RU2793500C1 - Installation for heat recovery of flue gases and purification of their condensate - Google Patents
Installation for heat recovery of flue gases and purification of their condensate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793500C1 RU2793500C1 RU2022127163A RU2022127163A RU2793500C1 RU 2793500 C1 RU2793500 C1 RU 2793500C1 RU 2022127163 A RU2022127163 A RU 2022127163A RU 2022127163 A RU2022127163 A RU 2022127163A RU 2793500 C1 RU2793500 C1 RU 2793500C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- condensate
- gas
- water
- outlet
- pipeline
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 title abstract description 68
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 98
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 25
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 208000006047 familial isolated pituitary adenoma Diseases 0.000 description 1
- 208000036974 gastrointestinal defects and immunodeficiency syndrome 1 Diseases 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, для утилизации тепла дымовых газов и очистки их конденсата на тепловых электростанциях (ТЭС), эксплуатирующих котельные установки.The invention relates to the field of thermal power engineering and can be used, in particular, for the utilization of heat from flue gases and the purification of their condensate at thermal power plants (TPPs) operating boiler plants.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известно принятое в качестве прототипа заявляемого изобретения устройство утилизации тепла дымовых газов, содержащее газо-газовый теплообменник, конденсатор, инерционный каплеуловитель, газоходы, воздуховоды, вентиляторы и трубопровод. При этом газо-газовый поверхностный пластинчатый теплообменник выполнен по схеме противотока, в качестве конденсатора установлен поверхностный газо-воздушный пластинчатый теплообменник, в газоходе холодных осушенных дымовых газов установлен дополнительный дымосос, перед дополнительным дымососом врезан газоход подмеса части подогретых осушенных дымовых газов (патент RU 2436011 С1, дата публикации: 10.12.2011 г. (далее - [1])).The prior art adopted as a prototype of the claimed invention is a flue gas heat recovery device containing a gas-gas heat exchanger, a condenser, an inertial droplet eliminator, gas ducts, air ducts, fans and a pipeline. At the same time, the gas-gas surface plate heat exchanger is made according to the counterflow scheme, a surface gas-air plate heat exchanger is installed as a condenser, an additional smoke exhauster is installed in the gas flue of cold dried flue gases, a gas flue is embedded in front of the additional smoke exhauster for mixing a part of the heated dried flue gases (patent RU 2436011 C1 , publication date: December 10, 2011 (hereinafter referred to as [1])).
В известном из [1] устройстве утилизации тепла дымовых газов не предусмотрена линия очистки конденсата, отделяемого от дымовых газов, а в качестве теплоносителя, отводящего тепло от дымовых газов с помощью газо-газового теплообменника, используется дутьевой воздух.The flue gas heat recovery device known from [1] does not provide for a line for cleaning condensate separated from flue gases, and blast air is used as a coolant that removes heat from flue gases using a gas-gas heat exchanger.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено патентуемое изобретение, является обеспечение утилизации тепла дымовых газов и очистки их конденсата на ТЭС, а техническими результатами - обеспечение отделения конденсата от дымовых газов, отводимых из основного газохода в байпасный газоход на подогрев подпиточной воды; обеспечение очистки конденсата, отделенного от дымовых газов; обеспечение автоматического регулирования скорости вращения вентилятора декарбонизатора в зависимости от количества поступающего в него конденсата, отделенного от дымовых газов; уменьшение потерь конденсата, отделенного от дымовых газов; и снижение локальной концентрации в воздухе отделенного от вышеуказанного конденсата углекислого газа СО2, выбрасываемого в атмосферу.The task to be solved by the patented invention is to ensure the utilization of the heat of flue gases and the purification of their condensate at thermal power plants, and the technical results are to ensure the separation of condensate from flue gases discharged from the main flue into the bypass flue for heating make-up water; ensuring the purification of condensate separated from flue gases; ensuring automatic regulation of the calciner fan speed depending on the amount of condensate entering it, separated from flue gases; reduction of losses of condensate separated from flue gases; and a decrease in the local concentration in the air of carbon dioxide CO 2 separated from the above condensate emitted into the atmosphere.
