RU2436011C1 - Flue gas heat utilisation device and method of its operation - Google Patents
Flue gas heat utilisation device and method of its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436011C1 RU2436011C1 RU2010127110/06A RU2010127110A RU2436011C1 RU 2436011 C1 RU2436011 C1 RU 2436011C1 RU 2010127110/06 A RU2010127110/06 A RU 2010127110/06A RU 2010127110 A RU2010127110 A RU 2010127110A RU 2436011 C1 RU2436011 C1 RU 2436011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- heat exchanger
- flue
- flue gases
- air
- Prior art date
Links
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 title claims abstract description 87
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 14
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Air Supply (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может найти применение на любом предприятии, эксплуатирующем котлы на углеводородном топливе.The invention relates to a power system and can be used in any enterprise operating hydrocarbon fuel boilers.
Известна котельная установка, содержащая контактный водонагреватель, подключенный на входе к отводящему газоходу котла, а на выходе через газоотводящий канал, снабженный дымососом к дымовой трубе, и воздухоподогреватель с греющим и воздушным трактами (Авторское свидетельство СССР №1086296, F22B 1/18 от 15.04.1984).A boiler plant is known that contains a contact water heater connected at the inlet to the boiler exhaust gas duct, and at the outlet through a gas exhaust channel equipped with a smoke exhaust to the chimney, and an air heater with heating and air ducts (USSR Author's Certificate No. 1086296, F22B 1/18 of April 15. 1984).
Установка работает следующим образом. Основная часть газов из котла поступает в отводящий газоход, а остальное количество газов - в греющий тракт. Из отводящего газохода газы направляются в контактный водонагреватель, где происходит конденсация водяных паров, содержащихся в дымовых газах. Затем газы проходят через каплеулавливатель и поступают в газоотводящий канал. Наружный воздух поступает в воздухоподогреватель, где нагревается газами, идущими по греющему тракту, и направляется в газоотводящий канал, где смешивается с охлажденными газами и уменьшает влагосодержание последних.Installation works as follows. The main part of the gases from the boiler enters the exhaust duct, and the remaining amount of gases into the heating path. From the exhaust gas duct, the gases are directed to a contact water heater, where the condensation of water vapor contained in the flue gas occurs. Then the gases pass through the droplet eliminator and enter the gas outlet channel. Outside air enters the air heater, where it is heated by the gases flowing through the heating path, and sent to the gas outlet channel, where it mixes with the cooled gases and reduces the moisture content of the latter.
Недостатки. Неприемлемое качество подогретой воды для ее использования в системе отопления. Использование подогретого воздуха только для подачи в дымовую трубу с целью предотвращения конденсации водяных паров. Низкая степень утилизации тепла уходящих газов, так как ставилась основная задача - осушение дымовых газов и снижение температуры точки росы.Disadvantages. Unacceptable quality of heated water for its use in the heating system. The use of heated air only for supply to the chimney to prevent condensation of water vapor. A low degree of heat recovery of flue gases, as the main task was to drain the flue gases and reduce the temperature of the dew point.
Известны серийно выпускаемые Костромским калориферным заводом калориферы типа КСк (Кудинов А.А. Энергосбережение в теплогенерирующих установках. - Ульяновск: УлГТУ, 2000. - 139, стр.33), состоящие из газоводяного поверхностного теплоутилизатора, поверхность теплообмена которого выполнена из оребренных биметаллических трубок, сетчатого фильтра, распределительного клапана, каплеуловителя и гидропневматического обдувочного устройства.The KSK type heaters commercially available from the Kostroma Calorifer Plant are known (A. Kudinov, Energy Saving in Heat Generating Units. - Ulyanovsk: UlSTU, 2000. - 139, p. 33), consisting of a gas-water surface heat exchanger, the heat exchange surface of which is made of finned bimetallic tubes, strainer, control valve, droplet eliminator and hydropneumatic blower.
