Evaluation of Efficiency of Deep recuperation of Power Plant Boilers' Combustion Productions

E.G. Shadek, Candidate of Engineering, independent expert

Keywords: combustion products, heat recuperation, boiler plant equipment, energy efficiency

Одна з методів розв'язати проблему енергетичної економії й удосконалення енергетичної ефективності бойлера планів є розробка технологій для глибокої тяжкості поглинання бойлера розширюваних gases. Ми бачимо процес schéma енергетичного плану з стилем-турбінних вузлів (STU), які дозволяють для глибокого занурення площини з бойлера керування продукцією від стилю кондиціонера за допомогою кулер-конденсату з мінімальними витратами без використання трупа pump units.

Опис:

Одним із шляхів вирішення проблеми економії палива та підвищення енергоефективності котелень є розробка технологій глибокої утилізації теплоти газів, що йдуть з котлів. Пропонуємо технологічну схему електростанції з паротурбінними установками (ПТУ), що дозволяє з мінімальними витратами, без застосування теплонасосних установок, здійснити глибоку утилізацію тепла продуктів згоряння, що відходять з котла, завдяки наявності охолоджувача – конденсату з конденсатора ПТУ.

Є. Г. Шадек, канд. техн. наук, незалежний експерт

Одним із шляхів вирішення проблеми економії палива та підвищення енергоефективності котельних установок є розробка технологій глибокої утилізації теплоти газів, що йдуть з котлів. Пропонуємо технологічну схему електростанції з паротурбінними установками (ПТУ), що дозволяє з мінімальними витратами, без застосування теплонасосних установок, здійснити глибоку утилізацію тепла продуктів згоряння, що відходять з котла, завдяки наявності охолоджувача - конденсату з конденсатора ПТУ.

Глибока утилізація тепла продуктів згоряння (ПС) забезпечується при їх охолодженні нижче температури точки роси, що дорівнює ПС природного газу 50–55 0 С. При цьому відбуваються такі явища:

• конденсація водяної пари (до 19–20 % об'єму або 12–13 % ваги продуктів згоряння),
• утилізація фізичної теплоти ПС (40–45 % всього тепломістку),
• утилізація прихованої теплоти пароутворення (відповідно 60-55%).

Раніше встановлено, що економія палива за глибокої утилізації порівняно з котлом з паспортним (максимальним) ККД 92 % становить 10–13 %. Відношення кількості тепла, що утилізується, до теплової потужності котла становить близько 0,10–0,12, а ККД котла в конденсаційному режимі – 105 % за нижчою теплотворною здатністю газу.

Крім того, при глибокій утилізації в присутності в ПС водяної пари емісія шкідливих викидів скорочується на 20–40 % і більше, що робить процес екологічно чистим.

Ще один ефект глибокої утилізації – покращення умов та тривалості служби газового тракту, тому що конденсація локалізується в камері, де встановлено утилізаційний теплообмінник, незалежно від температури зовнішнього повітря.

Глибока утилізація для систем опалення

У передових західних країнах глибока утилізація для опалювальних системздійснюється застосуванням водогрійних казанів конденсаційного типу, обладнаних конденсаційним економайзером.

Низька, як правило, температура зворотної води(30-40 0 С) при типовому температурному графіку, наприклад 70/40 0 С, в системах опалення цих країн дозволяє забезпечити глибоку утилізацію тепла в конденсаційному економайзері, оснащеному вузлом збору, відведення та обробки конденсату (з подальшим його використанням для підживлення котла) . Така схема забезпечує конденсаційний режим роботи котла без штучного охолоджувача, тобто без застосування теплонасосної установки.

Ефективність та рентабельність глибокої утилізації для опалювальних котлів доказів не потребують. Конденсаційні казани отримали на Заході широке застосування: до 90 % всіх котлів, що випускаються – конденсаційні. Експлуатуються такі котли і в нашій країні, хоча їхнє виробництво у нас відсутнє.

У Росії, на відміну від країн з теплим кліматом, температура у зворотній магістралі теплових мереж, як правило, вища за значення точки роси, і глибока утилізація можлива тільки в чотиритрубних системах (що зустрічаються вкрай рідко) або при використанні теплових насосів. Головна причина відставання Росії у розробках та впровадженні глибокої утилізації – низька цінаприродного газу, високі капзатрати через включення в схему теплових насосів та тривалі терміни окупності.

Глибока утилізація для казанів електростанцій

Ефективність глибокої утилізації для котлів електростанцій (мал. 1) значно вища, ніж для опалювальних, через стабільне навантаження (КІМ = 0,8–0,9) та великі одиничні потужності (десятки мегават).

Оцінимо ресурс тепла продуктів згоряння станційних котлів з огляду на їх високий ККД (90–94 %). Даний ресурс визначається кількістю скидного тепла (Гкал/год або кВт), що однозначно залежить від теплової потужності котла. Q K , і температурою за газовими котлами Т 1УХ, яку в Росії приймають не нижче 110-130 0 З двох причин:

• для збільшення природної тяги та зниження напору (витрати енергії) димососу;
• для виключення конденсації водяної пари в боровах, газоходах та димових трубах.

Розширений аналіз великого масиву 1 дослідних даних балансових, пусконалагоджувальних випробувань, проведених спеціалізованими організаціями, режимних карт, звітної статистики станцій і т. п. і результати розрахунків значень втрати тепла з продуктами згоряння q 2 , кількості утилізованого тепла 2 QУТ та похідних від них показників у широкому діапазоні навантажень станційних котлів наведено в табл. 1 3 . Мета - визначення q 2 і співвідношення величин Q K , q 2 і QУТ у типових умовах роботи котлів (табл. 2). У нашому випадку немає значення, який котел: паровий або водогрійний, промисловий або опалювальний.

Показники табл. 1 виділені блакитним кольором розраховували за алгоритмом (див. довідку). Розрахунок процесу глибокої утилізації (визначення QУТ та ін) проводили за інженерною методикою, наведеною в і описаної в . Коефіцієнт теплопередачі «продукти згоряння – конденсат» у конденсаційному теплообміннику визначали за емпіричною методикою заводу – виробника теплообмінника (ВАТ «Калориферний завод», Кострома).

Результати свідчать про високу економічну ефективність технології глибокої утилізації для станційних котлів та рентабельності запропонованого проекту. Термін окупності систем – від 2 років для казана мінімальної потужності (табл. 2, котел № 1) до 3–4 міс. Отримані співвідношення β, φ, σ, а також статті економії (табл. 1, рядки 8–10, 13–18) дозволяють одразу оцінити можливості та конкретні показники заданого процесу котла.

Утилізація тепла у газовому підігрівачі

Звичайна технологічна схема електростанції передбачає нагрівання конденсату в газовому підігрівачі (частина хвостових поверхонь котла, економайзера) на димових газах, що відходять з котла.

Після конденсатора насосами (іноді через блокову знесолюючу установку – далі БОУ) конденсат направляється в газовий підігрівач, після якого надходить у деаератор. При нормативній якості конденсату БОУ байпасують. Для виключення конденсації водяної пари з газів, що йдуть на останніх трубах газового підігрівача температура конденсату перед ним підтримується не нижче 60 0 С за допомогою рециркуляції на вхід в нього підігрітого конденсату.

Для додаткового зниження температури газів, що йдуть, в лінію рециркуляції конденсату нерідко включають водоводяний теплообмінник, що охолоджується підживлювальною водою тепломережі. Підігрів мережної води здійснюється конденсатом із газового підігрівача. При додатковому охолодженні газів на 10 0 С у кожному казані можна отримати близько 3,5 Гкал/год теплофікаційного навантаження.

Для запобігання кипінню конденсату в газовому підігрівачі за ним встановлюють поживні клапани, що регулюють. Основне їх призначення – розподіл витрати конденсату між котлами відповідно до теплового навантаження ПТУ.

Система глибокої утилізації з конденсаційним теплообмінником

Як можна бачити з технологічної схеми (рис. 1), конденсат пари з конденсатозбірника насосом 14 подається до збірного бака 21, а звідти в розподільчий колектор 22. Тут конденсат за допомогою системи автоматичного регулювання станції (див. нижче) поділяється на два потоки: один подається у вузол глибокої утилізації 4 в конденсаційний теплообмінник 7 а другий - на підігрівач низького тиску(ПНД) 18, а потім деаератор 15. Температура конденсату пари з конденсатора турбіни (близько 20-35 0 С) дозволяє охолодити продукти згоряння в конденсаційному теплообміннику 7 до необхідних 40 0 ​​С, тобто забезпечити глибоку утилізацію.

Нагрітий конденсат пари з конденсаційного теплообмінника 7 подається через ПНД 18 (або минаючи 18) в деаератор 15. Отриманий в конденсаційному теплообміннику 7 конденсат продуктів згоряння зливається в піддон і резервуар 10. Звідти він подається в бак забрудненого запасу конденсату 25, з якого конденсатним насосом 26 через регулятор витрати подається на ділянку очищення конденсату продуктів згоряння (на рис. 1 не показаний), де роблять його обробку за відомою технологією. Очищений конденсат продуктів згоряння подають у ПНД 18 і далі в деаератор 15 (або відразу 15). З деаератора 15 потік чистого конденсату подають поживним насосом 16 підігрівач високого тиску 17, а з нього в казан 1.

Таким чином, утилізується в конденсаційному теплообміннику тепло продуктів згоряння економить паливо, що витрачається в технологічній схемі електростанції на підігрів станційного конденсату перед деаератором і деаератором.

Конденсаційний теплообмінник встановлюють у камері 35 на стику 27 котла з газоходом (рис. 2в). Теплове навантаження конденсаційного теплообмінника регулюють байпасуванням, тобто відведенням частини гарячих газів крім конденсаційного теплообмінника через байпасний канал 37 дросель-клапаном (шибером) 36.

Найпростішою була б традиційна схема: конденсаційний економайзер, точніше хвостові секції економайзера котла, типу газовий підігрівач, але що працюють у конденсаційному режимі, тобто з охолодженням продуктів згоряння нижче за температуру точки роси. Але при цьому виникають труднощі конструктивного та експлуатаційного плану (обслуговування тощо), що потребують спеціальних рішень.