Решение указанной задачи путем достижения указанных технических результатов обеспечивается тем, что установка для утилизации тепла дымовых газов и очистки их конденсата содержит основной газоход, к которому присоединен байпасный газоход, на линии которого последовательно по ходу течения газа установлены: первое запорно-регулирующее устройство, газоводяной поверхностный теплообменник, дымосос и второе запорно-регулирующее устройство. При этом установка также содержит трубопровод подпиточной воды, на линии которого установлен первый насос. Причем выход трубопровода подпиточной воды соединен с входом первого отводящего трубопровода, на линии которого в противоход течению газа установлен газоводяной поверхностный теплообменник. При этом выход первого отводящего трубопровода соединен с первым входом бака подпитки тепловой сети. Причем выход трубопровода подпиточной воды также соединен с входом второго отводящего трубопровода, на линии которого установлен как минимум один теплообменник для нагрева воды. При этом выход второго отводящего трубопровода соединен со вторым входом бака подпитки тепловой сети. Причем конденсатосборник газоводяного поверхностного теплообменника соединен с трубопроводом для отвода конденсата, на линии которого установлены последовательно по ходу течения воды: гидрозатвор, бак для сбора конденсата, расходомер воды, второй насос, декарбонизатор, как минимум один механический фильтр и как минимум один катионитный фильтр. При этом расходомер воды подключен к вентилятору декарбонизатора. Причем декарбонизатор соединен с входом третьего отводящего трубопровода, выход которого соединен с байпасным газоходом между первым запорно-регулирующим устройством и газоводяным поверхностным теплообменником.The solution of this problem by achieving the specified technical results is ensured by the fact that the installation for utilizing the heat of flue gases and cleaning their condensate contains the main gas duct, to which a bypass gas duct is connected, on the line of which the following are installed in series along the gas flow: the first shut-off and control device, gas-water surface a heat exchanger, a smoke exhauster and a second shut-off and control device. In this case, the installation also contains a make-up water pipeline, on the line of which the first pump is installed. Moreover, the outlet of the make-up water pipeline is connected to the inlet of the first outlet pipeline, on the line of which a gas-to-water surface heat exchanger is installed in opposition to the gas flow. In this case, the outlet of the first outlet pipeline is connected to the first inlet of the heating network make-up tank. Moreover, the outlet of the make-up water pipeline is also connected to the inlet of the second outlet pipeline, on the line of which at least one heat exchanger is installed for heating water. At the same time, the outlet of the second discharge pipeline is connected to the second inlet of the heating network feed tank. Moreover, the condensate collector of the gas-water surface heat exchanger is connected to a pipeline for condensate removal, on the line of which the following are installed in series along the water flow: a hydraulic seal, a condensate collection tank, a water flow meter, a second pump, a calciner, at least one mechanical filter and at least one cationite filter. At the same time, the water flow meter is connected to the fan of the calciner. Moreover, the calciner is connected to the inlet of the third outlet pipeline, the outlet of which is connected to the bypass gas duct between the first shut-off and control device and the gas-to-water surface heat exchanger.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков патентуемого изобретения и достигаемыми техническими результатами заключается в следующем.The causal relationship between the essential features of the patented invention and the achieved technical results is as follows.
Вход основного газохода соединяется с котельной установкой, а выход - с входом дымовой трубы. Газоводяной поверхностный теплообменник содержит бак, внутри которого установлены трубки, входы и выходы которых соединены с входным и выходным коллекторами соответственно. При этом газоводяной поверхностный теплообменник также содержит конденсатосборник в его нижней части, который соединен с трубопроводом для отвода конденсата. При проведении испытаний опытно-промышленного образца газоводяного поверхностного теплообменника, конденсирующего водяные пары, содержащиеся в дымовых газах, установлено, что наиболее эффективным является режим работы газоводяного поверхностного теплообменника, при котором расход дымовых газов, поступающих через байпасный газоход в газоводяной поверхностный теплообменник, составляет 20 - 30% от полного расхода дымовых газов котельной установки, поступающих в основной газоход, при номинальном режиме работы котельной установки. При расходе дымовых газов через газоводяной поверхностный теплообменник ниже диапазона 20 - 30% от полного расхода дымовых газов, поступающих в основной газоход, происходит снижение тепловой мощности газоводяного поверхностного теплообменника из-за уменьшения потока тепла, поступающего в газоводяной поверхностный теплообменник. В связи с чем снижается положительной эффект от утилизации тепла дымовых газов. При расходе дымовых газов через газоводяной поверхностный теплообменник более 30% от полного расхода дымовых газов, поступающих в основной