Калориферы типа КСк работают следующим образом. Дымовые газы попадают на распределительный клапан, который делит их на два потока, основной поток газа направляется через сетчатый фильтр в теплоутилизатор, второй - по обводной линии газохода. В теплоутилизаторе водяные пары, содержащиеся в дымовых газах, конденсируются на оребренных трубках, нагревая текущую в них воду. Образующийся конденсат собирается в поддоне и подается насосами в схему подпитки теплосети. Нагретая в теплоутилизаторе вода подается потребителю. На выходе из теплоутилизатора осушенные дымовые газы смешиваются с исходными дымовыми газами из обводной линии газохода и направляются через дымосос в дымовую трубу.KSK type heaters work as follows. Flue gases enter the distribution valve, which divides them into two streams, the main gas stream is directed through a strainer into the heat exchanger, the second through the bypass duct. In the heat exchanger, water vapor contained in the flue gases condenses on the finned tubes, heating the water flowing in them. The condensate formed is collected in a sump and supplied by pumps to the heating circuit recharge circuit. Water heated in the heat exchanger is supplied to the consumer. At the outlet of the heat exchanger, the drained flue gases are mixed with the source flue gases from the bypass line of the gas duct and sent through the exhaust fan to the chimney.
Недостатки. Для работы теплоутилизатора в режиме конденсации всей его конвективной части требуется, чтобы температура нагрева воды в конвективном пакете не превышала 50°С. Для использования такой воды в системах отопления ее нужно дополнительно догревать.Disadvantages. For operation of the heat exchanger in the condensation mode of its entire convective part, it is required that the temperature of heating the water in the convective package does not exceed 50 ° C. To use such water in heating systems, it must be additionally heated.
Для предотвращения конденсации остаточных водяных паров дымовых газов в газоходах и дымовой трубе часть исходных газов через обводной канал подмешиваются к осушенным дымовым газам, повышая их температуру. При таком подмесе увеличивается и содержание водяных паров в уходящих дымовых газах, снижая эффективность утилизации тепла.To prevent condensation of the residual water vapor of the flue gases in the flues and the chimney, some of the feed gases are mixed through the bypass channel to the dried flue gases, increasing their temperature. With this mixture, the content of water vapor in the flue gas increases, reducing the efficiency of heat recovery.
Известна установка для утилизации тепла дымовых газов (патент РФ №2193727, F22B 1/18, F24H 1/10 от 20.04.2001), содержащая установленные в газоходе ороситель с раздающими соплами, утилизационный теплообменник и теплообменник промежуточного теплоносителя, нагреваемый тракт которого на входе подключен к влагосборнику. Ороситель расположен перед указанными теплообменниками, установленными один напротив другого на одинаковом расстоянии от оросителя, сопла которого направлены в противоположную по отношению к теплообменникам сторону. Установка дополнительно снабжена установленным в газоходе и расположенным над оросителем теплообменником догрева орошающей воды, нагреваемый тракт которого на входе подключен к теплообменнику промежуточного теплоносителя, а на выходе - к оросителю. Все теплообменники являются поверхностными, трубчатыми. Трубки могут быть оребренными, для увеличения поверхности нагрева.A known installation for the recovery of flue gas heat (RF patent No. 2193727, F22B 1/18,
Известен способ работы этой установки (патент РФ №2193728, F22B 1/18, F24H 1/10 от 20.04.2001), по которому проходящие по газоходу дымовые газы охлаждают ниже точки росы и удаляют из установки. В установке нагревают воду в утилизационном теплообменнике и отводят потребителю. Наружную поверхность утилизационного теплообменника орошают промежуточным теплоносителем - водой из оросителя с раздающими соплами, направленными навстречу потоку газов. При этом промежуточный теплоноситель предварительно подогревают в теплообменнике, установленном в газоходе напротив утилизационного теплообменника и на таком же расстоянии от оросителя, что и утилизационный теплообменник. Затем промежуточный теплоноситель подают в установленный в газоходе и расположенный над оросителем теплообменник догрева орошающей воды, догревают до необходимой температуры и направляют в ороситель.A known method of operation of this installation (RF patent No. 2193728,
В установке протекают два независимых дуг от друга потока воды: чистой, подогреваемой через теплопередающую поверхность, и орошающей, нагреваемой в результате непосредственного контакта с уходящими газами. Чистый поток воды протекает внутри трубок и отделен стенками от загрязненного потока орошающей воды. Пучок трубок выполняет функцию насадки, предназначенной для создания развитой поверхности контакта орошающей воды и уходящих газов. Наружная поверхность насадки омывается газами и орошающей водой, что интенсифицирует теплообмен в аппарате. Теплота уходящих газов передается воде, протекающей внутри трубок активной насадки, двумя путями: 1) за счет непосредственной передачи теплоты газов и орошающей воды; 2) за счет конденсации на поверхности насадки части водяных паров, содержащихся в газах.In the installation, two independent arcs of water flow from each other: a clean one, heated through a heat transfer surface, and irrigation, heated as a result of direct contact with flue gases. A clean water stream flows inside the tubes and is separated by walls from a contaminated irrigation water stream. The tube bundle serves as a nozzle designed to create a developed contact surface between irrigation water and flue gases. The outer surface of the nozzle is washed by gases and irrigation water, which intensifies heat transfer in the apparatus. The heat of the flue gases is transferred to the water flowing inside the tubes of the active nozzle in two ways: 1) due to the direct transfer of the heat of the gases and irrigation water; 2) due to condensation on the surface of the nozzle of a part of the water vapor contained in the gases.
