Mengoptimalkan Efisiensi untuk Boiler dan Pemanas Fluida Termal

Setelah Anda mengukur dan memilih boiler atau pemanas fluida termal Anda, pelajari cara mendapatkan efisiensi terbaik dari peralatan pemanas industri Anda.

Efisiensi Fluida Thermal

Pada bagian pertama dari seri artikel dua bagian ini (Januari 2016, hlm. 18) , saya mencatat bahwa perbedaan 5 persen dalam efisiensi dapat berarti perbedaan ribuan dolar dalam biaya bahan bakar tahunan. Pada artikel ini, saya akan menawarkan saran tentang cara membuat pilihan terbaik terkait dengan efisiensi boiler atau pemanas fluida termal.

Dua komponen utama dari boiler atau pemanas fluida termal berdampak pada efisiensi keseluruhan unit. Yang pertama adalah desain dasar boiler atau bejana tekan pemanas. (Bejana tekan berisi air dalam boiler atau fluida termal dalam pemanas oli.) Yang kedua adalah burner.

Boiler dan pemanas oli dibatasi oleh peringkat efisiensi yang akan menurunkan suhu tumpukan di bawah titik embun. Angka itu biasanya 84 hingga 85 persen. Untuk melampaui efisiensi 85 persen, boiler atau pemanas oli dapat dilengkapi dengan economizer, yang merupakan perangkat penukar panas dalam boiler atau pemanas fluida termal yang meningkatkan efisiensi dan menghemat bahan bakar. Mereka biasanya terbuat dari stainless steel dan dapat beroperasi dalam kondisi basah. Air umpan boiler, yang biasanya jauh di bawah suhu operasi boiler, dapat dipanaskan di economizer stack stainless steel. Menggunakan economizer dapat meningkatkan efisiensi keseluruhan dari tipikal 83 hingga 84 persen hingga 87 hingga 90 persen, tergantung pada suhu saluran masuk air yang memberi makan economizer.

Efisiensi Bejana Tekan

Untuk boiler atau pemanas oli, tujuannya adalah untuk menghilangkan sebanyak mungkin panas dari proses pembakaran (pembakar) sebanyak mungkin sebelum gas buang keluar dari boiler atau pemanas. Semakin lama waktu tinggal di unit, semakin efisien panas ditransfer ke bejana tekan dan kemudian ke air panas atau minyak panas. Karena itu, semakin rendah suhu gas buang, semakin baik efisiensinya. Demikian juga, semakin baik efisiensinya, semakin sedikit bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan panas yang sama dengan proses.

Tidak seperti pengujian mobil oleh Badan Perlindungan Lingkungan, tidak ada agen yang menguji boiler atau pemanas untuk efisiensi. Untuk alasan ini, penting untuk berhati-hati dengan klaim efisiensi produsen. Sebagai gantinya, tanyakan kepada calon pemasok untuk suhu tumpukan yang dijamin pada laju pembakaran maksimum. Mengetahui suhu tumpukan dan jumlah oksigen berlebih memungkinkan Anda untuk menentukan efisiensi keseluruhan menggunakan grafik efisiensi yang ada. (Lihat tabel 1 untuk grafik contoh atau lakukan pencarian Internet untuk “grafik efisiensi gas.”)

Untuk ketel uap, desain yang efisien dan tahan lama adalah ketel uap laut empat langkah yang didukung air. “Empat lintasan” berarti bahwa gas panas dari burner menempuh panjang boiler empat kali sebelum keluar. “Didukung air” berarti ada sedikit refraktori (beton suhu tinggi) di bagian belakang boiler. Gaya ini dapat mencapai efisiensi 83 hingga 84 persen tergantung pada tekanan operasi dan burner. Tentu saja, memanaskan air umpan ketel dengan stack economizer dapat meningkatkan efisiensi itu menjadi lebih tinggi – sekitar 86 hingga 90 persen, tergantung pada suhu air umpan.

Untuk pemanas oli, satu gaya efisien menggunakan dua set kumparan yang dirancang untuk memungkinkan tiga lintasan gas panas di atas permukaan pemanas. Beberapa pabrik memiliki metode tambahan untuk menggosok sedikit efisiensi terakhir dari gas panas seperti sirip pada kumparan. Dan, tentu saja, sebagian besar produsen menawarkan penghematan ekonomis. Ini sangat membantu jika tanaman membutuhkan air yang dipanaskan. Limbah panas yang keluar dari pemanas fluida termal dapat digunakan untuk memanaskan air. Tanpa membutuhkan air panas, penghematan bisa menambah efisiensi secara keseluruhan. Tanyakan kepada Anda pemasok pemanas untuk mempelajari aplikasi khusus Anda.