газоход, тепловая мощность газоводяного поверхностного теплообменника сохраняется практически на том же уровне, однако увеличивается расход электроэнергии приводом дымососа без существенного увеличения тепловой мощности. В то же время при увеличении расхода дымовых газов через газоводяной поверхностный теплообменник снижается расход дымовых газов через основной газоход, что приводит к снижению скорости их течения. То есть в этом случае в основном газоходе падает количество теплоты, что может в зимний период привести к образованию конденсата из дымовых газов в дымовой трубе.The inlet of the main flue is connected to the boiler plant, and the outlet is connected to the inlet of the chimney. The gas-to-water surface heat exchanger contains a tank inside which tubes are installed, the inlets and outlets of which are connected to the inlet and outlet manifolds, respectively. At the same time, the gas-to-water surface heat exchanger also contains a condensate collector in its lower part, which is connected to a pipeline for condensate removal. When testing a pilot sample of a gas-to-water surface heat exchanger that condenses water vapor contained in flue gases, it was found that the most effective mode of operation of a gas-to-water surface heat exchanger is when the flow rate of flue gases entering through the bypass gas duct into the gas-to-water surface heat exchanger is 20 - 30% of the total flow of flue gases of the boiler plant entering the main gas duct, at the nominal operating mode of the boiler plant. When the flow of flue gases through the gas-water surface heat exchanger is below the range of 20 - 30% of the total flow rate of flue gases entering the main gas duct, the thermal power of the gas-water surface heat exchanger decreases due to a decrease in the heat flow entering the gas-water surface heat exchanger. In this connection, the positive effect of flue gas heat recovery is reduced. When the flow of flue gases through the gas-water surface heat exchanger is more than 30% of the total flow of flue gases entering the main gas duct, the thermal power of the gas-water surface heat exchanger remains almost at the same level, however, the power consumption of the smoke exhauster drive increases without a significant increase in thermal power. At the same time, with an increase in the flow of flue gases through the gas-water surface heat exchanger, the flow of flue gases through the main gas duct decreases, which leads to a decrease in their flow rate. That is, in this case, the amount of heat in the main flue drops, which can lead to the formation of condensate from flue gases in the chimney in winter.
В процессе эксплуатации котельной установки дымовые газы поступают из котельной установки в основной газоход. При этом часть дымовых газов отводится из основного газохода в байпасный газоход, через который дымовые газы поступают в бак газоводяного поверхностного теплообменника. После чего часть дымовых газов из газоводяного поверхностного теплообменника смешивается с частью дымовых газов в основном газоходе и затем поступает в дымовую трубу. Первое и второе запорно-регулирующие устройства служат для регулирования потока дымовых газов, отводимых из основного газохода. Подпиточная вода перекачивается с помощью первого насоса через трубопровод подпиточной воды, из которого одна часть подпиточной воды поступает через первый отводящий трубопровод в трубки газоводяного поверхностного теплообменника, проходя через его входные и выходные коллекторы, а другая часть подпиточной воды поступает через второй отводящий трубопровод в установленный на его линии как минимум один подогреватель, в котором вода нагревается отборами пара турбины. При этом в газоводяном поверхностном теплообменнике происходит теплообмен через стенки трубок между частью подпиточной воды, проходящей через трубки и коллекторы газоводяного поверхностного теплообменника, и частью дымовых газов, проходящих через бак газоводяного поверхностного теплообменника. После чего обе части подпиточной воды из первого и второго отводящих трубопроводов поступают в бак подпитки тепловой сети, из которого подпиточная вода направляется к потребителю. Конденсат, образующийся в результате охлаждения части дымовых газов, проходящей через бак газоводяного поверхностного теплообменника, отводится из конденсатосборника через трубопровод для отвода конденсата и установленный на его линии гидрозатвор в бак для сбора конденсата. После чего конденсат из бака для сбора конденсата с помощью второго насоса перекачивается в декарбонизатор, в который также подается воздух из атмосферы с помощью его вентилятора. Скорость вращения вентилятора декарбонизатора автоматически регулируется по сигналу подключенного к нему расходомера воды. В случае увеличения расхода конденсата скорость вращения вентилятора автоматически увеличивается и, таким образом, увеличивается расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор из атмосферы, а в случае уменьшения - автоматически уменьшается и, таким образом, уменьшается расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор из атмосферы. Углекислый газ СО2, отделяемый от конденсата дымовых газов в декарбонизаторе вместе с частью конденсата, количество которого составляет около 5% от общего количества отделяемого от дымовых газов конденсата, направляется через третий отводящий трубопровод в байпасный газоход между первым запорно-регулирующим устройством и газоводяным