Застосовні різні типитеплообмінників: кожухотрубні, прямотрубні, з накатаними ребрами, пластинчасті або ефективна конструкція з новою формою теплообмінної поверхні з малим радіусом вигину (регенератор РГ-10, НВЦ «Анод»). У цій схемі як конденсаційний теплообмінник прийняті теплообмінні блоки-секції на базі біметалічного калорифера марки ВНВ123-412-50АТЗ (ВАТ «Калориферний завод», Кострома).

Вибір компонування секцій та підключення по воді та газу дозволяє варіювати та забезпечувати швидкості води та газів у рекомендованих межах (1–4 м/с) . Газохід, камера, газовий тракт виконуються з корозійностійких матеріалів, покриттів, зокрема нержавіючих сталей, пластиків – це загальноприйнята практика.

* Втрати тепла з хімічною неповнотою згоряння відсутні.

Особливості глибокої утилізації з конденсаційним теплообмінником

Висока ефективність технології дозволяє в широких межах регулювати теплову потужність системи, зберігаючи її рентабельність: ступінь байпасування, температуру продуктів згоряння за конденсаційним теплообмінником та ін. ), визначають як оптимальну (а не обов'язково максимальну) з техніко-економічних розрахунків та конструктивних міркувань з урахуванням режимних параметрів, можливостей та умов технологічної схеми котла та станції в цілому.

Після контакту з продуктами згоряння природного газу конденсат зберігає високу якість і потребує простого та недорогого очищення – декарбонізації (і то не завжди) та дегазації. Після обробки на ділянці хімводопідготовки (не показаний) конденсат насосом через регулятор витрати подається до конденсатної лінії станції – на деаератор, а після нього в котел. Якщо конденсат не використовується, його зливають у каналізацію.

У вузлі збору та обробки конденсату (рис. 1, поз. 8, 10, рис. 2, поз. 23-26) застосовують відоме штатне обладнання систем глибокої утилізації (див., наприклад, ).

В установці виробляється велика кількість надлишкової води (конденсату водяної пари від згоряння вуглеводнів і дутьового повітря), тому система не потребує підживлення.

Температура продуктів згоряння на виході із конденсаційного теплообмінника Т 2УХ визначається умовою конденсації водяної пари в продуктах згоряння, що йдуть (в діапазоні 40–45 0 С).

З метою виключення випадання конденсату в газовому тракті і особливо в димарі передбачається байпасування, тобто перепуск частини продуктів згоряння по обвідному каналу крім вузла глибокої утилізації так, щоб температура суміші газів за ним була в межах 70-90 0 С. Байпасування погіршує усі показники процесу. Оптимальний режим – робота з байпасуванням у холодну пору року, а влітку, коли небезпеки конденсації та зледеніння немає – без нього.

Температура газів котлів (зазвичай 110-130 0 С) дозволяє нагрівати конденсат в конденсаційному теплообміннику перед деаератором до необхідних 90-100 0 С. Таким чином, задовольняються вимоги технології за температурами: і нагрівання конденсату (порядку 90 0 С), і охла згоряння (до 40 0 ​​С) до конденсації.

Порівняння технологій утилізації тепла продуктів згоряння

Приймаючи рішення щодо утилізації тепла продуктів згоряння котла, слід порівнювати ефективність запропонованої системи глибокої утилізації та традиційної схеми з газовим підігрівачем як найближчого аналога та конкурента.

Для нашого прикладу (див. довідку 1) ми отримали при глибокій утилізації кількість тепла, що утилізується. QУТ дорівнює 976 кВт.

Приймаємо температуру конденсату на вході в газовий підігрівач конденсату 60 0 С (див. вище), при цьому температура продуктів згоряння на виході з нього як мінімум 80 0 С. Тоді тепло продуктів згоряння, що утилізується в газовому підігрівачі, тобто економія тепла, буде дорівнює 289 кВт, що у 3,4 рази менше, ніж у системі глибокої утилізації. Таким чином, «ціна питання» у нашому прикладі 687 кВт, або, у річному обчисленні, 594 490 м 3 газу (при КІМ = 0,85) вартістю близько 3 млн руб. Виграш зростатиме з потужністю котла.

Переваги технології глибокої утилізації

Насамкінець можна зробити висновки, що, крім енергозбереження, при глибокій утилізації продуктів згоряння котла електростанції досягаються наступні результати:

• зниження емісії токсичних оксидів CO та NOx, забезпечення екологічної чистоти процесу;
• одержання додаткової, надлишкової води та виключення тим самим потреби у підживлювальній воді котла;
• конденсація водяної пари продуктів згоряння локалізується в одному місці – в конденсаційному теплообміннику. Крім незначного бризгоуносу після краплеуловлювача, виключається випадання конденсату в наступному газовому тракті і пов'язані з цим руйнування газоходів від корозійного впливу вологи, утворення льоду в тракті і особливо в димарі;
• необов'язковим у ряді випадків стає застосування водо-водяного теплообмінника; відпадає необхідність у рециркуляції: підмішуванні частини гарячих газів до охолоджених (або нагрітого конденсату до холодного) з метою підвищення температури відходів продуктів згоряння для запобігання конденсації в газовому тракті та димарі (економія енергії, засобів).

Література

1. Шадек Е., Маршак Б., Анохін А., Горшков В. Глибока утилізація тепла відхідних газів теплогенераторів // Промислові та опалювальні котельні та міні-ТЕЦ. 2014. № 2 (23).
2. Шадек Є. Тригенерація як технологія економії енергоресурсів // Енергозбереження. 2015. №2.
3. Шадек Є., Маршак Б., Крикін І., Горшков В. Конденсаційний теплообмінник-утилізатор - модернізація котельних установок // Промислові та опалювальні котельні та міні-ТЕЦ. 2014. №3 (24).
4. Кудінов А. Енергозбереження в теплогенеруючих установках. М.: Машинобудування, 2012.
5. Равич М. Спрощена методика теплотехнічних розрахунків. М.: Вид-во АН СРСР, 1958.
6. Березинець П., Ольховський Г. Перспективні технології та енергоустановки для виробництва теплової та електричної енергії. Розділ шостий. 6.2 газотурбінні та парогазові установки. 6.2.2. Парогазові установки. ВАТ «СТІ». "Сучасні природоохоронні технології в енергетиці". Інформаційний збірник за ред. В. Я. Путілова. М.: Видавничий дім МЕІ, 2007.

1 Першоджерело даних: обстеження водогрійних котлів (11 шт. у трьох котельних теплових мереж), збір та обробка матеріалів.

2 Методика розрахунку, зокрема QУТ, наведена у .

Власники патенту UA 2606296:

Винахід відноситься до теплоенергетики і може знайти застосування на будь-якому підприємстві, що експлуатує казани на вуглеводневому паливі.

Відомі серійно випускаються Костромським калориферним заводом калорифери типу КСк (Кудінов А.А. Енергозбереження в теплогенеруючих установках. - Ульяновськ: УлГТУ, 2000. - 139, стор. 33), що складаються з газоводяного поверхневого теплоутилізатора, поверхня теплообміну сітчастого фільтра, розподільного клапана, краплеуловлювача та гідропневматичного обдувного пристрою.

Калорифери типу КСк працюють в такий спосіб. Димові гази потрапляють на розподільний клапан, який ділить їх на два потоки, основний потік газу направляється через сітчастий фільтр теплоутилізатор, другий - по обвідній лінії газоходу. У теплоутилізаторі водяні пари, які у димових газах, конденсуються на оребренных трубках, нагріваючи поточну у яких воду. Конденсат, що утворюється, збирається в піддоні і подається насосами в схему підживлення тепломережі. Нагріта у теплоутилізаторі вода подається споживачеві. На виході з теплоутилізатора осушені димові гази змішуються з вихідними газами з обвідної лінії газоходу і направляються через димосос в димову трубу.

Для роботи теплоутилізатора в режимі конденсації всієї конвективної частини потрібно, щоб температура нагрівання води в конвективному пакеті не перевищувала 50°С. Для використання такої води в системах опалення потрібно додатково догрівати.

Для запобігання конденсації залишкових водяних парів димових газівв газоходах і димарі, частина вихідних газів через обвідний канал підмішуються до осушених димових газів, підвищуючи їх температуру. При такому підміші збільшується і вміст водяної пари в димових газах, що йдуть, знижуючи ефективність утилізації тепла.

Відомий теплоутилізатор (UA 2323384 С1, МПК F22B 1/18 (2006.01), опубл. 27.04.2008), що містить контактний теплообмінник, краплеуловлювач, газо-газовий теплообмінник, включений за схемою прямотока, газоходи, регулятори. По ходу оборотної води контактного теплообмінника послідовно розташовані водо-водяний теплообмінник та водоповітряний теплообмінник з обвідним каналом по ходу повітря.

Відомий спосіб роботи цього теплоутилізатора. Гази, що йдуть, по газоходу надходять на вхід газо-газового теплообмінника, послідовно проходячи три його секції, потім на вхід контактного теплообмінника, де, проходячи через насадку, що омивається оборотною водою, охолоджуються нижче точки роси, віддаючи явне і приховане тепло оборотній воді. Далі охолоджені та вологі гази звільняються від більшої частини віднесеної потоком рідкої води в краплеуловлювачі, нагріваються і підсушуються щонайменше в одній секції газо-газового теплообмінника, димососом направляються в трубу і викидаються в атмосферу. Одночасно нагріта оборотна вода з піддону контактного теплообмінника насосом подається до водо-водяного теплообмінника, де нагріває холодну воду з трубопроводу. Нагріта в теплообміннику вода надходить на потреби технологічного та побутового гарячого водопостачання або низькотемпературний опалювальний контур.

Далі оборотна вода надходить у водоповітряний теплообмінник, нагріває щонайменше частину дутьового повітря, що надходить з-за меж приміщення по повітроводу, охолоджуючись до мінімально можливої ​​температури, і надходить у контактний теплообмінник через водорозподільник, де відбирає тепло від газів, попутно промиваючи їх від зважених частинок, і поглинає частину оксидів азоту та сірки. Нагріте повітря з теплообмінника дуттьовим вентилятором подається в штатний повітропідігрівач або безпосередньо в топку. Оборотна вода за необхідності фільтрується та обробляється відомими способами.

Для здійснення такого способу необхідна система регулювання внаслідок використання тепла, що утилізується, для цілей гарячого водопостачання через мінливість добового графіка споживання гарячої води.