Недостатки. Конечная температура нагреваемой воды на выходе из насадки ограничена температурой мокрого термометра газов. При сжигании природного газа с коэффициентом избытка воздуха 1,0-1,5 температура мокрого термометра уходящих газов составляет 55-65°С. Такая температура не достаточна для использования этой воды в системе отопления.Disadvantages. The final temperature of the heated water at the outlet of the nozzle is limited by the temperature of the wet gas thermometer. When burning natural gas with an excess air ratio of 1.0-1.5, the temperature of the wet flue gas thermometer is 55-65 ° C. This temperature is not sufficient to use this water in the heating system.
Из аппарата дымовые газы выходят с относительной влажностью 95-100%, что не исключает возможности конденсации водяных паров из газов в газоотводящем тракте после нее.Flue gases leave the apparatus with a relative humidity of 95-100%, which does not exclude the possibility of condensation of water vapor from the gases in the exhaust pipe after it.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по использованию, технической сущности и достигаемому техническому результату является теплоутилизатор (патент РФ №2323384, F22B 1/18 от 30.08.2006), содержащий контактный теплообменник, каплеуловитель, газо-газовый теплообменник, включенный по схеме прямотока, газоходы, трубопроводы, насос, датчики температуры, клапаны-регуляторы. По ходу оборотной воды контактного теплообменника последовательно расположены водо-водяной теплообменник и водовоздушный теплообменник с обводным каналом по ходу воздуха.Closest to the claimed invention in terms of use, technical nature and technical result achieved is a heat exchanger (RF patent No. 2323384, F22B 1/18 dated 08/30/2006) containing a contact heat exchanger, a droplet eliminator, a gas-gas heat exchanger included in the direct-flow circuit, flues, pipelines, pump, temperature sensors, control valves. Along the circulating water of the contact heat exchanger, a water-water heat exchanger and a water-air heat exchanger with a bypass channel in the air flow are arranged in series.
Способ работы теплоутилизатора. Уходящие газы по газоходу поступают на вход газо-газового теплообменника, последовательно проходя три его секции, затем на вход контактного теплообменника, где, проходя через насадку, омываемую оборотной водой, охлаждаются ниже точки росы, отдавая явное и скрытое тепло оборотной воде. Далее охлажденные и влажные газы освобождаются от большей части унесенной потоком жидкой воды в каплеуловителе, нагреваются и подсушиваются, по меньшей мере, в одной секции газо-газового теплообменника, дымососом направляются в трубу и выбрасываются в атмосферу. Одновременно нагретая оборотная вода из поддона контактного теплообменника насосом подается в водо-водяной теплообменник, где нагревает холодную воду из трубопровода. Нагретая в теплообменнике вода поступает на нужды технологического и бытового горячего водоснабжения или в низкотемпературный отопительный контур.The way the heat exchanger works. The flue gases pass through the gas duct to the inlet of the gas-gas heat exchanger, passing through its three sections sequentially, then to the inlet of the contact heat exchanger, where, passing through the nozzle washed by the circulating water, they are cooled below the dew point, giving off explicit and latent heat to the circulating water. Further, the cooled and moist gases are freed from most of the liquid carried away by the flow of liquid in the droplet eliminator, are heated and dried, in at least one section of the gas-gas heat exchanger, the smoke exhauster is sent to the pipe and emitted into the atmosphere. At the same time, heated circulating water from the pallet of the contact heat exchanger is pumped to the water-to-water heat exchanger, where it heats cold water from the pipeline. The water heated in the heat exchanger is supplied to the needs of the process and domestic hot water supply or to a low-temperature heating circuit.