Efisiensi Pembakar

Fungsi utama burner adalah untuk mencampur gas dan udara untuk pembakaran dan untuk mengontrol pembakaran itu dengan aman sehingga laju pembakaran sesuai dengan beban. (Anggap saja seperti opsi kontrol pelayaran di mobil.)

Seberapa baik gas dan udara tercampur dan kemampuan untuk memberikan pembakaran yang halus dekat dengan kepala burner adalah apa yang menentukan efisiensi burner. Untuk memiliki oksigen yang cukup untuk menyelesaikan proses pembakaran gas, burner perlu mengirimkan 15 ft ³ udara untuk setiap 1 ft ³ gas alam. Ini akan memberikan semua oksigen yang dibutuhkan api dengan oksigen berlebih 3 hingga 5 persen.

Karena atmosfer adalah 20,7 persen oksigen, setiap titik persentase oksigen mengandung empat kali lebih banyak gas inert (kebanyakan nitrogen). Kelebihan oksigen sebesar 5 persen menghasilkan 25 persen udara berlebih yang tidak diperlukan atau digunakan dalam proses pembakaran, tetapi tetap harus dipanaskan. Udara berlebih ini membuang-buang panas dan menurunkan efisiensi.

Untuk alasan ini, pembakar yang paling efisien adalah pembakar yang bersih – dengan sedikit atau tanpa karbon monoksida (CO) dan dengan jumlah udara berlebih yang paling sedikit. Terlalu sedikit udara akan menghasilkan burner dengan bahan bakar yang tidak terbakar, yang diterjemahkan menjadi karbon monoksida.

Burner yang paling efisien dapat mencapai pembakaran sempurna dengan oksigen berlebih 2 hingga 3 persen dan tanpa membuat CO. Jangan terganggu oleh karbon dioksida (CO ₂ ). CO ₂diproduksi secara alami dalam proses pembakaran. Semakin tinggi persentase CO ₂ , semakin rendah persentase oksigen, yang menghasilkan semakin besar efisiensi. Jika tidak dapat menghasilkan CO ₂ , sumber panas listrik akan diperlukan.

Pertimbangan terakhir ketika membahas efisiensi adalah lagu burner, atau campuran gas / udara. Menjaga burner dalam nada yang sempurna selama semua laju penembakan berarti perubahan dalam penyetelan antara api rendah dan api tinggi.

Saat ini, hampir semua mobil memiliki komputer di dalamnya dengan alat analisis gas buang yang menjaga motor tetap dalam posisi yang sempurna, naik turun gunung dan selama perubahan cuaca dan suhu udara. Demikian juga, pembakar ketel dan pemanas memiliki opsi serupa yang biasanya disebut sistem trim oksigen. (Fitur ini tidak standar pada kebanyakan burner.) Jika burner menghasilkan 8 MMBTU / jam atau lebih, penghematan energi yang dicapai dengan menggunakan kontrol komputer dengan penganalisa gas buang akan membayar untuk peningkatan dalam satu hingga dua tahun. Kerapatan udara dan, karenanya, oksigen per kaki kubik udara, berubah dengan suhu dan cuaca. Sistem trim oksigen terus-menerus memonitor gas buang untuk campuran bahan bakar / udara yang ideal, fine tuning untuk efisiensi terbaik secara terus menerus.

Anda dapat meminta teknisi menyetel burner dan menggunakan penganalisa gas buang untuk menyelesaikan pada satu waktu, pada satu suhu, apa yang dilakukan sistem trim oksigen secara terus menerus. Kebanyakan burner menawarkan kontrol terkomputerisasi (juga disebut modulasi-mikro) bersama dengan sistem trim oksigen. Tanyakan pemasok boiler / pemanas Anda untuk opsi dengan perkiraan waktu pengembalian.

Singkatnya, jika Anda ingin bang terbaik untuk uang Anda dalam pembelian boiler atau pemanas Anda:

• Beli ukuran yang benar – tidak terlalu kecil dan tidak terlalu besar.
• Beli boiler atau pemanas fluida termal dengan rekam jejak yang terbukti dari efisiensi dan daya tahan.
• Apakah economizer akan membantu tergantung pada parameter operasi Anda. Tanyakan perwakilan penjualan pemanas Anda.
• Pilih pembakar yang akan terbakar bersih dengan minimum udara berlebih.
• Modulasi yang terkomputerisasi akan membantu, tetapi pastikan Anda memiliki dukungan di area lokal Anda untuk apa pun pembakar dan pembakar mengontrol penggunaan sistem pemanas. Burner efisiensi tinggi tanpa dukungan lokal mungkin lebih banyak masalah daripada nilainya.

Akhirnya, untuk mencapai ledakan terbaik untuk boiler atau pemanas fluida termal Anda, boiler atau pemanas termal harus dirancang dengan baik untuk aplikasi yang diberikan. Cari efisiensi tertinggi untuk unit bersama dengan operasi yang dapat diandalkan dan layanan yang tersedia.