Нагріта в теплообміннику вода, що надходить на потреби гарячого водопостачання або низькотемпературний опалювальний контур, вимагає її доведення до необхідної температури, так як не може бути нагріта в теплообміннику вище температури води зворотного контуру, яка визначається температурою насичення водяної пари в димових газах. Низький нагрів повітря у водоповітряному теплообміннику не дозволяє використовувати це повітря для опалення приміщень.

Найбільш близькими до винаходу є пристрій і спосіб утилізації тепла димових газів (UA 2436011 С1, МПК F22B 1/18 (2006.01), опубл. 10.12.2011).

Пристрій утилізації тепла димових газів містить газо-газовий поверхневий пластинчастий теплообмінник, виконаний за схемою протитечії, поверхневий газоповітряний пластинчастий конденсатор, інерційний краплеуловлювач, газоходи, димосос, повітропроводи, вентилятори та трубопровід.

Вихідні димові гази охолоджуються в газогазовому поверхневому пластинчастому теплообміннику, нагріваючи осушені димові гази. Гріюче і нагрівається середовище рухаються протитечією. При цьому відбувається глибоке охолодження вологих димових газів до температури, близької до точки роси водяної пари. Далі водяні пари, що містяться в димових газах, конденсуються в газоповітряному поверхневому пластинчастому теплообміннику - конденсаторі, нагріваючи повітря. Нагріте повітря використовується для опалення приміщень та покриття потреби процесу горіння. Конденсат після додаткової обробки використовують для поповнення втрат у тепломережі або паротурбінному циклі. Для виключення конденсації залишкових водяних парів, що відносяться потоком з конденсатора, перед додатковим димососом підмішується частина підігрітих осушених димових газів. Осушені димові гази подаються димососом в описаний вище підігрівач, де нагріваються для запобігання можливої ​​конденсації водяної пари в газоходах та димарі і направляються в димову трубу.

Недоліками цього способу є те, що утилізується переважно прихована теплота конденсації водяної пари, що містяться в димових газах. Якщо рекуперативний теплообмінник охолоджує вихідні димові гази до температури, близької до точки роси водяної пари, то нагрівання осушених димових газів, що йде, буде надлишковим, що знижує ефективність утилізації. Недоліком є ​​використання для нагрівання тільки одного середовища - повітря.

Завданням винаходу є підвищення ефективності утилізації тепла димових газів за рахунок використання прихованого тепла конденсації водяної пари та підвищеної температури самих димових газів.

У запропонованому способі глибокої утилізації тепла димових газів, також як у прототипі, димові гази попередньо охолоджують у газо-газовому поверхневому пластинчастому теплообміннику, нагріваючи осушені димові гази, конденсують водяні пари, що містяться в димових газах в конденсаторі, нагріваючи.

Згідно винаходу між теплообмінником і конденсатором димові гази доохолоджують до температури, близької до точки роси водяної пари, нагріваючи воду.

Газові котли мають високу температуру димових газів (130°С для великих енергетичних котлів, 150°С-170°С для малих котлів). Для охолодження димових газів перед конденсацією використовують два пристрої: рекуперативний газогазовий теплообмінник і утилізаційний водопідігрівач.

Вихідні димові гази попередньо охолоджують у газо-газовому поверхневому пластинчастому теплообміннику, нагріваючи осушені димові гази на 30-40°С вище, ніж температура насичення водяної пари, що містяться в них, для створення запасу за температурою при можливому охолодженні димових газів у трубі. Це дозволяє зменшити площу теплообміну рекуперативного теплообмінника в порівнянні з прототипом і корисно використовувати тепло димових газів, що залишилося.

Істотною відмінністю є використання контактного газоводяного водопідігрівача для остаточного охолодження вологих димових газів до температури близької до точки роси водяної пари. На вході у водопідігрівач димові гази мають досить високу температуру (130°С-90°С), що дозволяє нагрівати воду до 50°С-65°З частковим її випаром. На виході з контактного газоводяного водопідігрівача димові гази мають температуру близьку до точки роси водяної пари, що містяться в них, що підвищує ефективність використання поверхні теплообміну в конденсаторі, виключає утворення сухих зон конденсатора і підвищує коефіцієнт теплопередачі.

Спосіб утилізації тепла димових газів зображено на фіг.1.

У таблиці 1 наведено результати перевірочного розрахунку варіанта установки котла на природному газі потужністю 11 МВт.

Спосіб глибокої утилізації тепла димових газів здійснюють наступним чином. Вихідні димові гази попередньо охолоджують 1 в газо-газовому поверхневому пластинчастому теплообміннику 2, нагріваючи осушені димові гази. Далі димові гази 3 остаточно охолоджують в контактному газоводяному водопідігрівачі 4 до температури, близької до точки роси водяної пари, розбризкуючи воду, як доцільно використовувати отриманий в конденсаторі конденсат. При цьому частина води випаровується, підвищуючи вміст димових газів, а решта нагрівається до цієї ж температури. Водяні пари, що містяться в димових газах 5, конденсують в газоповітряному поверхневому пластинчастому теплообміннику - конденсаторі 6 з краплеуловителем 7, нагріваючи повітря. Конденсат 8 подається для підігріву контактний газоводяний водопідігрівач 4. Теплота конденсації використовується для підігріву холодного повітря, який подають вентиляторами 9 з довкілляпо повітроводу 10. Нагріте повітря 11 направляють у виробниче приміщення котельного цеху для вентиляції і опалення. З цього приміщення повітря подають у казан для забезпечення процесу горіння. Осушені димові гази 12 димососом 13 подають газо-газовий поверхневий пластинчастий теплообмінник 2 для підігріву і направляють в димову трубу 14.

Для виключення конденсації залишкових водяних парів, що несуть потоком з конденсатора, перед димососом 13 підмішують частину підігрітих осушених димових газів 15 (10%), величина якої спочатку налаштовується заслінкою 16.

Регулювання температури повітря, що нагрівається 11 здійснюють зміною витрати осушуваних димових газів 1 або зміною витрати повітря, за допомогою регулювання числа оборотів димососа 13 або вентиляторів 9 в залежності від температури зовнішнього повітря.

Теплообмінник 2 і конденсатор 6 являють собою поверхневі пластинчасті теплообмінники, виконані з уніфікованих модульних пакетів, які скомпоновані таким чином, щоб рух теплоносіїв здійснювався протитечією. Залежно від обсягу осушуваних димових газів, підігрівач і конденсатор формуються з кількості пакетів, що розраховується. Водопідігрівач 4 являє собою контактний газоводяний теплообмінник, що забезпечує додаткове охолодження димових газів та нагрівання води. Нагріта вода 17 після додаткової обробки використовується для поповнення втрат у тепломережі або паротурбінному циклі. Блок 9 формується з декількох вентиляторів для зміни витрати повітря, що підігрівається.

У таблиці 1 наведено результати перевірочного розрахунку варіанта виконання установки котла на природному газі потужністю 11 МВт. Розрахунки проводилися температури зовнішнього повітря -20°С. Розрахунок показує, що використання контактного газоводяного водопідігрівача 4 призводить до зникнення сухої зони в конденсаторі 6 інтенсифікує теплообмін і збільшує потужність установки. Відсоток утилізованого тепла збільшується з 14,52 до 15,4%, при цьому температура точки роси водяної пари в осушених димових газах знижується до 17°С. Приблизно 2% теплової потужності не утилізується, а використовується для рекуперації - нагрівання осушених димових газів до 70°С.

Спосіб глибокої утилізації тепла димових газів, по якому димові гази попередньо охолоджують в газо-газовому поверхневому пластинчастому теплообміннику, нагріваючи осушені димові гази, доохолоджують у водопідігрівачі до температури, близької до точки роси водяних парів, нагріваючи воду, конденсують у конденсаторі, нагріваючи повітря, яке відрізняється тим, що між теплообмінником і конденсатором встановлений поверхневий трубчастий газоводяний водопідігрівач для охолодження вологих димових газів і нагрівання води, при цьому основна утилізація тепла відбувається в конденсаторі при нагріванні повітря, а додаткова - у водопідігрівачі.

Схожі патенти:

Винахід відноситься до нафтохімічного машинобудування і може бути використане для крекінгу мазуту, а також для нагрівання технологічних середовищ (наприклад, нафти, нафтової емульсії, газу, їх сумішей) та інших технологічних процесів, що вимагають інтенсивного підведення тепла.

Винахід відноситься до галузі теплоенергетики і може бути використане в системах підігріву та кондиціювання повітря. Винахід полягає в тому, що з'єднання теплообмінних оребрених трубок в ряду і рядів між собою виконано послідовно по одній трубці в ходу в одну гілка, причому суміжні теплообмінні трубки в ряду з'єднані між собою послідовно міжтрубними переходами у формі крутогнутих відводів і забезпечені легкознімними ремонтно-захисними , кількість послідовно підключених трубок у ряді та загальна кількість ходів у всіх рядах вибрано залежно від фактичних параметрів існуючої теплової мережі та визначено гідравлічною характеристикою водяного калорифера.

Електричний радіатор, що використовує обчислювальні процесори як джерело тепла. Цей радіатор для побутових і виробничих приміщень, що використовує обчислювальні процесори як джерела тепла, містить корпус, що нагрівається, який здійснює теплопередачу між джерелом тепла і навколишнім повітрям, кількість Q процесорів, розподілених на кількості Р друкованих плат, що утворюють джерело тепла радіатора та потужний засіб, що виконує обчислення за допомогою зовнішніх інформаційних систем, інтерфейс людина-машина, що дозволяє контролювати обчислювальну та теплову потужність, що видається радіатором, стабілізоване джерело живлення для різних електронних компонентів, інтерфейс, що дозволяє з'єднувати радіатор із зовнішніми мережами.

Винахід призначений для здійснення реакцій парового риформінгу і може бути використаний у хімічній промисловості. Теплообмінний реактор містить безліч байонетних труб (4), підвішених до верхнього склепіння (2), що сягають рівня нижнього дна (3) і укладених в кожух (1), що містить впускний (Е) і випускний (S) патрубки для димових газів.