Далее оборотная вода поступает в водовоздушный теплообменник, нагревает, по меньшей мере, часть дутьевого воздуха, поступающего из-за пределов помещения по воздуховоду, охлаждаясь до минимально возможной температуры, и поступает в контактный теплообменник через водораспределитель, где отбирает тепло от газов, попутно промывая их от взвешенных частиц, и поглощает часть оксидов азота и серы. Нагретый воздух из теплообменника дутьевым вентилятором подается в штатный воздухоподогреватель или непосредственно в топку. Оборотная вода по необходимости фильтруется и обрабатывается известными способами.Then, the circulating water enters the water-air heat exchanger, heats at least a part of the blast air coming from outside the room through the duct, cooling to the lowest possible temperature, and enters the contact heat exchanger through the water distributor, where it collects heat from the gases, flushing them along the way from suspended particles, and absorbs part of the oxides of nitrogen and sulfur. Heated air from the heat exchanger is blown by a blower to a standard air heater or directly to the furnace. Recycled water, if necessary, is filtered and processed by known methods.
Недостатками данного прототипа являются.The disadvantages of this prototype are.
Необходимость системы регулирования вследствие использования утилизируемого тепла для целей горячего водоснабжения из-за непостоянства суточного графика потребления горячей воды.The need for a regulatory system due to the use of utilized heat for hot water supply due to the inconsistency of the daily schedule for hot water consumption.
Нагретая в теплообменнике вода, поступающая на нужды горячего водоснабжения или в низкотемпературный отопительный контур, требует ее доведения до необходимой температуры, так как не может быть нагрета в теплообменнике выше температуры воды оборотного контура, которая определяется температурой насыщения водяных паров в дымовых газах. Низкий нагрев воздуха в водовоздушном теплообменнике не позволяет использовать этот воздух для отопления помещений.The water heated in the heat exchanger, supplied to the needs of hot water supply or to a low-temperature heating circuit, requires it to be brought to the required temperature, since it cannot be heated above the temperature of the water in the heat exchanger, which is determined by the saturation temperature of the water vapor in the flue gases. Low heating of the air in the water-air heat exchanger does not allow the use of this air for space heating.
Поставлена задача - упрощение технологии утилизации тепла и повышение эффективности использования низкопотенциального тепла конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах.The task is to simplify the technology of heat recovery and increase the efficiency of using low-grade heat of condensation of water vapor contained in flue gases.
Эта задача решена следующим способом.This problem is solved in the following way.
Предложено устройство утилизации тепла дымовых газов, содержащее газо-газовый теплообменник, конденсатор, инерционный каплеуловитель газоходы, воздуховоды, вентиляторы и трубопровод, отличающееся тем, что газо-газовый поверхностный пластинчатый теплообменник выполнен по схеме противотока, в качестве конденсатора установлен поверхностный газовоздушный пластинчатый теплообменник, в газоходе холодных осушенных дымовых газов установлен дополнительный дымосос, перед дополнительным дымососом врезан газоход подмеса части подогретых осушенных дымовых газов.A flue gas heat recovery device is proposed that comprises a gas-gas heat exchanger, a condenser, an inertial droplet eliminator, gas ducts, air ducts, fans and a pipeline, characterized in that the gas-gas surface plate heat exchanger is made in a counterflow circuit, a surface gas-air plate heat exchanger is installed as a condenser, in the flue of the cold drained flue gas is equipped with an additional smoke exhauster; before the additional smoke exhauster, a flue of the mixture of part of the heated ushennyh flue gases.