поверхностным теплообменником. После чего часть конденсата, количество которого составляет около 5% от общего количества отделяемого от дымовых газов конденсата, попадает в конденсатосборник газоводяного поверхностного теплообменника и направляется оттуда в бак для сбора конденсата, а углекислый газ CO2 направляется через байпасный газоход в основной газоход, из которого углекислый газ СО2 выходит через дымовую трубу в атмосферу. При отсутствии третьего отводящего трубопровода часть конденсата, количество которого составляет около 5% от общего количества отделяемого от дымовых газов конденсата, вместе с углекислым газом СО2 приходилось бы выводить из декарбонизатора сразу в атмосферу, что приводило бы к потерям указанной части конденсата и увеличению локальной концентрации углекислого газа СО2 в атмосфере, поскольку площадь поперечного сечения выходного патрубка декарбонизатора меньше, чем площадь поперечного сечения выхода дымовой трубы. Кроме того выход дымовой трубы располагается выше, чем выход декарбонизатора, что обеспечивает распыление СО2 на большей высоте в атмосфере. Конденсат из декарбонизатора подается через трубопровод для отвода конденсата в как минимум один механический фильтр и как минимум один катионитный фильтр для осуществления его очистки, а затем поступает к потребителю.During the operation of the boiler plant, flue gases flow from the boiler plant into the main flue. At the same time, part of the flue gases is removed from the main flue to the bypass flue, through which flue gases enter the tank of the gas-to-water surface heat exchanger. After that, part of the flue gases from the gas-water surface heat exchanger is mixed with a part of the flue gases in the main flue and then enters the chimney. The first and second shut-off and control devices serve to regulate the flow of flue gases discharged from the main flue. Make-up water is pumped using the first pump through the make-up water pipeline, from which one part of the make-up water enters through the first outlet pipeline into the tubes of the gas-water surface heat exchanger, passing through its inlet and outlet manifolds, and the other part of the make-up water enters through the second outlet pipeline into the its lines have at least one heater in which water is heated by turbine steam extractions. In this case, in the gas-to-water surface heat exchanger, heat exchange occurs through the walls of the tubes between a part of the make-up water passing through the tubes and collectors of the gas-to-water surface heat exchanger and part of the flue gases passing through the tank of the gas-to-water surface heat exchanger. After that, both parts of the make-up water from the first and second outlet pipelines enter the heating network make-up tank, from which the make-up water is directed to the consumer. The condensate formed as a result of cooling of part of the flue gases passing through the tank of the gas-water surface heat exchanger is removed from the condensate collector through the condensate drain pipeline and a hydraulic seal installed on its line into the condensate collection tank. After that, the condensate from the condensate collection tank is pumped with the help of the second pump to the calciner, which is also supplied with air from the atmosphere with the help of its fan. The rotation speed of the calciner fan is automatically controlled by the signal from the water flow meter connected to it. In the event of an increase in the condensate flow rate, the fan speed automatically increases and, thus, the flow rate of air supplied to the calciner from the atmosphere increases, and in case of a decrease, it automatically decreases and, thus, the flow rate of air supplied to the calciner from the atmosphere decreases. Carbon dioxide CO 2 separated from flue gas condensate in the calciner together with a part of the condensate, the amount of which is about 5% of the total amount of condensate separated from flue gases, is sent through the third outlet pipeline to the bypass gas duct between the first shut-off and control device and the gas-to-water surface heat exchanger . After that, part of the condensate, the amount of which is about 5% of the total amount of condensate separated from the flue gases, enters the condensate collector of the gas-water surface heat exchanger and is sent from there to the condensate collection tank, and CO 2 is sent through the bypass gas duct to the main gas duct, from which carbon dioxide CO 2 exits through the chimney into the atmosphere. In the absence of a third discharge pipeline, part of the condensate, the amount of which is about 5% of the total amount of condensate separated from flue gases, together with carbon dioxide CO 2 would have to be removed from the calciner immediately to the atmosphere, which would lead to losses of this part of the condensate and an increase in local concentration carbon dioxide CO 2 in the atmosphere, since the cross-sectional area of the calciner outlet is smaller than the cross-sectional area of the chimney outlet. In addition, the outlet of the chimney is located higher than the outlet of the calciner, which ensures that CO 2 is sprayed at a higher altitude in the atmosphere. The condensate from the calciner is fed through the pipeline for condensate removal to at least one mechanical filter and at least one cationite filter for its purification, and then goes to the consumer.