Винахід пропонує систему та спосіб парогазової конверсії. Спосіб парогазової когенерації на основі газифікації та метанування біомаси включає: 1) газифікацію біомаси шляхом змішування кисню і водяної пари, отриманих з повітророзподільної установки, з біомасою, транспортування утворюється в результаті суміші через сопло в газифікатор, газифікацію біомаси0°0 при температур тиск 1-3 МПа з отриманням неочищеного газифікованого газу та транспортування перегрітої пари, що має тиск 5-6 МПа, отриманого в результаті доцільної утилізації тепла, до парової турбіни; 2) конверсію та очищення: відповідно до вимог реакції метанування коригування відношення водень/вуглець неочищеного газифікованого газу, утвореного на стадії 1), до 3:1 з використанням реакції конверсії та вилучення при низькій температурі неочищеного газифікованого газу з використанням метанолу для десульфуризації та декарбонізації , внаслідок чого отримують очищений сингаз; 3) проведення метанування: введення очищеного сінгазу стадії 2) в секцію метанування, що складається з секції первинного метанування та секції вторинного метанування, причому секція первинного метанування містить перший реактор первинного метанування та другий реактор первинного метанування, з'єднані послідовно; надання можливості частини технологічного газу з другого реактора первинного метанування повернутися до входу першого реактора первинного метанування для зменшення змішування і температура шару каталізатора регулюється газом; введення сингазу після первинного метанування в секцію вторинного метанування, що містить перший реактор вторинного метанування і другий реактор вторинного метанування, з'єднані послідовно, де невелика кількість непрореагував СО і велика кількість CO2 перетворюється на CH4, і транспортування перегрітої пари проміжного тиску, утвореного в секції парової турбіни; і 4) концентрування метану: концентрування метану синтетичного природного газу, що містить слідові кількості азоту та водяної пари, отриманого на стадії 3), за допомогою адсорбції при змінному тиску, так що молярна концентрація метану досягає 96% і теплотворна здатністьсинтетичного газу досягає 8256 ккал/Nм3.

Винахід відноситься до теплоенергетики Спосіб глибокої утилізації тепла димових газів включає попереднє охолодження димових газів у газо-газовому поверхневому пластинчастому теплообміннику, нагріваючи протитечією осушені димові гази, для створення температурного запасу, що запобігає конденсації залишкових водяних парів у димарі. Подальше охолодження димових газів до температури, близької до точки роси водяної пари, здійснюється в контактному газоводяному водопідігрівачі, який нагріває воду. Охолоджені вологі димові гази подають у газоповітряний поверхневий пластинчастий теплообмінник - конденсатор, де конденсуються водяні пари, що містяться в димових газах, нагріваючи повітря. Осушені димові гази подають додатковим димососом газо-газовий поверхневий пластинчастий теплообмінник, де нагрівають для запобігання можливої ​​конденсації водяної пари в газоходах і димарі і направляються в димову трубу. Технічний результат: підвищення ефективності утилізації тепла димових газів за рахунок використання прихованого тепла конденсації водяної пари та підвищеної температури самих димових газів. 1 іл., 1 табл.

В даний час температуру димових газів, що йдуть, за котлом приймають не нижче 120-130°С з двох причин: для виключення конденсації водяної пари на боровах, газоходах і димових трубах і для збільшення природної тяги, що знижує напір димососа. При цьому теплоту газів і приховану теплоту пароутворення водяної пари можна корисно використовувати. Використання теплоти димових газів і прихованої теплоти пароутворення водяної пари називається методом глибокої утилізації теплоти димових газів. В даний час існують різні технологіїреалізації даного методу, апробовані в Російської Федераціїі які знайшли масове застосування там. Метод глибокої утилізації теплоти димових газів дозволяє збільшити ККД паливної установки на 2-3%, що відповідає зниженню витрати палива на 4-5 кг у. на 1 Гкал виробленого тепла. При впровадженні даного методу, існують технічні складності та обмеження пов'язані в основному зі складністю розрахунку процесу тепломассобмена при глибокій утилізації тепла димових газів, що йдуть, і необхідністю автоматизації процесу, проте ці складності вирішуються при сучасному рівні технологій.

Для повсюдного впровадження даного методу необхідна розробка методичних вказівок щодо розрахунку та встановлення систем глибокої утилізації тепла димових газів та прийняття правових актів, що забороняють введення в експлуатацію паливовикористовувальних установок на природному газі без застосування глибокої утилізації тепла димових газів.

1. Формулювання проблеми за розглянутим методом (технологією) підвищення енергоефективності; прогноз перевитрати енергоресурсів або опис інших можливих наслідків у масштабах країни при збереженні існуючого положення

В даний час температуру димових газів, що йдуть, за котлом приймають не нижче 120-130°С з двох причин: для виключення конденсації водяної пари на боровах, газоходах і димових трубах і для збільшення природної тяги, що знижує напір димососа. При цьому температура димових газів безпосередньо впливає на значення q2 - втрати тепла з газами, що йдуть, однією з основних складових теплового балансу котла. Наприклад зниження температури димових газів на 40°С при роботі котла на природному газі і коефіцієнті надлишку повітря 1,2 підвищує ККД котла брутто на 1,9%. При цьому не враховується прихована теплота пароутворення продуктів згоряння. На сьогоднішній день переважна більшість водогрійних і парових котельних агрегатів у нашій країні, що спалюють природний газ, не оснащені установками, що використовують приховану теплоту пароутворення водяної пари. Це тепло втрачається разом із газами, що йдуть.

2. Наявність методів, методів, технологій тощо. для вирішення зазначеної проблеми

В даний час застосовуються методи глибокої утилізації тепла газів, що йдуть (ВЕР) шляхом використання рекуперативних, змішувальних, комбінованих апаратів, що працюють при різних прийомах використання теплоти, що міститься в газах, що йдуть. При цьому дані технології використовуються на більшості котлів, що вводяться в експлуатацію за кордоном, що спалюють природний газ і біомасу.

3. Короткий описзапропонованого методу, його новизна та поінформованість про нього, наявність програм розвитку; результат при масовому впровадженні у масштабах країни

Найбільш часто використовуваний метод глибокої утилізації тепла димових газів полягає в тому, що продукти згоряння природного газу після котла (або водяного економайзера) з температурою 130-150°С поділяються на два потоки. Приблизно 70-80% газів направляються головним газоходом і надходять у конденсаційний теплоутилізатор поверхневого типу, решта газів направляється в байпасний газохід. У теплоутилізаторі продукти згоряння охолоджуються до 40-50°С, при цьому відбувається конденсація частини водяної пари, що дозволяє корисно використовувати як фізичну теплоту димових газів, так і приховану теплоту конденсації частини водяної пари, що містяться в них. Охолоджені продукти згоряння після краплеотделителя змішуються з неохолодженими продуктами згорання, що проходять по байпасному газоходу і при температурі 65-70°С відводяться димососом через димову трубу в атмосферу. Як нагрівається в теплоутилізаторі може використовуватися вихідна вода для потреб хімводопідготовки або повітря, що надходить потім на горіння. Для інтенсифікації теплообміну в теплоутилізаторі можливе подання випару атмосферного деаератора в основний газохід. Необхідно також відзначити можливість використання знесолених водяних пар, що сконденсувалися, в якості вихідної води. Результатом впровадження даного методу є підвищення ККД котла брутто на 2-3%, з урахуванням використання прихованої теплоти пароутворення водяної пари.

4. Прогноз ефективності методу в перспективі з урахуванням:
- зростання цін на енергоресурси;
- зростання добробуту населення;
- запровадженням нових екологічних вимог;
- Інших факторів.

Даний метод підвищує ефективність спалювання природного газу і знижує викиди оксидів азоту в атмосферу за рахунок їх розчинення в водяних парах, що конденсуються.

5. Перелік груп абонентів та об'єктів, де можливе застосування даної технології з максимальною ефективністю; необхідність проведення додаткових досліджень для розширення переліку

Даний метод, можливо, використовувати в парових і водогрійних котельнях, що використовують як паливо природний і зріджений газ, біопаливо. Для розширення переліку об'єктів, на яких можливе використання даного методу, необхідно провести дослідження процесів тепломасообміну продуктів згоряння мазуту, легкого дизпалива та різних марок вугілля.

6. Позначити причини, через які запропоновані енергоефективні технології не застосовуються в масовому масштабі; намітити план дій для зняття існуючих бар'єрів

Масове застосування даного методу в Російській Федерації не проводиться як правило з трьох причин:

• Недостатня поінформованість про метод;
• Наявність технічних обмежень та складнощів при впровадженні методу;
• Відсутність фінансування.

7. Наявність технічних та інших обмежень застосування методу різних об'єктах; за відсутності відомостей щодо можливих обмежень необхідно їх визначити проведенням випробувань

До технічних обмежень та складнощів при впровадженні методу можна віднести:

• Складність розрахунку процесу утилізації вологих газів, оскільки процес теплообміну супроводжується процесами масобміну;
• Необхідність підтримки заданих значень температури і вологості димових газів, що йдуть, щоб уникнути конденсації парів у газоходах і димової трубі;
• Необхідність уникати обмерзання поверхонь теплообміну під час нагрівання холодних газів;
• При цьому необхідно проведення випробувань газоходів і димових труб оброблених сучасними антикорозійними покриттями на предмет можливості зниження обмежень за температурою і вологістю димових газів, що йдуть після теплоутилізаційної установки.

8. Необхідність проведення НДДКР та додаткових випробувань; теми та цілі робіт

Необхідність проведення НДДКР та додаткових випробувань наведена у пунктах 5 та 7.

9. Існуючі заходи заохочення, примусу, стимулювання для впровадження запропонованого методу та необхідність їх удосконалення

Існуючі заходи заохочення та примусу застосування цього методу відсутні. Стимулювати використання цього методу може зацікавленість у зниженні споживання палива та викидів оксидів азоту в атмосферу.

10. Необхідність розробки нових або зміни існуючих законів та нормативно-правових актів

Необхідна розробка методичних вказівок щодо розрахунку та встановлення систем глибокої утилізації тепла димових газів. Можливо, необхідне прийняття правових актів, що забороняють введення в експлуатацію паливних установок на природному газі без застосування глибокої утилізації тепла димових газів.

11. Наявність постанов, правил, інструкцій, нормативів, вимог, заборонних заходів та інших документів, що регламентують застосування цього методу та обов'язкових для виконання; необхідність внесення змін до них або необхідність зміни самих принципів формування цих документів; наявність раніше існуючих нормативних документів, регламентів та потреба в їх відновленні

Питання застосування даного методу у існуючій нормативно-правової базивідсутні.