Предложен также способ работы устройства утилизации тепла дымовых газов, по которому дымовые газы охлаждают в газо-газовом теплообменнике, нагревая осушенные дымовые газы, конденсируют водяные пары, содержащиеся в дымовых газах в конденсаторе, нагревают часть дутьевого воздуха, отличающийся тем, что в газо-газовом теплообменнике нагревают осушенные дымовые газы за счет охлаждения исходных дымовых газов по схеме противотока без регулирования расхода газов, конденсируют водяные пары в поверхностном газовоздушном пластинчатом теплообменнике-конденсаторе, нагревая воздух и используют нагретый воздух для отопления и покрытия потребности процесса горения, а конденсат после дополнительной обработки используют для восполнения потерь в теплосети или паротурбинном цикле, в газоходе холодных осушенных дымовых газов компенсируют аэродинамическое сопротивление газового тракта дополнительным дымососом, перед которым подмешивают часть подогретых осушенных дымовых газов, исключая конденсацию остаточных водяных паров, уносимых потоком из конденсатора, регулирование температуры нагретого воздуха осуществляют при помощи изменения числа оборотов дымососа в зависимости от температуры наружного воздуха.Also proposed is a method of operating a flue gas heat recovery device, in which flue gases are cooled in a gas-gas heat exchanger, heating the dried flue gases, condensing water vapor contained in the flue gases in the condenser, heating part of the blast air, characterized in that in the gas-gas the heat exchanger heats the dried flue gases by cooling the source flue gas according to the counterflow scheme without regulating the flow of gases, condenses water vapor in a surface gas-air plate heat exchanger The condenser is used to heat the air and use heated air to heat and cover the needs of the combustion process, and the condensate after additional processing is used to make up for losses in the heating system or steam turbine cycle, in the duct of cold drained flue gases, the aerodynamic resistance of the gas path is compensated by an additional smoke exhauster, before which they are mixed part of the heated, dried flue gas, excluding condensation of residual water vapor carried away by the flow from the condenser, rate control Aturi heated air is carried out by changing the number of revolutions exhauster depending on the outdoor temperature.
Исходные дымовые газы охлаждают в газо-газовом поверхностном пластинчатом теплообменнике, нагревая осушенные дымовые газы.The source flue gas is cooled in a gas-gas surface plate heat exchanger, heating the dried flue gas.
Отличием является применение поверхностного пластинчатого теплообменника без каких-либо органов регулирования расхода газов, где греющая среда (весь объем влажных дымовых газов) и нагреваемая среда (весь объем осушенных дымовых газов) движутся противотоком. При этом происходит более глубокое охлаждение влажных дымовых газов до температуры, близкой к точке росы водяных паров.The difference is the use of a surface plate heat exchanger without any gas flow control, where the heating medium (the entire volume of moist flue gases) and the heated medium (the entire volume of dried flue gases) move countercurrently. In this case, a deeper cooling of moist flue gases to a temperature close to the dew point of water vapor occurs.
Далее конденсируют содержащиеся в дымовых газах водяные пары в газовоздушном поверхностном пластинчатом теплообменнике-конденсаторе, нагревая воздух. Нагретый воздух используют для отопления помещений и покрытия потребности процесса горения. Конденсат после дополнительной обработки используют для восполнения потерь в теплосети или паротурбинном цикле.Next, water vapor contained in the flue gas is condensed in a gas-air surface plate heat exchanger-condenser, heating the air. Heated air is used for space heating and to cover the needs of the combustion process. Condensate after additional processing is used to make up for losses in the heating system or steam-turbine cycle.
Отличием предлагаемого способа является то, что нагреваемой средой является холодный воздух, подаваемый вентиляторами из окружающей среды. Воздух нагревается на 30-50°С, например от -15 до 33°С. Использование воздуха с отрицательной температурой в качестве охлаждающей среды позволяет существенно увеличить температурный напор в конденсаторе при использовании противотока. Воздух, нагретый до 28-33°С, пригоден для целей отопления помещений и подачи в котел для обеспечения процесса горения природного газа. Тепловой расчет схемы показывает, что расход подогретого воздуха в 6-7 раз превосходит расход исходных дымовых газов, что позволяет полностью покрыть потребность котла, отапливать цех и другие помещения предприятия, а также подать часть воздуха в дымовую трубу для снижения температуры точки росы или стороннему потребителю.The difference of the proposed method is that the heated medium is cold air supplied by fans from the environment. The air is heated at 30-50 ° C, for example from -15 to 33 ° C. The use of air with a negative temperature as a cooling medium can significantly increase the temperature head in the condenser when using countercurrent. Air heated to 28-33 ° C is suitable for the purpose of heating the premises and supplying it to the boiler to ensure the combustion of natural gas. The thermal calculation of the scheme shows that the consumption of heated air is 6-7 times higher than the consumption of the source flue gas, which allows you to completely cover the boiler’s demand, heat the workshop and other premises of the enterprise, and also supply some of the air to the chimney to reduce the temperature of the dew point or to an external consumer .