Таким образом, с учетом вышесказанного, при эксплуатации заявляемой установки для утилизации тепла дымовых газов обеспечивается отделение конденсата от дымовых газов, отводимых из основного газохода в байпасный газоход на подогрев подпиточной воды, обеспечивается очистка конденсата, отделенного от дымовых газов, обеспечивается автоматическое регулирование скорости вращения вентилятора декарбонизатора в зависимости от количества поступающего в него конденсата, отделенного от дымовых газов, уменьшается потеря конденсата, отделенного от дымовых газов, и обеспечивается снижение локальной концентрации в воздухе отделенного от вышеуказанного конденсата углекислого газа СО2, выбрасываемого в атмосферу.Thus, in view of the foregoing, during the operation of the proposed installation for flue gas heat recovery, separation of condensate from flue gases discharged from the main gas flue to the bypass gas flue for heating make-up water is ensured, the condensate separated from flue gases is cleaned, automatic fan speed control is provided calciner, depending on the amount of condensate separated from flue gases entering it, the loss of condensate separated from flue gases is reduced, and a decrease in the local concentration in the air of CO 2 separated from the above condensate emitted into the atmosphere is ensured.
Краткое описание фигурыBrief description of the figure
На фиг. представлена схема установки для утилизации тепла дымовых газов и очистки их конденсата.In FIG. the scheme of the installation for the utilization of heat from flue gases and the purification of their condensate is presented.
Описание позиций фигурыDescription of figure positions
1 - основной газоход;1 - main flue;
2 - котельная установка;2 - boiler plant;
3 - дымовая труба;3 - chimney;
4 - байпасный газоход;4 - bypass flue;
5 - первое запорно-регулирующее устройство;5 - the first shut-off and control device;
6 - газоводяной поверхностный теплообменник;6 - gas-water surface heat exchanger;
7 - дымосос;7 - smoke exhauster;
8 - второе запорно-регулирующее устройство;8 - second shut-off and control device;
9 - трубопровод подпиточной воды;9 - make-up water pipeline;
10 - первый насос;10 - the first pump;
11 - первый отводящий трубопровод;11 - the first discharge pipeline;
12 - бак подпитки тепловой сети;12 - tank for feeding the heating network;
13 - второй отводящий трубопровод;13 - the second discharge pipeline;
14 - теплообменники для нагрева воды;14 - heat exchangers for heating water;
15 - трубопровод для отвода конденсата;15 - pipeline for condensate removal;
16 - гидрозатвор;16 - water seal;
17 - бак для сбора конденсата;17 - tank for collecting condensate;
18 - расходомер воды;18 - water flow meter;
19 - второй насос;19 - second pump;
20 - декарбонизатор;20 - calciner;
21 - механические фильтры;21 - mechanical filters;
22 - катионитные фильтры;22 - cationic filters;
23 - третий отводящий трубопровод;23 - the third discharge pipeline;
24 - четвертый отводящий трубопровод.24 - the fourth discharge pipeline.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Ниже приведен частный пример установки для утилизации тепла дымовых газов и очистки их конденсата, а также принцип ее работы.Below is a particular example of an installation for the recovery of heat from flue gases and the purification of their condensate, as well as the principle of its operation.