12. Наявність впроваджених пілотних проектів, аналіз їх реальної ефективності, виявлені недоліки та пропозиції щодо вдосконалення технології з урахуванням накопиченого досвіду

Дані про масштабне впровадження в Російській Федерації цього методу відсутні, є досвід впровадження на ТЕЦ РАТ ЄЕС і як було зазначено вище, накопичено великий досвідз глибокої утилізації димових газів за кордоном. Всеросійським теплотехнічним інститутом виконані конструкторські опрацювання установок глибокої утилізації тепла продуктів згоряння для водогрійних котлів ПТВМ (КВГМ). Недоліки цього методу та пропозиції щодо вдосконалення наведені у пункті 7.

13. Можливість впливу на інші процеси при масовому впровадженні даної технології (зміна екологічної обстановки, можливий вплив на здоров'я людей, підвищення надійності енергопостачання, зміна добових або сезонних графіків завантаження енергетичного обладнання, зміна економічних показників вироблення та передачі енергії тощо)

Масове впровадження цього методу дозволить знизити витрату палива на 4-5 кг у. на одну Гкал виробленого тепла та вплине на екологічну обстановку шляхом зниження викидів оксидів азоту.

14. Наявність та достатність виробничих потужностей у Росії та інших країнах для масового впровадження методу

Профільні виробничі потужності в Російській Федерації в змозі забезпечити використання цього методу, але не в моноблочному виконанні, при використанні зарубіжних технологій можливе моноблочне виконання.

15. Необхідність спеціальної підготовки кваліфікованих кадрів для експлуатації впроваджуваної технології та розвитку виробництва

Для застосування цього методу необхідна існуюча профільна підготовка фахівців. Можлива організація спеціалізованих семінарів з питань застосування цього методу.

16. Передбачувані методи застосування:
1) комерційне фінансування (при окупності витрат);
2) конкурс на здійснення інвестиційних проектів, розроблених внаслідок виконання робіт з енергетичного планування розвитку регіону, міста, поселення;
3) бюджетне фінансування для ефективних енергозберігаючих проектів з більшими термінами окупності;
4) запровадження заборон та обов'язкових вимог щодо застосування, нагляд за їх дотриманням;
5) інші пропозиції.

Передбачуваними методами застосування є:

• бюджетне фінансування;
• залучення інвестицій (термін окупності 5-7 років);
• запровадження вимог до введення в експлуатацію нових паливних установок.

Для того щоб додати опис енергозберігаючої технологіїв Каталог, заповніть опитувальник і надішліть його на з позначкою «в Каталог».

Методи утилізації тепла.Димові гази, що залишають робочий простірпечей, мають дуже високу температуру і тому забирають із собою значну кількість тепла. У мартенівських печах, наприклад, з робочого простору з димовими газами виноситься близько 80% всього тепла, поданого в робочий простір, в нагрівальних печах близько 60%. З робочого простору печей димові гази несуть із собою тим більше тепла, що вища їх температура і що нижчий коефіцієнт використання тепла печі. У зв'язку з цим доцільно забезпечувати утилізацію тепла димових газів, що відходять, яка може бути виконана принципово двома методами: з поверненням частини тепла, відібраного у димових газів, назад у піч і без повернення цього тепла в піч. Для здійснення першого методу необхідно тепло, відібране у диму, передати тим, хто йде в піч газу і повітрі (або тільки повітрі). Для досягнення цієї мети широко використовують теплообмінники рекуперативного і регенеративного типів, застосування яких дозволяє підвищити к. п. д. температуру горіння та заощадити паливо. При другому методі утилізації тепло димових газів, що відходять, використовується в теплосилових котельних і турбінних установках, чим досягається істотна економія палива.

В окремих випадках обидва описані методи утилізації тепла димових газів, що відходять, використовуються одночасно Це робиться тоді, коли температура димових газів поеле теплообмінників регенеративного або рекуперативного типу залишається досить високою і доцільна подальша утилізація тепла в теплосилових установках. Так, наприклад, у мартенських печах температура димових газів після регенераторів вставляє 750-800 °С, тому їх повторно використовують у котлах-утилізаторах.

Розглянемо докладніше питання утилізації тепла димових газів, що відходять, з поверненням частини їх тепла в піч.

Слід передусім зазначити, що одиниця тепла, відібрана у диму і вносима в піч повітрям або газом (одиниця фізичного тепла), виявляється значно ціннішою за одиниці тепла, отриманої в печі в результаті згоряння палива (одиниці хімічного тепла), так як тепло підігрітого повітря ( газу) не спричиняє втрат тепла з димовими газами. Цінність одиниці фізичного тепла тим більша, чим нижчий коефіцієнт використання палива і чим вища температура відпрацьованих газів.

Для нормальної роботи печі слід щогодини в робочий простір подавати необхідна кількістьтепла. У це кількість тепла входить не тільки тепло палива Q х, але і тепло підігрітого повітря або газу Q Ф, тобто Q Σ = Q х + Q ф

Зрозуміло, що за Q Σ = сопstзбільшення Q ф дозволить Зменшити Q х. Іншими словами, утилізація тепла димових газів, що відходять, дозволяє досягти економії палива, яка залежить від ступеня утилізації тепла димових газів.

R = Н в / Н д

де Н в і Н д - відповідно ентальпія підігрітого повітря і димових газів, що відходять з робочого простору, кВт або

кДж/період.

Ступінь утилізації тепла може бути названа КРД рекуператора (регенератора), %

ккд р = (Н в / Н д) 100%.

Знаючи величину ступеня утилізації тепла, можна визначити економію палива за таким виразом:

де Н "д і Н д - відповідно ентальпія димових газів при температурі горіння і піч, що залишають.

Зниження витрати палива в результаті використання тепла відпрацьованих газів зазвичай дає значний економічний ефект і є одним зі шляхів зниження витрат на нагрівання металу в промислових печах.

Крім економії палива, застосування підігріву повітря (газу) супроводжується збільшенням калориметричної температури горіння Т до,що може бути основною метою рекуперації при опаленні печей паливом з низькою теплотою згоряння.

Підвищення Q Ф при призводить до підвищення температури горіння. Якщо необхідно забезпечити певну величину Т до,то підвищення температури підігріву повітря (газу), що призводить до зменшення величини , тобто до зниження частки паливної суміші газу з високою теплотою згоряння.

Оскільки утилізація тепла дозволяє значно економити паливо, доцільно прагнути максимально можливого, економічно виправданого ступеня утилізації. Однак необхідно відразу помітити, що утилізація не може бути повною, тобто завжди R< 1. Это объясняется тем, что увеличение поверхности нагрева рационально только до определенных пределов, после которых оно уже приводит кочень незначительному выигрышу в экономии тепла.

Характеристика теплообмінних пристроївЯк уже зазначалося, утилізацію тепла димових газів, що відходять, з поверненням їх у піч можна здійснити в теплообмінних пристроях регенеративного і рекуперативного типів. Регенеративні теплообмінники працюють при нестаціонарному тепловому стані, рекуперативні – при стаціонарному.

Теплообмінники регенеративного типу мають такі основні недоліки:

1) не можуть забезпечити постійну температуру підігріву повітря або газу, що падає в міру остигання цегли насадки, що обмежує можливість застосування автоматичного регулювання печі;

2) припинення живлення печі теплом при перекиданні клапанів;

3) при підігріві палива має місце винос газу через димову трубу, величина якого досягає 5-6 % повної витрати;

4) дуже великі обсяг та маса регенераторів;

5) незручно розташовані - мають керамічні регенератори завжди під печами. Виняток становлять лише каупери, які розміщуються біля доменних печей.

Однак, незважаючи на дуже серйозні недоліки, регенеративні теплообмінники іноді ще застосовують на високотемпературних печах (мартенівських та доменних печах, нагрівальних колодязях). Це пояснюється тим, що регенератори можуть працювати за дуже високій температурідимових газів (1500-1600 ° С). За такої температури рекуператори працювати стійко поки що не можуть.

Рекуперативний принцип утилізації тепла димових газів, що відходять, більш прогресивний і досконалий. Рекуператори забезпечують постійну температуру підігріву повітря або газу і не вимагають жодних перекидних пристроїв - це забезпечує більш рівний хід печі та більшу можливість для автоматизації та контролю її теплової роботи. У рекуператорах відсутня винос газу димар, вони меншого обсягу і маси. Однак рекуператорам властиві деякі недоліки, основними з яких є низька вогнестійкість (металевих рекуператорів) і низька газощільність (керамічних рекуператорів).

Загальна характеристика теплообміну у рекуператорах.Розглянемо загальну характеристикутеплообміну у рекуператорі. Рекуператор є теплообмінним апаратом, що працює в умовах стаціонарного. теплового стану, коли тепло постійно передається від остигаючих димових газів до повітря, що нагрівається (газу) через розділову стінку.

Повну кількість тепла, переданого в рекуператорі, визначають за рівнянням

Q = КΔ t ср F ,

де До- сумарний коефіцієнт теплопередачі від диму до повітря (газу), що характеризує загальний рівень теплопередачі в рекуператорі, Вт/(м2-К);

Δ t ср- середня (по всій поверхні нагріву) різниця температур між димовими газами та повітрям (газом), К;

F -поверхню нагріву, через яку відбувається передача тепла від димових газів до повітря (газу), м 2 .

Теплопередача в рекуператорах включає три основні ступені передачі тепла: а) від димових газів до стінок рекуперативних елементів; б) через розділювальну стінку; в) від стінки до повітря, що нагрівається, або газу.

На димарі рекуператора тепло від димових газів до стінки передається не тільки конвекцією, але і випромінюванням. Отже, локальний коефіцієнт тепловіддачі на димарі дорівнює

де - коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до стінки

конвекцією, Вт/(м 2 ·°С);

Коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до стінки

шляхом випромінювання, Вт/(м 2 ·°С).

Передача тепла через роздільну стінку залежить від теплового опору стінки та стану її поверхні.

