Dla właściwego funkcjonowania praktycznie każdego sektora przemysłu niezbędna jest energia. Choć jej formy mogą być różne, to każda wymaga zapewnienia odpowiednich dostaw paliw, a tym samym poniesienia stosownych nakładów finansowych. To zaś stanowi coraz większy problem, zwłaszcza w obliczu galopującej inflacji i rosnących kosztów. Jednak bez względu na to, czy chodzi o elektryczność, czy o ciepło, dostęp do tego rodzaju mediów jest niezwykle istotny. 

Duże zakłady przemysłowe są w stanie odzyskać znaczne ilości ciepła, którym można następnie odciążyć lub wesprzeć ciepłownie. Huty, odlewnie, cementownie, rafinerie, elektrownie czy wiele innych zakładów powinny być wyposażone w wysokiej jakości systemy służące odzyskiwaniu ciepła. 

Niestety, nie zawsze jest to wprowadzane w życie, a konsekwencje tego odczuwa każdy z nas. Odbija się to bowiem na kosztach kupowanych przez nas produktów, bez których bardzo często nie jesteśmy w stanie funkcjonować. Istnieją liczne możliwości technologiczne służące odzyskowi ciepła, ale zajmijmy się tymi, które mają zastosowanie w przemyśle ciężkim. 

Rekuperacja ciepła z gazów spalinowych

Pierwszym z opisywanych systemów jest rekuperacja. Rekuperatory służą odzyskowi ciepła z gazów spalinowych. Najczęściej znajdują one zastosowanie przy średnio- i wysokotemperaturowych piecach i kotłach. Wykorzystują one przede wszystkim transport ciepła na zasadzie promieniowania, konwekcji lub ich kombinacji. 

Najprostsze urządzenia zbudowane są na zasadzie dwóch koncentrycznie położonych kanałów, gdzie wewnętrznym przepływają gazy spalinowe, natomiast zewnętrznym napływa chłodne powietrze. Zostaje ono wstępnie podgrzane, głównie w wyniku promieniowania ciepła pochłoniętego przez ściankę kanału, a pochodzącego bezpośrednio od spalin. Napływowe powietrze po podgrzaniu trafia następnie do palników pieca lub kotła. 

Bardziej zaawansowane konstrukcje wykorzystują, oczywiście, zwiększenie powierzchni wymiany ciepła, dzięki czemu samo urządzenie staje się bardziej efektywne. Materiały wykorzystywane do wytwarzania rekuperatorów zależą przede wszystkim od temperatury gazów, które mają przez nie przepływać. W przypadku niższych wartości stosuje się głównie egzemplarze stalowe, natomiast bardziej wymagające warunki determinują zastosowanie układów ceramicznych. 

Regeneracja

W przypadku tej technologii rozróżniamy kilka rozwiązań. Przybliżona zostanie charakterystyka regeneratora obrotowego, zwanego również kołem grzewczym, ale częściej obrotowym podgrzewaczem powietrza. Ich zasada działania nie różni się jednak w dużej mierze od regeneratorów stałych. Chodzi bowiem o odbiór ciepła od gazów wylotowych przez specjalną konstrukcję stworzoną z porowatego materiału o wysokiej pojemności cieplnej. Konstrukcja ta, zwykle w formie tarczy, obraca się między dwoma przewodami. Odbiera ona ciepło od spalin i przekazuje je do napływającego świeżego powietrza, umożliwiając jego wstępne podgrzewanie. 

Regeneratory znalazły zastosowanie głównie w układach niskich i średnich temperatur. Wyższe temperatury mogłyby doprowadzać, z uwagi na znaczną rozszerzalność, do odkształceń kanałów, a w konsekwencji tego do pogorszenia ich uszczelnień. Charakter pracy obrotowy...