Вход основного газохода 1 соединяется с котельной установкой 2, а выход - с входом дымовой трубы 3. Установка для утилизации тепла дымовых газов и очистки их конденсата содержит выполненный из стали 12Х18Н10Т основной газоход 1, к которому присоединен выполненный из стали 12Х18Н10Т байпасный газоход 4, на линии которого последовательно по ходу течения газа установлены: первое запорно-регулирующее устройство 5, газоводяной поверхностный теплообменник 6, дымосос 7 и второе запорно-регулирующее устройство 8. Первое и второе запорно-регулирующие устройства 5, 8 представляют собой шиберы. При этом установка также содержит выполненный из стали 12Х18Н10Т трубопровод подпиточной воды 9, на линии которого установлен первый насос 10. Причем выход трубопровода подпиточной воды 9 соединен с входом выполненного из стали 12Х18Н10Т первого отводящего трубопровода 11, на линии которого в противоход течению газа установлен газоводяной поверхностный теплообменник 6. При этом газоводяной поверхностный теплообменник 6 содержит выполненный из стали 12Х18Н10Т бак, внутри которого установлены трубки, входы и выходы которых соединены с входным и выходным коллекторами соответственно. Причем газоводяной поверхностный теплообменник 6 также содержит конденсатосборник, расположенный в его нижней части, а трубки газоводяного поверхностного теплообменника 6 представляют собой выполненные из стали 12Х18Н10Т трубки с оребрением. При этом выход выполненного из стали 12Х18Н10Т первого отводящего трубопровода 11 соединен с первым входом выполненного из стали 12Х18Н10Т бака подпитки тепловой сети 12. Причем выход трубопровода подпиточной воды 9 также соединен с входом выполненного из стали 12Х18Н10Т второго отводящего трубопровода 13, на линии которого установлены два выполненных из стали 12Х18Н10Т поверхностных теплообменника для нагрева воды 14, соединенные с трубопроводами отбора пара из турбины (на фиг. не показаны). Причем выход второго отводящего трубопровода 13 соединен со вторым входом бака подпитки тепловой сети 12. Причем конденсатосборник газоводяного поверхностного теплообменника 6 соединен с выполненным из стали 12Х18Н10Т трубопроводом для отвода конденсата 15, на линии которого установлены последовательно по ходу течения воды: гидрозатвор 16, выполненный из стали 12Х18Н10Т бак для сбора конденсата 17, расходомер воды 18, второй насос 19, декарбонизатор 20, четыре механических фильтра 21 и четыре катионитных фильтра 22. В качестве декарбонизатора 20 используется декарбонизатор ДКС(К)-4, который относится к классу контактных десорбционных аппаратов струйного типа и состоит из рабочей зоны, бака и зоны каплеулавливания. Работа декарбонизатора 20 основана на разбрызгивании конденсата на капли и обдуве капель воздухом, подаваемым в декарбонизатор 20 вентилятором, установленным непосредственно в корпусе декарбонизатора 20 и имеющим связь с атмосферой. Объем подаваемого воздуха зависит от расхода конденсата, который измеряется накладными ультразвуковыми датчиками расходомера 18, в качестве которого используется расходомер StreamLux SLS-720F. Накладные ультразвуковые датчики формируют унифицированный токовый сигнал 4…20 мА, который подается на контроллер вентилятора (на фиг. не показан) декарбонизатора 20, который повышает или понижает частоту вращения лопастей вентилятора декарбонизатора 20, тем самым регулируя подачу воздуха. В качестве четырех механических фильтров 21 используются фильтры марки ФОВ-3,0, а в качестве четырех катионитных фильтров 22 -фильтры марки ФИПа-3,0. При этом расходомер воды 18 подключен к вентилятору декарбонизатора 20. Причем декарбонизатор 20 соединен с входом выполненного из стали 12Х18Н10Т третьего отводящего трубопровода 23, выход которого соединен с байпасным газоходом 4 между первым запорно-регулирующим устройством 5 и газоводяным поверхностным теплообменником 6.The inlet of the main gas duct 1 is connected to the
Работа установки для утилизации тепла дымовых газов осуществляется следующим образом.The operation of the installation for waste heat recovery is carried out as follows.