Аэродинамическое сопротивление газового тракта в газоходе холодных осушенных дымовых газов компенсируют дополнительным дымососом. Для исключения конденсации остаточных водяных паров, уносимых потоком из конденсатора, перед дополнительным дымососом подмешивают часть подогретых осушенных дымовых газов (до 10%). Регулирование температуры нагреваемого воздуха осуществляют изменением расхода осушаемых дымовых газов, при помощи регулирования числа оборотов дымососа в зависимости от температуры наружного воздуха.The aerodynamic resistance of the gas path in the duct of cold, dried flue gases is compensated by an additional exhaust fan. To prevent condensation of the residual water vapor carried away by the stream from the condenser, a part of the heated, dried flue gases (up to 10%) is mixed before an additional exhaust fan. The temperature of the heated air is controlled by changing the flow rate of the drained flue gases, by adjusting the speed of the exhaust fan depending on the temperature of the outside air.
Осушенные дымовые газы подаются дымососом в описанный выше подогреватель, где нагреваются для предотвращения возможной конденсации водяных паров в газоходах и дымовой трубе и направляются в дымовую трубу.The dried flue gases are fed by a smoke exhauster into the heater described above, where they are heated to prevent possible condensation of water vapor in the flues and the chimney and sent to the chimney.
Устройство утилизации тепла дымовых газов, изображенное на чертеже, содержит газоход 1, соединенный с теплообменником 2, который через газоход 3 соединен с конденсатором 4. Конденсатор 4 имеет инерционный каплеуловитель 5 и соединен с трубопроводом отвода конденсата 6. Вентилятор 7 соединен воздуховодом холодного воздуха 8 с конденсатором 4. Конденсатор 4 соединен воздуховодом 9 с потребителем тепла. Газоход осушенных дымовых газов 10 через дымосос 11 соединен с теплообменником 2. Газоход сухих подогретых дымовых газов 12 соединен с теплообменником 2 и направлен в дымовую трубу. Газоход 12 соединен с газоходом 10 дополнительным газоходом 13, который содержит заслонку 14.The flue gas heat recovery device shown in the drawing contains a
Теплообменник 2 и конденсатор 4 представляют собой поверхностные пластинчатые теплообменники, выполненные из унифицированных модульных пакетов, которые скомпонованы таким образом, чтобы движение теплоносителей осуществлялось противотоком. В зависимости от объема осушаемых дымовых газов, подогреватель и конденсатор формируются из рассчитываемого количества пакетов. Блок 7 формируется из нескольких вентиляторов для изменения расхода подогреваемого воздуха. Конденсатор 4 на выходе осушенных дымовых газов имеет инерционный каплеуловитель 5, выполненный в виде вертикальных жалюзей, за которым врезан газоход 10. На газоходе 13 установлена заслонка 14 для первоначальной настройки температурного запаса, предотвращающего конденсацию остаточных водяных паров в дымососе 11.The
Способ работы устройства утилизации тепла дымовых газов.The method of operation of the device for heat recovery of flue gases.
Влажные дымовые газы по газоходу 1 поступают в теплообменник 2, где их температура снижается до температуры, близкой к точке росы. Охлажденные дымовые газы по газоходу 3 попадают в конденсатор 4, где конденсируются содержащиеся в них водяные пары. Конденсат отводится по трубопроводу 6 и после дополнительной обработки используется для восполнения потерь в теплосети или паротурбинном цикле. Теплота конденсации используется для подогрева холодного воздуха, который подается вентиляторами 7 из окружающей среды. Нагретый воздух 9 направляется в производственное помещение котельной, для его вентиляции и отопления. Из этого помещения воздух подается в котел, для обеспечения процесса горения. Осушенные дымовые газы 10 проходят через инерционный каплеуловитель 5, дымососом 11 подаются в теплообменник 2, где нагреваются и направляются в дымовую трубу 12. Нагрев осушенных дымовых газов необходим для предотвращения конденсации остаточных водяных паров в газоходах и дымовой трубе. Для предотвращения выпадения капель влаги в дымососе 11, уносимых осушенным потоком дымовых газов из конденсатора, часть нагретых сухих дымовых газов (до одной десятой части) из газохода 12 по газоходу 13 подается в газоход 10, где происходит испарение уносимой влаги.Wet flue gases through the
Регулирование температуры нагретого воздуха осуществляют изменением расхода осушаемых дымовых газов при помощи изменения числа оборотов дымососа 11 в зависимости от температуры наружного воздуха. При снижении расхода влажных дымовых газов уменьшается аэродинамическое сопротивление газового тракта устройства, что компенсируется снижением числа оборотов дымососа 11. Дымосос 11 обеспечивает разницу давлений дымовых газов и воздуха в конденсаторе с целью предотвращения попадания дымовых газов в подогреваемый воздух.The temperature control of the heated air is carried out by changing the flow rate of the drained flue gas by changing the speed of the