На повітряному боці рекуператора при нагріванні повітря тепло від стінки до повітря передається лише конвекцією, при нагріванні газу - конвекцією та випромінюванням. Таким чином, при нагріванні повітря тепловіддача визначається локальним коефіцієнтом тепловіддачі конвекцією; якщо нагрівається газ, то коефіцієнт тепловіддачі

Усі зазначені локальні коефіцієнти тепловіддачі поєднані у сумарному коефіцієнті теплопередачі

, Вт / (м 2 · ° С).

У трубчастих рекуператорах сумарний коефіцієнт теплопередачі слід визначити для циліндричної стінки (лінійний коефіцієнт теплопередачі)

, Вт/(м·°С)

Коефіцієнт Доназивається коефіцієнтом теплопередачі труби. Якщо необхідно віднести кількість тепла до площі внутрішньої чи зовнішньої поверхні труби, то сумарні коефіцієнти теплопередачі можна визначити так:

,

де a 1 - коефіцієнт тепловіддачі на внутрішній стороні

труби, Вт/(м 2 ·°С);

a 2 - те саме, на зовнішній стороні труби, Вт/(м 2 ·°С);

r 1 та r 2 - відповідно радіуси внутрішньої та зовнішньої

поверхонь труби, м. У металевих рекуператорах можна знехтувати величиною теплового опору стінки , і тоді сумарний коефіцієнт теплопередачі можна записати у такому вигляді:

Вт/(м 2 ·°С)

Усі локальні коефіцієнти тепловіддачі, необхідні визначення величини До,можна отримати на підставі законів тепловіддачі конвекцією та випромінюванням.

Оскільки між повітряною та димовою сторонами рекуператора завжди є перепад тисків, наявність нещільностей у рекуперативній насадці призводить до витоку повітря, що досягає іноді 40-50%. Прососи різко знижують ефективність рекуперативних установок; чим більше просмоктаного повітря, тим менша частка тепла, корисно використаного в керамічному рекуператорі (див. нижче):

Витік, % 0 25 60

Кінцева температура димових газів,

°С 660 615 570

Температура підігріву повітря, °С 895 820 770

ККД рекуператора (без урахування по-

тер), % 100 84 73,5

Витік повітря впливає на величину локальних коефіцієнтів тепловіддачі, причому повітря, що потрапило в димові гази, не тільки

Мал. 4. Схеми руху газових середовищ у теплообмінниках рекуперативного типу

знижує їх температуру, але й зменшує відсотковий вміст С02 і Н20, внаслідок чого погіршується випромінювальна здатність газів.

Як при абсолютно газощільному рекуператорі, так і при витоку локальні коефіцієнти тепловіддачі змінюються поверхнею нагріву, тому при розрахунку рекуператорів визначають окремо величини локальних коефіцієнтів тепловіддачі для верху і низу і потім вже за усередненим значенням знаходять сумарний коефіцієнт теплопередачі.

ЛІТЕРАТУРА

1. Б.А.Арутюнов, В.І. Міткалінний, С.Б. Старк. Металургійна теплотехніка, т.1, М, Металургія, 1974, с.672
2. В.А.Кривандин та ін. Металургійна теплотехніка, М, Металургія, 1986, с.591
3. В.А.Крівандін, Б.Л. Марків. Металургійні печі, М, Металургія, 1977, с.463
4. В.А.Кривандін, А.В.Єгоров. Теплова роботата конструкції печей чорної металургії, М, Металургія, 1989, с.463

Власники патенту RU 2436011:

Винахід відноситься до теплоенергетики і може знайти застосування на будь-якому підприємстві, що експлуатує казани на вуглеводневому паливі. Завданням винаходу є підвищення ефективності використання низькопотенційного тепла конденсації водяної пари, що містяться в димових газах. Пристрій утилізації тепла відпрацьованих газів містить газо-газовий поверхневий пластинчастий теплообмінник, в якому охолоджуються вихідні димові гази, нагріваючи протитечією осушені димові гази. Охолоджені вологі димові гази подаються в газоповітряний поверхневий пластинчастий теплообмінник-конденсатор, де конденсуються водяні пари, що містяться в димових газах, нагріваючи повітря. Нагріте повітря використовується для опалення приміщень та покриття потреби процесу горіння газу у котлі. Конденсат після додаткової обробки використовується для поповнення втрат у тепломережі чи паротурбінному циклі. Осушені димові гази подаються додатковим димососом описаний вище підігрівач, де нагріваються для запобігання можливої ​​конденсації водяної пари в газоходах і димарі і направляються в димову трубу. 2 н.п. ф-ли, 1 іл.

Винахід відноситься до теплоенергетики і може знайти застосування на будь-якому підприємстві, що експлуатує казани на вуглеводневому паливі.

Відома котельна установка, що містить контактний водонагрівач, підключений на вході до відвідного газоходу котла, а на виході через газовідвідний канал, з димососом до димової труби, і повітропідігрівач з гріючим і повітряним трактами (Авторське свідоцтво СРСР №1086211. 1984).

Установка працює в такий спосіб. Основна частина газів з котла надходить у газохід, що відводить, а решта газів - в гріючий тракт. З газопроводу, що відводить, гази направляються в контактний водонагрівач, де відбувається конденсація водяної пари, що містяться в димових газах. Потім гази проходять через краплеуловлювач і надходять у газовідвідний канал. Зовнішнє повітрянадходить у повітропідігрівач, де нагрівається газами, що йдуть гріючим трактом, і направляється в газовідвідний канал, де змішується з охолодженими газами і зменшує вміст вологи вміст останніх.

Недоліки. Неприйнятна якість підігрітої води для використання в системі опалення. Використання підігрітого повітря тільки для подачі в димову трубу з метою запобігання конденсації водяної пари. Низький ступінь утилізації тепла газів, тому що ставилося основне завдання - осушення димових газів і зниження температури точки роси.

Відомі серійно випускаються Костромським калориферним заводом калорифери типу КСк (Кудінов А.А. Енергозбереження в теплогенеруючих установках. - Ульяновськ: УлГТУ, 2000. - 139, стор.33), що складаються з газоводяного поверхневого теплоутилізатора, поверхня теплообіб сітчастого фільтра, розподільного клапана, краплеуловлювача та гідропневматичного обдувного пристрою.

Калорифери типу КСк працюють в такий спосіб. Димові гази потрапляють на розподільний клапан, який ділить їх на два потоки, основний потік газу направляється через сітчастий фільтр теплоутилізатор, другий - по обвідній лінії газоходу. У теплоутилізаторі водяні пари, які у димових газах, конденсуються на оребренных трубках, нагріваючи поточну у яких воду. Конденсат, що утворюється, збирається в піддоні і подається насосами в схему підживлення тепломережі. Нагріта у теплоутилізаторі вода подається споживачеві. На виході з теплоутилізатора осушені димові гази змішуються з вихідними газами з обвідної лінії газоходу і направляються через димосос в димову трубу.

Недоліки. Для роботи теплоутилізатора в режимі конденсації всієї конвективної частини потрібно, щоб температура нагрівання води в конвективному пакеті не перевищувала 50°С. Для використання такої води в системах опалення потрібно додатково догрівати.

Для запобігання конденсації залишкових водяних парів димових газів у газоходах і димарі частина вихідних газів через обвідний канал підмішуються до осушених димових газів, підвищуючи їх температуру. При такому підміші збільшується і вміст водяної пари в димових газах, що йдуть, знижуючи ефективність утилізації тепла.

Відома установка для утилізації тепла димових газів (патент РФ №2193727, F22B 1/18, F24H 1/10 від 20.04.2001), що містить встановлені в газоході зрошувач з роздавальними соплами, утилізаційний теплообмінник і теплообмінник до вологозбірника. Зрошувач розташований перед вказаними теплообмінниками, встановленими один навпроти іншого на однаковій відстані від зрошувача, сопла якого направлені в протилежну до теплообмінників сторону. Установка додатково забезпечена встановленим у газоході і розташованим над зрошувачем теплообмінником догріву зрошуючої води, тракт якого на вході підключений до теплообмінника проміжного теплоносія, а на виході - до зрошувача. Усі теплообмінники є поверхневими, трубчастими. Трубки можуть бути оребреними, збільшення поверхні нагрівання.

Відомий спосіб роботи цієї установки (патент РФ №2193728, F22B 1/18, F24H 1/10 від 20.04.2001), яким димові гази, що проходять по газоходу, охолоджують нижче точки роси і видаляють з установки. В установці нагрівають воду в теплообміннику утилізаційному і відводять споживачеві. Зовнішню поверхню утилізаційного теплообмінника зрошують проміжним теплоносієм - водою з зрошувача з соплами, що роздають, спрямованими назустріч потоку газів. При цьому проміжний теплоносій попередньо підігрівають теплообміннику, встановленому в газоході навпроти утилізаційного теплообмінника і на такій же відстані від зрошувача, що і утилізаційний теплообмінник. Потім проміжний теплоносій подають у встановлений в газоході і розташований над зрошувачем теплообмінник догріву води, що зрошує, догрівають до необхідної температури і направляють в зрошувач.

В установці протікають два незалежних дуг від одного потоку води: чистої, що підігрівається через теплопередавальну поверхню, і зрошує, що нагрівається в результаті безпосереднього контакту з газами. Чистий потік води протікає всередині трубок і відокремлений стінками від забрудненого потоку води, що зрошує. Пучок трубок виконує функцію насадки, призначеної для створення розвиненої поверхні контакту зрошуючої води та газів, що відходять. Зовнішня поверхня насадки омивається газами та водою, що зрошує, що інтенсифікує теплообмін в апараті. Теплота газів, що йдуть, передається воді, що протікає всередині трубок активної насадки, двома шляхами: 1) за рахунок безпосередньої передачі теплоти газів і зрошуючої води; 2) за рахунок конденсації на поверхні насадки частини водяної пари, що містяться в газах.

Недоліки. Кінцева температура води, що нагрівається на виході з насадки, обмежена температурою мокрого термометра газів. При спалюванні природного газу з коефіцієнтом надлишку повітря 1,0-1,5 температура мокрого термометра газів становить 55-65°С. Така температура не є достатньою для використання цієї води в системі опалення.

З апарату димові гази виходять із відносною вологістю 95-100%, що не виключає можливості конденсації водяної пари з газів у газовідвідному тракті після неї.