В процессе эксплуатации котельной установки 2 дымовые газы поступают из котельной установки 2 в основной газоход 1. При этом часть дымовых газов, составляющая 25% от полного расхода дымовых газов через основной газоход 1, отводится из основного газохода 1 в байпасный газоход 4, через который дымовые газы поступают в бак газоводяного поверхностного теплообменника 6. После чего часть дымовых газов из газоводяного поверхностного теплообменника 6 смешивается с частью дымовых газов в основном газоходе 1 и затем поступает в дымовую трубу 3. Первое и второе запорно-регулирующие устройства 5, 8 служат для регулирования потока дымовых газов, отводимых из основного газохода 1 в байпасный газоход 4. Подпиточная вода перекачивается с помощью первого насоса 10 через трубопровод подпиточной воды 9, из которого одна часть подпиточной воды поступает через первый отводящий трубопровод 11 в трубки газоводяного поверхностного теплообменника 6, проходя через его входные и выходные коллекторы, а другая часть подпиточной воды поступает через второй отводящий трубопровод 13 в установленные на его линии два подогревателя 14, в которых вода нагревается отборами пара турбины. При этом в газоводяном поверхностном теплообменнике 6 происходит теплообмен через стенки трубок между частью подпиточной воды, проходящей через трубки и коллекторы газоводяного поверхностного теплообменника 6, и частью дымовых газов, проходящих через бак газоводяного поверхностного теплообменника 6. После чего обе части подпиточной воды из первого и второго отводящих трубопроводов 11, 13 поступают в бак подпитки тепловой сети 12, из которого подпиточная вода направляется к потребителю через четвертый отводящий трубопровод 24. Конденсат, образующийся в результате охлаждения части дымовых газов, проходящей через бак газоводяного поверхностного теплообменника 6, отводится из конденсатосборника через трубопровод для отвода конденсата 15 и установленный на его линии гидрозатвор 16 в бак для сбора конденсата 17. После чего конденсат из бака для сбора конденсата 17 с помощью второго насоса 19 перекачивается в декарбонизатор 20, в который также подается воздух из атмосферы с помощью его вентилятора. Скорость вращения вентилятора декарбонизатора 20 автоматически регулируется по сигналу подключенного к нему расходомера воды 18. В случае увеличения расхода конденсата скорость вращения вентилятора автоматически увеличивается и, таким образом, увеличивается расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор 20 из атмосферы, а в случае уменьшения - автоматически уменьшается и, таким образом, уменьшается расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор 20 из атмосферы. Углекислый газ СО2, отделяемый от конденсата дымовых газов в декарбонизаторе 20 вместе с частью конденсата, количество которого составляет около 5% от общего количества отделяемого от дымовых газов конденсата, направляется через третий отводящий трубопровод 23 в байпасный трубопровод 4 между первым запорно-регулирующим устройством 5 и газоводяным поверхностным теплообменником 6. После чего часть конденсата, количество которого составляет около 5% от общего количества отделяемого от дымовых газов конденсата, попадает в конденсатосборник газоводяного поверхностного теплообменника 6 и направляется оттуда в бак для сбора конденсата 17, а углекислый газ СО2 направляется через байпасный газоход 4 в основной газоход 1, из которого углекислый газ СО2 выходит через дымовую трубу 3 в атмосферу. При отсутствии третьего отводящего трубопровода 23 часть конденсата, количество которого составляет около 5% от общего количества отделяемого от дымовых газов конденсата, вместе с углекислым газом СО2 приходилось бы выводить из декарбонизатора 20 сразу в атмосферу, что приводило бы к потерям указанной части конденсата и увеличению локальной концентрации углекислого газа СО2 в атмосфере, поскольку площадь поперечного сечения выходного патрубка декарбонизатора 20 меньше, чем площадь поперечного сечения выхода дымовой трубы 3. Кроме того выход дымовой трубы 3 располагается выше, чем выход декарбонизатора 20, что обеспечивает распыление СО2 на большей высоте в атмосфере. Конденсат из декарбонизатора 20 подается через трубопровод для отвода конденсата 15 в четыре механических фильтра 21 и в четыре катионитных фильтра 22 для осуществления его очистки, а затем поступает к потребителю.During the operation of the
Таким образом, с учетом вышесказанного, при эксплуатации заявляемой установки для утилизации тепла дымовых газов обеспечивается отделение конденсата от дымовых газов, отводимых из основного газохода 1 в байпасный газоход 4 на подогрев подпиточной воды, обеспечивается очистка конденсата, отделенного от дымовых газов, обеспечивается автоматическое регулирование скорости вращения вентилятора декарбонизатора 20 в зависимости от количества поступающего в него конденсата, отделенного от дымовых газов, уменьшается потеря конденсата, отделенного от дымовых газов, и обеспечивается снижение локальной концентрации в воздухе отделенного от вышеуказанного конденсата углекислого газа СО2, выбрасываемого в атмосферу.Thus, in view of the foregoing, during the operation of the proposed installation for flue gas heat recovery, separation of condensate from flue gases discharged from the main flue 1 into the