Поверочный расчет показывает, что для котла на природном газе мощностью 6 МВт, при расходе влажных дымовых газов 1 м3/с с температурой 130°С, воздух нагревается от -15 до 30°С, при его расходе 7 м3/с. Расход конденсата 0,13 кг/с, температура осушенных дымовых газов на выходе из подогревателя 86°С. Тепловая мощность такого устройства 400 кВт. Общая площадь поверхности теплообмена 310 м2. Температура точки росы водяных паров в дымовых газах снижается с 55 до 10°С. КПД котла увеличивается на 1% только за счет подогрева холодного воздуха в количестве 0,9 м3/с, требуемого для горения природного газа. При этом, на подогрев этого воздуха приходится 51 кВт мощности устройства, а остальное тепло используется для воздушного отопления помещений. Результаты расчетов работы такого устройства при различных температурах наружного воздуха приведены в таблице 1.Verification calculation shows that for a natural gas boiler with a capacity of 6 MW, at a flow rate of wet flue gases of 1 m 3 / s with a temperature of 130 ° C, the air is heated from -15 to 30 ° C, at a flow rate of 7 m 3 / s. Condensate flow rate 0.13 kg / s, the temperature of the dried flue gas at the outlet of the heater 86 ° C. The thermal power of such a device is 400 kW. The total heat exchange surface area is 310 m 2 . The temperature of the dew point of water vapor in flue gases decreases from 55 to 10 ° C. The boiler efficiency is increased by 1% only due to the heating of cold air in the amount of 0.9 m 3 / s required for the combustion of natural gas. At the same time, 51 kW of the device’s power falls on the heating of this air, and the rest of the heat is used for air heating of the premises. The calculation results of the operation of such a device at various outdoor temperatures are shown in table 1.
В таблице 2 приведены результаты расчета вариантов исполнения устройства на другие расходы осушаемых дымовых газов, при температуре наружного воздуха -15°С.Table 2 shows the results of calculating the device’s design options for other costs of drained flue gases, at an outdoor temperature of -15 ° С.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010127110/06A RU2436011C1 (en) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | Flue gas heat utilisation device and method of its operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010127110/06A RU2436011C1 (en) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | Flue gas heat utilisation device and method of its operation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2436011C1 true RU2436011C1 (en) | 2011-12-10 |
Family
ID=45405644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010127110/06A RU2436011C1 (en) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | Flue gas heat utilisation device and method of its operation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2436011C1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2555919C1 (en) * | 2014-04-08 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Surface-mounted heat recovery unit for deep heat recovery of flue gases, and its operation method |
| RU2606296C2 (en) * | 2015-03-17 | 2017-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of flue gases deep heat recovery |
| RU2621443C1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Boiler unit |
| CN107830508A (en) * | 2017-11-30 | 2018-03-23 | 张家港市江南锅炉压力容器有限公司 | A kind of waste-heat recovery device |
| RU179851U1 (en) * | 2017-05-24 | 2018-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Sub-arctic flue gas heat recovery unit |
| CN112032699A (en) * | 2020-09-23 | 2020-12-04 | 江苏双良锅炉有限公司 | Boiler system for cleaning and efficiently recycling heat energy |
| RU202092U1 (en) * | 2020-10-27 | 2021-02-01 | Анатолий Степанович Тулаев | Water heating boiler |
| RU2747899C1 (en) * | 2020-11-11 | 2021-05-17 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Flue gas heat recovery unit |
| RU2784567C1 (en) * | 2022-10-06 | 2022-11-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК") | Flue gas heat recovery unit |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB349554A (en) * | 1929-03-07 | 1931-05-26 | Otto Buehring | Improvements in connection with the purification of feed water |
| RU2127398C1 (en) * | 1996-04-26 | 1999-03-10 | Ульяновский государственный технический университет | Boiler installation |
| RU2323384C1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-04-27 | Сергей Леонидович Торопов | Heat waste recover |
