Povrat topline dimnih plinova u pogonima za ekstruziju aluminijskih profila

Proizvodne linije za ekstruziju aluminijskih profila visoko su energetski-intenzivne, osobito u pećima za grijanje trupaca i pećima za starenje. Velike količine visoko{2}}temperaturnog dimnog plina ispuštaju se kontinuirano, što dovodi do značajnih gubitaka toplinske energije. Sustavi za povrat topline dimnih plinova hvataju tu otpadnu toplinu i ponovno je koriste unutar proizvodnog procesa, čime se ostvaruju značajne uštede goriva, manje emisije i poboljšana ukupna učinkovitost postrojenja.

Za proizvođače ekstruzije aluminija koji se suočavaju s rastućim troškovima energije i strožim ekološkim propisima, povrat dimnih plinova postao je strateška investicija, a ne izborna nadogradnja.

 

Glavni izvori dimnih plinova u ekstruzijskim linijama

U tipičnom postrojenju za ekstruziju aluminijskih profila, dimni plin se stvara prvenstveno iz:

• Peći za grijanje gredica (na prirodni plin ili LPG)
• Peći za starenje i peći za toplinsku obradu
• Peći za predgrijavanje i homogenizaciju

Temperature ispušnih plinova obično se kreću od 300 stupnjeva do 700 stupnjeva, što predstavlja veliku priliku za povrat topline.

Rješenja za povrat topline dimnih plinova za ekstruziju aluminija

1. Predgrijavanje zraka za izgaranje (rekuperatori)

Rekuperatori zrak-{1}}zrak ili plin{2}}-zrak prenose toplinu iz dimnog plina u svježi zrak za izgaranje prije nego što uđe u plamenike.

Prednosti:

10–25% smanjenje potrošnje goriva

Viša i stabilnija temperatura plamena

Poboljšana ujednačenost temperature peći

Ovo je jedna od najprimjenjivanijih i najpouzdanijih metoda oporabe u postrojenjima za ekstruziju.

2. Procesno grijanje zraka ili prostora

Rekuperirana toplina može se koristiti za predgrijavanje:

Cirkulacija zraka u pećnici za starenje

Ventilacija radionice ili-dopunski zrak

Zone sušenja ili predgrijavanja u pomoćnim procesima

Ovaj pristup maksimalno povećava iskorištenje topline, posebno u hladnijim klimatskim uvjetima.

3. Proizvodnja tople vode ili termalnog ulja

Ugradnjom izmjenjivača topline dimnih plinova otpadna toplina može se pretvoriti u:

Topla voda za pogonske komunalije

Termičko ulje za neizravno zagrijavanje peći za starenje ili drugih procesa

Ovo je rješenje prikladno kada samo predgrijavanje zraka ne može apsorbirati svu raspoloživu otpadnu toplinu.

4. Predgrijavanje trupca ili materijala

Regenerirana toplina također se može koristiti za predgrijavanje:

Aluminijske gredice prije ulaska u peć

Alati ili matrice za smanjenje potrošnje energije pri pokretanju

To smanjuje opterećenje peći i skraćuje cikluse grijanja.

 

Ključna razmatranja dizajna

Sustavi za povrat dimnih plinova za ekstruziju aluminija moraju biti projektirani tako da odgovaraju karakteristikama procesa:

• Temperatura dimnih plinova i protok
• Prašina od oksidacije aluminija i zagađivači
• Ograničenja pada tlaka
• Toplinsko širenje i kruženje
• Odabir materijala: ugljični čelik, nehrđajući čelik ili-legure za visoke temperature

Odgovarajuća kontrola onečišćenja i pristup za održavanje ključni su za-dugoročne performanse.

 

Studija slučaja: Oporaba dimnih plinova u postrojenju za ekstruziju aluminijskih profila

• Pozadina projekta

Postrojenje za ekstruziju aluminija radilo je s dvije peći za grijanje gredica s temperaturama ispušnih plinova od približno 520 stupnjeva. Troškovi goriva činili su veliki dio troškova proizvodnje, a menadžment je nastojao poboljšati energetsku učinkovitost bez prekida proizvodnje.

• Izazovi

Velika potrošnja goriva po toni ekstrudiranog profila

Velika količina neiskorištene topline dimnih plinova

Ograničen prostor za dodatnu opremu

• Rješenje implementirano

Prilagođeni rekuperator zraka--zrak instaliran je na svakom ispuhu peći za predgrijavanje zraka za izgaranje.

Ključni parametri

Ulazna temperatura dimnih plinova: ~520 stupnjeva

Izlazna temperatura zraka za izgaranje: ~350 stupnjeva

Vrsta izmjenjivača topline: visoko{0}}temperaturni cijevni rekuperator

Integracija: Izravna naknadna ugradnja s postojećim plamenicima

• Ostvareni rezultati

Ušteda prirodnog plina: ~18%

Smanjenje emisije CO₂: preko 1200 tona godišnje

Poboljšana stabilnost grijanja peći

Rok povrata: cca 10 mjeseci

Sustav je kontinuirano radio uz minimalno održavanje, potvrđujući prikladnost povrata dimnih plinova za proizvodne linije ekstruzije.

 

Zaključak

Povrat topline dimnih plinova za proizvodne linije za ekstruziju aluminijskih profila dokazan je i učinkovit način za smanjenje potrošnje energije, operativnih troškova i utjecaja na okoliš. Oporabom otpadne topline iz peći za grijanje gredica i pećnica za starenje, postrojenja za ekstruziju mogu značajno povećati toplinsku učinkovitost uz zadržavanje kvalitete proizvoda i fleksibilnosti proizvodnje.