Промышленная применимостьIndustrial Applicability
Патентуемое изобретение отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и фигуре достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами, а используемые средства просты и доступны для промышленной реализации в области теплоэнергетики.The patented invention meets the condition of "industrial applicability". The essence of the technical solution is disclosed in the formula, description and figure clearly enough for understanding and industrial implementation by the relevant specialists, and the means used are simple and accessible for industrial implementation in the field of thermal power engineering.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2793500C1 true RU2793500C1 (en) | 2023-04-04 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2828022C1 (en) * | 2024-05-02 | 2024-10-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК") | Irrigation-condensation type flue gas heat recovery unit with irrigation water heating |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004232561A (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combined power plant and method of operating the power plant |
| RU2366858C1 (en) * | 2008-04-09 | 2009-09-10 | Закрытое акционерное общество "Энергомаш (Холдинг)" | Utilisation steam boiler plant |
| RU2382937C1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-02-27 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (ОАО "ЭНИН") | Boiler plant |
| RU2436011C1 (en) * | 2010-07-01 | 2011-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Flue gas heat utilisation device and method of its operation |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004232561A (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combined power plant and method of operating the power plant |
| RU2366858C1 (en) * | 2008-04-09 | 2009-09-10 | Закрытое акционерное общество "Энергомаш (Холдинг)" | Utilisation steam boiler plant |
| RU2382937C1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-02-27 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (ОАО "ЭНИН") | Boiler plant |
| RU2436011C1 (en) * | 2010-07-01 | 2011-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Flue gas heat utilisation device and method of its operation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2828022C1 (en) * | 2024-05-02 | 2024-10-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК") | Irrigation-condensation type flue gas heat recovery unit with irrigation water heating |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104180378B (en) | Method for online elimination of ammonium bisulfate clogging of air pre-heaters of coal-fired boiler of thermal power plant | |
| CN104048307A (en) | Smoke waste heat comprehensive utilization device and method | |
| CN208282145U (en) | A kind of station boiler rotary regenerative air preheater for preventing dust stratification from staiing deposition | |
| CN110882611B (en) | Boiler flue gas whitening system | |
| CN108072045B (en) | Energy-saving low-carbon haze reduction system for boiler flue gas | |
| CN110102139A (en) | A method of it is taken off for boiler smoke multi-stage heat exchanger white | |
| CN102410036A (en) | High-speed mine return-air heat exchanger and application method thereof | |
| RU2436011C1 (en) | Flue gas heat utilisation device and method of its operation | |
| CN106090971A (en) | A kind of combined steam flue gas MGGH system and method | |
| US20190242576A1 (en) | Flue gas treatment system and method | |
| CN113983488A (en) | Anti-blocking system and method for air preheater of coal-fired unit boiler | |
| CN207648835U (en) | A kind of boiler exhaust gas waste heat recovery heat supply three towers unification heat transfer spray tower | |
| RU2793500C1 (en) | Installation for heat recovery of flue gases and purification of their condensate | |
| CN108731012A (en) | A kind of device and method eliminated for the wet plume in coal-burning power plant | |
| CN105041475A (en) | Efficient gas turbine power generation ATPG system | |
| RU2083919C1 (en) | Plant for recovery of heat in heat generator with gas cleaning system | |
| CN113251434A (en) | Subcritical boiler multi-target collaborative optimization air preheater anti-blocking system | |
| CN212901524U (en) | Enamel pipe heat exchanger system for wet desulphurization flue gas of waste incineration | |
| CN212407132U (en) | Cold smoke blower system with acid liquid corrosion prevention function | |
| RU2735042C1 (en) | Condensation heat recovery unit | |
| RU2828022C1 (en) | Irrigation-condensation type flue gas heat recovery unit with irrigation water heating | |
| WO2022206015A1 (en) | Flue gas waste heat and condensate water recovery system for gas-fired hot water boiler | |
| CN211537169U (en) | Boiler flue gas whitening system | |
| RU2784567C1 (en) | Flue gas heat recovery unit | |
| RU2202732C2 (en) | Operating process and mechanical design of thermal power plant incorporating complex system for deep heat recovery and pollutants emission reduction |