| RU2382937C1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-02-27 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (ОАО "ЭНИН") | Boiler plant |
-
2010
- 2010-07-01 RU RU2010127110/06A patent/RU2436011C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB349554A (en) * | 1929-03-07 | 1931-05-26 | Otto Buehring | Improvements in connection with the purification of feed water |
| RU2127398C1 (en) * | 1996-04-26 | 1999-03-10 | Ульяновский государственный технический университет | Boiler installation |
| RU2323384C1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-04-27 | Сергей Леонидович Торопов | Heat waste recover |
| RU2382937C1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-02-27 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (ОАО "ЭНИН") | Boiler plant |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2555919C1 (en) * | 2014-04-08 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Surface-mounted heat recovery unit for deep heat recovery of flue gases, and its operation method |
| RU2606296C2 (en) * | 2015-03-17 | 2017-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of flue gases deep heat recovery |
| RU2621443C1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Boiler unit |
| RU179851U1 (en) * | 2017-05-24 | 2018-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Sub-arctic flue gas heat recovery unit |
| CN107830508A (en) * | 2017-11-30 | 2018-03-23 | 张家港市江南锅炉压力容器有限公司 | A kind of waste-heat recovery device |
| CN107830508B (en) * | 2017-11-30 | 2024-01-26 | 江苏江锅智能装备股份有限公司 | Waste heat recovery device |
| CN112032699A (en) * | 2020-09-23 | 2020-12-04 | 江苏双良锅炉有限公司 | Boiler system for cleaning and efficiently recycling heat energy |
| RU202092U1 (en) * | 2020-10-27 | 2021-02-01 | Анатолий Степанович Тулаев | Water heating boiler |
| RU2747899C1 (en) * | 2020-11-11 | 2021-05-17 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Flue gas heat recovery unit |
| RU2784567C1 (en) * | 2022-10-06 | 2022-11-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК") | Flue gas heat recovery unit |
| RU2793500C1 (en) * | 2022-10-19 | 2023-04-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК") | Installation for heat recovery of flue gases and purification of their condensate |
| RU2810957C1 (en) * | 2023-07-31 | 2024-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Flue gas heat recovery unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2436011C1 (en) | Flue gas heat utilisation device and method of its operation | |
| CN105157052B (en) | A kind of efficient flue gas waste heat recovery apparatus of low nitrogen | |
| CN103562456B (en) | textile processing machine with heat recovery | |
| US20140083648A1 (en) | Dedicated outdoor air system with pre-heating and method for same | |
| CN208660405U (en) | A kind of coal-fired power station boiler flue gas white-smoke-removing system tower-coupled with cooling | |
| CN102918324A (en) | Exhaust gas waste heat recovery device | |
| CN109798534A (en) | A kind of residual heat from boiler fume utilizes and takes off white integral system | |
| US20140235157A1 (en) | Dedicated outdoor air system with pre-heating and method for same | |
| RU2606296C2 (en) | Method of flue gases deep heat recovery | |
| RU2489643C1 (en) | Condensation boiler plant (versions) | |
| CN104154553B (en) | A kind of flue gas processing device | |
| CN109126366A (en) | A kind of energy-efficient coloured plume governing system | |
| CN108731012A (en) | A kind of device and method eliminated for the wet plume in coal-burning power plant | |
| RU2083919C1 (en) | Plant for recovery of heat in heat generator with gas cleaning system | |
| KR100694492B1 (en) | White smoke prevention device using self waste heat | |
| RU2323384C1 (en) | Heat waste recover | |
| CN208389708U (en) | White plume cancellation element | |
| RU2735042C1 (en) | Condensation heat recovery unit | |
| RU2659644C1 (en) | Condensation heat exchanger | |
| RU2561812C1 (en) | Method of heat recovery and smoke gas drying and device for its realisation | |
| RU2555919C1 (en) | Surface-mounted heat recovery unit for deep heat recovery of flue gases, and its operation method | |
| RU2185569C1 (en) | Boiler plant | |
| SU1733838A1 (en) | Boiler | |
| PL233901B1 (en) | Method for recovery of heat from combustion gases from a steam boiler and the installation for recovery of heat from combustion gases from a steam boiler | |
| SU1263972A1 (en) | Heating plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120702 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141027 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20160208 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170702 |