la pulizia profonda dello sporco ostinato.
III. Scenari applicabili e vantaggi
1. Scenari applicabili
- Preriscaldatori d'aria per caldaie in centrali termoelettriche e centrali di cogenerazione
- Dispositivi di recupero del calore di scarto per forni industriali nei settori dell'acciaio, del cemento e metallurgico
- Apparecchiature per lo scambio termico dei fumi per inceneritori di rifiuti e caldaie a biomassa
2. Vantaggi principali
- Migliore efficienza delle apparecchiature: la rimozione tempestiva della polvere accumulata riduce la resistenza dei gas di scarico, ripristina l'efficienza dello scambio termico e riduce il consumo di carburante.
- Durata prolungata dell'apparecchiatura: evita il surriscaldamento locale, la corrosione e l'usura causati dall'accumulo di polvere, prolungando la durata degli elementi dello scambiatore di calore del preriscaldatore dell'aria.
- Costi operativi e di manutenzione ridotti: il funzionamento automatizzato riduce il carico di lavoro della pulizia manuale e dei tempi di inattività, riducendo l'intensità del lavoro del personale di manutenzione.
- Tutela e sicurezza ambientale: le acque reflue vengono recuperate e trattate per prevenire l'inquinamento; la funzione di monitoraggio della temperatura previene la-corrosione dovuta alle basse temperature e garantisce il funzionamento sicuro delle apparecchiature.
IV. Considerazioni sulla selezione, sul funzionamento e sulla manutenzione
1. Punti chiave della selezione
- Selezionare il numero appropriato di pistole a spruzzo e parametri di pressione in base al modello del preriscaldatore dell'aria, all'area di scambio termico e alle condizioni dei gas di scarico (temperatura, concentrazione di polvere).
- Per ambienti con gas di scarico ad alto contenuto di zolfo, è necessario utilizzare materiali resistenti alla corrosione- (come l'acciaio inossidabile 316L) per tubi e pistole a spruzzo e aggiungere inibitori della corrosione.
2. Considerazioni sul funzionamento e sulla manutenzione
- Controlla regolarmente se gli ugelli sono ostruiti e puliscili o sostituiscili tempestivamente per garantire una pulizia efficace.
- Durante la pulizia chimica, controllare rigorosamente la concentrazione dei prodotti chimici e il tempo di pulizia per evitare di danneggiare gli elementi dello scambiatore di calore.
- Calibrare regolarmente i sensori per garantire la precisione dei parametri del sistema di controllo.
- Durante il funzionamento invernale, le condutture dell'acqua devono essere riscaldate e isolate per evitare congelamento e crepe.