Найбільш близьким до винаходу за використанням, технічної сутності і досягається технічного результату є теплоутилізатор (патент РФ №2323384, F22B 1/18 від 30.08.2006), що містить контактний теплообмінник, краплеуловлювач, газо-газовий теплообмінник, включений трубопроводи, насоси, датчики температури, клапани-регулятори. По ходу оборотної води контактного теплообмінника послідовно розташовані водо-водяний теплообмінник та водоповітряний теплообмінник з обвідним каналом по ходу повітря.

Спосіб роботи теплоутилізатора. Гази, що йдуть, по газоходу надходять на вхід газо-газового теплообмінника, послідовно проходячи три його секції, потім на вхід контактного теплообмінника, де, проходячи через насадку, що омивається оборотною водою, охолоджуються нижче точки роси, віддаючи явне і приховане тепло оборотній воді. Далі охолоджені та вологі гази звільняються від більшої частини віднесеної потоком рідкої води в краплеуловлювачі, нагріваються і підсушуються щонайменше в одній секції газо-газового теплообмінника, димососом направляються в трубу і викидаються в атмосферу. Одночасно нагріта оборотна вода з піддону контактного теплообмінника насосом подається до водо-водяного теплообмінника, де нагріває холодну воду з трубопроводу. Нагріта в теплообміннику вода надходить на потреби технологічного та побутового гарячого водопостачання або низькотемпературний опалювальний контур.

Далі оборотна вода надходить у водоповітряний теплообмінник, нагріває щонайменше частину дутьового повітря, що надходить з-за меж приміщення по повітроводу, охолоджуючись до мінімально можливої ​​температури, і надходить у контактний теплообмінник через водорозподільник, де відбирає тепло від газів, попутно промиваючи їх від зважених частинок, і поглинає частину оксидів азоту та сірки. Нагріте повітря з теплообмінника дуттьовим вентилятором подається в штатний повітропідігрівач або безпосередньо в топку. Оборотна вода за необхідності фільтрується та обробляється відомими способами.

Недоліками цього прототипу є.

Необхідність системи регулювання внаслідок використання утилізованого тепла з метою гарячого водопостачання через мінливість добового графіка споживання гарячої води.

Нагріта в теплообміннику вода, що надходить на потреби гарячого водопостачання або низькотемпературний опалювальний контур, вимагає її доведення до необхідної температури, так як не може бути нагріта в теплообміннику вище температури води зворотного контуру, яка визначається температурою насичення водяної пари в димових газах. Низький нагрів повітря у водоповітряному теплообміннику не дозволяє використовувати це повітря для опалення приміщень.

Поставлено завдання - спрощення технології утилізації тепла та підвищення ефективності використання низькопотенційного тепла конденсації водяної пари, що міститься в димових газах.

Це завдання вирішено в такий спосіб.

Запропоновано пристрій утилізації тепла димових газів, що містить газо-газовий теплообмінник, конденсатор, інерційний краплеуловлювач газоходи, повітроводи, вентилятори і трубопровід, що відрізняється тим, що газо-газовий поверхневий пластинчастий теплообмінник виконаний за схемою протитечії, в якості конденсатора встановлений поверхневий газоповітря газоході холодних осушених димових газів встановлений додатковий димосос, перед додатковим димососом урізаний газохід підмісу частини підігрітих осушених димових газів.

Запропоновано також спосіб роботи пристрою утилізації тепла димових газів, яким димові гази охолоджують в газо-газовому теплообміннику, нагріваючи осушені димові гази, конденсують водяні пари, що містяться в димових газах в конденсаторі, нагрівають частину дутьового повітря, що відрізняється тим, що в газо- теплообміннику нагрівають осушені димові гази за рахунок охолодження вихідних димових газів за схемою протитечії без регулювання витрати газів, конденсують водяні пари в поверхневому газоповітряному пластинчастому теплообміннику-конденсаторі, нагріваючи повітря і використовують нагріте повітря для опалення та покриття потреби процесу горіння, а конденсат. для заповнення втрат в тепломережі або паротурбінному циклі, в газоході холодних осушених димових газів компенсують аеродинамічний опір газового тракту додатковим димососом, перед яким підмішують частину підігрітих осушених димових газів, виключаючи конденсацію залишкових водяних парів, що відносяться потоком з температури конденсатора. зміни кількості оборотів димососа залежно від зовнішньої температури.

Вихідні димові гази охолоджують у газо-газовому поверхневому пластинчастому теплообміннику, нагріваючи осушені димові гази.

Відмінністю є застосування поверхневого пластинчастого теплообмінника без будь-яких органів регулювання витрати газів, де гріюче середовище (весь обсяг вологих димових газів) і середовище (весь обсяг осушених димових газів), що нагрівається, рухаються протитечією. При цьому відбувається глибше охолодження вологих димових газів до температури, близької до точки роси водяної пари.

Далі конденсують водяні пари, що містяться в димових газах, в газоповітряному поверхневому пластинчастому теплообміннику-конденсаторі, нагріваючи повітря. Нагріте повітря використовують для опалення приміщень та покриття потреби процесу горіння. Конденсат після додаткової обробки використовують для поповнення втрат у тепломережі або паротурбінному циклі.

Відмінністю запропонованого способу є те, що середовищем, що нагрівається, є холодне повітря, що подається вентиляторами з навколишнього середовища. Повітря нагрівається на 30-50°З, наприклад від -15 до 33°С. Використання повітря з негативною температурою як охолодне середовище дозволяє суттєво збільшити температурний напір у конденсаторі при використанні протитечії. Повітря, нагріте до 28-33 ° С, придатне для цілей опалення приміщень і подачі в котел для забезпечення процесу горіння природного газу. Тепловий розрахунок схеми показує, що витрата підігрітого повітря в 6-7 разів перевищує витрату вихідних димових газів, що дозволяє повністю покрити потребу котла, опалювати цех та інші приміщення підприємства, а також подати частину повітря в димар для зниження температури точки роси або сторонньому споживачеві .

Аеродинамічний опір газового тракту в газоході осушених холодних димових газів компенсують додатковим димососом. Для виключення конденсації залишкових водяних парів, що відносяться потоком з конденсатора, перед додатковим димососом підмішують частину підігрітих осушених димових газів (до 10%). Регулювання температури повітря, що нагрівається здійснюють зміною витрати осушуваних димових газів, за допомогою регулювання числа оборотів димососа в залежності від температури зовнішнього повітря.

Осушені димові гази подаються димососом в описаний вище підігрівач, де нагріваються для запобігання можливої ​​конденсації водяної пари в газоходах та димарі і направляються в димову трубу.

Пристрій утилізації тепла димових газів, зображене на кресленні, містить газохід 1, з'єднаний з теплообмінником 2, який через газохід 3 з'єднаний з конденсатором 4. Конденсатор 4 має інерційний краплеуловлювач 5 і з'єднаний з трубопроводом відведення конденсату 6. конденсатором 4. Конденсатор 4 з'єднаний повітроводом 9 зі споживачем тепла. Газохід осушених димових газів через 10 димосос 11 з'єднаний з теплообмінником 2. Газохід сухих підігрітих димових газів 12 з'єднаний з теплообмінником 2 і направлений в димову трубу. Газохід 12 з'єднаний з газоходом 10 додатковим газоходом 13, який містить заслінку 14.

Теплообмінник 2 і конденсатор 4 являють собою поверхневі пластинчасті теплообмінники, виконані з уніфікованих модульних пакетів, які скомпоновані таким чином, щоб рух теплоносіїв здійснювався протитечією. Залежно від обсягу осушуваних димових газів, підігрівач і конденсатор формуються з кількості пакетів, що розраховується. Блок 7 формується з декількох вентиляторів для зміни витрати повітря, що підігрівається. Конденсатор 4 на виході осушених димових газів має інерційний краплевловлювач 5, виконаний у вигляді вертикальних жалюзей, за яким врізаний газохід 10. На газоході 13 встановлена ​​заслінка 14 для початкового налаштування температурного запасу, що запобігає конденсації залишкових водяних парів1 димососі.

Спосіб роботи пристрою утилізації тепла відпрацьованих газів.

Вологі димові гази газоходом 1 надходять в теплообмінник 2, де їх температура знижується до температури, близької до точки роси. Охолоджені димові гази по газоходу 3 потрапляють у конденсатор 4, де конденсуються водяні пари, що містяться в них. Конденсат відводиться трубопроводом 6 і після додаткової обробки використовується для заповнення втрат в тепломережі або паротурбінному циклі. Теплота конденсації використовується для підігріву холодного повітря, яке подається вентиляторами 7 з навколишнього середовища. Нагріте повітря 9 направляється у виробниче приміщення котельні, для його вентиляції та опалення. З цього приміщення повітря подається в казан, для забезпечення процесу горіння. Осушені димові гази 10 проходять через інерційний краплевловлювач 5, димососом 11 подаються в теплообмінник 2, де нагріваються і направляються в димову трубу 12. Нагрів осушених димових газів необхідний для запобігання конденсації залишкових водяних парів у газоходах та димарі. Для запобігання випаданню крапель вологи в димососі 11, що виносять осушеним потоком димових газів з конденсатора, частина нагрітих сухих димових газів (до однієї десятої частини) з газоходу 12 по газоходу 13 подається в газохід 10, де відбувається випаровування вологи, що виноситься.

Регулювання температури нагрітого повітря здійснюють зміною витрати димових газів, що осушуються за допомогою зміни числа оборотів димососа 11 в залежності від температури зовнішнього повітря. При зниженні витрати вологих димових газів зменшується аеродинамічний опір газового тракту пристрою, що компенсується зниженням числа обертів димососа 11. Димосос 11 забезпечує різницю тисків димових газів і повітря в конденсаторі з метою запобігання попаданню димових газів у повітря, що підігрівається.

Перевірочний розрахунок показує, що для котла на природному газі потужністю 6 МВт при витраті вологих димових газів 1 м 3 /с з температурою 130 ° С повітря нагрівається від -15 до 30 ° С, при його витраті 7 м 3 / с. Витрата конденсату 0,13 кг/с, температура осушених димових газів на виході з підігрівача 86°С. Теплова потужність такого пристрою становить 400 кВт. Загальна площа поверхні теплообміну 310 м2. Температура точки роси водяної пари в димових газах знижується з 55 до 10°С. ККД казана збільшується на 1% тільки за рахунок підігріву холодного повітря в кількості 0,9 м 3 /с, необхідного для горіння природного газу. При цьому на підігрів цього повітря припадає 51 кВт потужності пристрою, а решта тепло використовується для повітряного опалення приміщень. Результати розрахунків роботи такого пристрою за різних температур зовнішнього повітря наведені в таблиці 1.

У таблиці 2 наведено результати розрахунку варіантів виконання пристрою на інші витрати димових газів, що осушуються, при температурі зовнішнього повітря -15°С.

1. Пристрій утилізації тепла димових газів, що містить газо-газовий теплообмінник, конденсатор, інерційний краплеуловлювач, газоходи, повітропроводи, вентилятори і трубопровід, що відрізняється тим, що газо-газовий поверхневий пластинчастий теплообмінник виконаний за схемою протитечії, в якості конденсатора встановлений поверхневий пластинчастий теплообмінник, у газоході холодних осушених димових газів встановлений додатковий димосос, перед додатковим димососом врізаний газохід підмісу частини підігрітих осушених димових газів.

2. Спосіб роботи пристрою утилізації тепла димових газів, по якому димові гази охолоджують в газо-газовому теплообміннику, нагріваючи осушені димові гази, конденсують водяні пари, що містяться в димових газах в конденсаторі, нагрівають частину дутьового повітря, що відрізняється тим, що в газо- теплообміннику нагрівають осушені димові гази за рахунок охолодження вихідних димових газів за схемою протитечії без регулювання витрати газів, конденсують водяні пари в поверхневому газоповітряному пластинчастому теплообміннику-конденсаторі, нагріваючи повітря і використовують нагріте повітря для опалення та покриття потреби процесу горіння, а конденсат. для заповнення втрат в тепломережі або паротурбінному циклі, в газоході холодних осушених димових газів компенсують аеродинамічний опір газового тракту додатковим димососом, перед яким підмішують частину підігрітих осушених димових газів, виключаючи конденсацію залишкових водяних парів, що відносяться потоком з температури конденсатора. зміни кількості оборотів димососа залежно від зовнішньої температури.

Схожі патенти:

Винахід відноситься до теплообмінника відпрацьованого газу, зокрема охолоджувача газу, що відпрацював, для рециркуляції відпрацьованих газів на автомобілях згідно обмежувальної частини пункту 1 формули винаходу.

Винахід відноситься до парогенератора, в якому в каналі топкового газу, що протікає топковий газ приблизно в горизонтальному напрямку, розташована прямокутна випарна поверхня нагріву, яка містить безліч включених паралельно для протікання текучого середовища парогенераторних труб з безліччю підключених після деяких парогенераторних труб на стороні текучого середовища вихідних колекторів .

Винахід відноситься до теплоенергетики і може бути використане в котлах-утилізаторах когенераційних енергетичних установок і призначене для утилізації газів, що йдуть газотурбінної установки, що використовується в системах теплопостачання опалення житлових будинків, промислових об'єктів, а також для інших господарських та технічних потреб.

Винахід відноситься до прямоточного парогенератора, в якому в каналі топкового газу, що протікає топковий газ приблизно в горизонтальному напрямку, розташована прямокутна випарна поверхня нагріву, яка містить безліч включених паралельно для протікання текучого середовища парогенераторних труб.

Винахід відноситься до прямоточного парогенератора, в якому в проточному газоході для протікає приблизно у вертикальному напрямку топкового газу розташована випарна поверхня нагріву, яка містить безліч паралельно включених для протікання текучого середовища парогенераторних труб.

Винахід відноситься до прямоточного парогенератора горизонтального типу конструкції, в якому в каналі протікає приблизно в горизонтальному напрямку топкового газу розташовані випарна прямоточна поверхня нагріву, яка містить безліч включених паралельно для протікання текучого середовища парогенераторних труб, і включена після випарної прямоточної поверхні нагрівання містить безліч включених паралельно для протікання випареного текучого середовища перегрівних труб.

Винахід відноситься до котла-утилізатора, що характеризується наявністю реактора, до нижньої частини якого примикають два пальники, а до бічної поверхні реактора примикає борів підведення димових газів, при цьому димові гази, які відходять з бору підведення димових газів, надходять в зону активного горіння реактора яка розташована в нижній його частині, системи утилізації тепла димових газів, які надходять до реактора котла-утилізатора, патрубка відведення димових газів з реактора, який містить додаткову систему утилізації тепла димових газів і щонайменше один димосос

Винахід відноситься до галузі суднового котлобудування і може бути використане в стаціонарних утилізаційних котлах, що працюють разом із дизелями або газовими турбінами. Технічна задача, розв'язувана винаходом, полягає у створенні утилізаційної установки з покращеними експлуатаційними показниками, поверхні нагріву парового котла якої можна було б очищати без зупинки головного двигуна, знизити витрату прісної води та покращити екологічні показники та ефективність теплообміну. Поставлене завдання досягається тим, що утилізаційна установка з паровим котлом включає паровий котел з примусовою циркуляцією, який виконаний у вигляді корпусу, в якому розташовані поверхні нагріву у вигляді пакетів труб, і пристрій очищення поверхонь нагріву, виконаний з окремих елементів очищення, а також підводить та відводить газоходи з шиберами. При цьому підвідний газохід з шибером приєднаний до верхньої частини корпусу, а відвідний газохід з шибером приєднаний до нижньої частини корпусу, установка додатково містить камеру мокрого очищення газів і танк, між поверхнями нагрівання розміщені елементи очищення поверхонь нагріву, які з'єднані з танком трубопроводом з насосом, камера мокрої очистки газів розташована в корпусі і з'єднана з танком за допомогою зливального трубопроводу з шибером. 2 з.п. ф-ли, 1 іл.

Винахід відноситься до енергетики і може бути використане в теплообмінниках відпрацьованого газу, зокрема охолоджувачах відпрацьованого газу для рециркуляції відпрацьованих газів в автомобілях, з пристосованими для протікання відпрацьованого газу і обтічними охолоджуючим засобом каналами теплообмінника, які закінчуються у розподільчій та/або збираючій камері пристроєм з напрямними каналами, причому пристрій з направляючими каналами має вхідну область для відпрацьованого газу, вихідну область для відпрацьованого газу і безліч проточних каналів, що проходять від вхідної області для відпрацьованого газу до вихідної області для відпрацьованого газу, які нахилені друг щодо друга. Концентрація проточних каналів у поперечному перерізі становить 100-600 одиниць/кв.дюйм, а довжина проточних каналів становить 15 – 100 мм. При такому виконанні виявляється вплив на потік відпрацьованого газу в напрямку поки швидкість потоку, на площу поперечного перерізу, на розподіл потоку і на інші параметри потоку. 14 з.п. ф-ли, 7 іл.

Винахід відноситься до енергетики і може бути використане прямоточних парогенераторах. Парогенератор містить теплообмінник, рідинний та паровий колектори. Теплообмінник містить кілька теплообмінних блоків однакової конструкції. Теплообмінний блок містить пучок спіральних теплопередаючих труб, центральний циліндр та рукави. Спіральні теплопередаючі труби, що мають різний радіус заокруглення, розміщені по концентричній спіралі міжтрубному просторі між центральним циліндром і рукавом, утворюючи одну або кілька теплообмінних колон. Один вихід рідинного колектора з'єднаний з основним трубопроводом для подачі води, а другий вихід рідинного колектора з'єднаний з пучком спіральних теплопередаючих труб. Один вихід парового колектора з'єднаний з основним паровим трубопроводом, а другий вихід парового колектора з'єднаний з пучком спіральних труб, що теплопередають. Всередині частини з'єднання з рідинним колектором кожна спіральна теплопередаюча труба має фіксовану і знімну діафрагму. 6 з.п. ф-ли., 6 іл.

Винахід відноситься до теплоенергетики та може бути використане для утилізації тепла димових газів котельних агрегатів, промислових печей, вентиляційних викидів при нагріванні повітря з одночасним отриманням електрики. Комплексний утилізатор тепла скидних газів містить корпус, з газовими і повітряними патрубками, всередині якого вміщений пакет, що складається з перфорованих пластин, що утворюють між собою газові і повітряні канали, причому перфорація пластин виконана у вигляді горизонтальних щілин, розміщених у шаховому порядку відносно один одного, яких поміщені термоелектричні ланки, що складаються з овальних вставок, виконаних з пружного діелектричного корозійностійкого матеріалу, всередині яких поміщені зигзагоподібні ряди, що складаються з термоемісійних перетворювачів, кожен з яких являє собою пару оголених дротяних відрізків, виконаних з різних металів M1 і М2 собою, причому самі зигзагоподібні ряди з'єднані між собою послідовно з'єднувальними проводами, утворюючи термоелектричні секції, з'єднані з колекторами електричних зарядівта клемами. Таке виконання утилізатора підвищує його надійність та ефективність. 5 іл. .

Даний винахід відноситься до теплообмінника для охолодження гарячих газів за допомогою охолоджувального текучого середовища, причому зазначений теплообмінник містить: щонайменше, одну вертикально орієнтовану ємність, що містить ванну охолоджуючої текучого середовища і має простір для збору парової фази, генерованої над вертикальний трубчастий елемент, вставлений всередину зазначеної ємності, відкритий на кінцях і коаксіальний із зазначеною ємністю, один спіральний канал, який обертається навколо осі ємності, вставлений у зазначений коаксіальний трубчастий елемент, один випуск для парової фази, генерованої у верхній частині зазначеної ємності, причому, щонайменше одна транспортна лінія вставлена ​​в нижню частинувертикальної ємності, відкрита з двох кінців, з яких один з'єднаний з вертикальною ємністю та інший є вільним і знаходиться зовні зазначеної ємності, причому зазначена транспортна лінія є трубчастою і виступає вбік зовні зазначеного теплообмінника, містить щонайменше один центральний внутрішній канал, який знаходиться в повідомленні по текучому середовищі зі спіральним каналом і проходить вертикально вздовж трубчастого елемента, вставленого у вертикальну ємність, при цьому канал має зовнішню сорочку, в якій циркулює текуча середовище, що охолоджує. Технічний результат - підвищення безпеки та працездатності теплообмінної системи. 3 зв. та 17 з.п. ф-ли, 1 іл.

Винахід відноситься до теплоенергетики і може знайти застосування на будь-якому підприємстві, що експлуатує котли на вуглеводневому паливі.