PL228620B1 - Sposób i urządzenie do chłodzenia kondensatu oraz odzyskiwania z niego ciepła w instalacji kotłowej - Google Patents

Sposób i urządzenie do chłodzenia kondensatu oraz odzyskiwania z niego ciepła w instalacji kotłowej

Info

Publication number
PL228620B1
PL228620B1 PL411788A PL41178815A PL228620B1 PL 228620 B1 PL228620 B1 PL 228620B1 PL 411788 A PL411788 A PL 411788A PL 41178815 A PL41178815 A PL 41178815A PL 228620 B1 PL228620 B1 PL 228620B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
condensate
boiler
cooler
combustion air
condenser
Prior art date
Application number
PL411788A
Other languages
English (en)
Other versions
PL411788A1 (pl
Inventor
Joonas Arola
Seppo Tuominiemi
Original Assignee
Valmet Technologies Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valmet Technologies Oy filed Critical Valmet Technologies Oy
Publication of PL411788A1 publication Critical patent/PL411788A1/pl
Publication of PL228620B1 publication Critical patent/PL228620B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/06Returning energy of steam, in exchanged form, to process, e.g. use of exhaust steam for drying solid fuel or plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/04Arrangements of recuperators
    • F23L15/045Arrangements of recuperators using intermediate heat-transfer fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • F24H8/003Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation having means for moistening the combustion air with condensate from the combustion gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Description

(22) Data zgłoszenia: 27.03.2015
RZECZPOSPOLITA
POLSKA
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej
Sposób i urządzenie do chłodzenia kondensatu oraz odzyskiwania z niego ciepła ( ' w instalacji kotłowej
(30) Pierwszeństwo: 28.03.2014, FI, 20145295 (73) Uprawniony z patentu:
Valmet Technologies Oy, Espoo, FI
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 12.10.2015 BUP 21/15 (72) Twórca(y) wynalazku: JOONAS AROLA, Tampere, FI SEPPO TUOMINIEMI, Pirkkala, FI
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (74) Pełnomocnik: rzecz, pat. Marek Łazewski
30.04.2018 WUP 04/18
CM co
CM
CM
Ω.
PL 228 620 B1
Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu chłodzenia kondensatu oraz odzyskiwania z niego ciepła w instalacji kotłowej, przy czym ciepło jest przekazywane do przepływu czynnika z gorącej cieczy skraplanej z pary. Wynalazek dotyczy również urządzenia w instalacji kotłowej, zawierającego skraplacz oraz chłodnicę podłączoną do skraplacza, do chłodzenia gorącego kondensatu pochodzącego ze skraplacza oraz do przenoszenia jego ciepła do przepływu czynnika przechodzącego przez chłodnicę.
Celem wynalazku jest wykorzystanie zawartości ciepła gorących gazów spalinowych wytwarzanych w instalacji kotłowej tak skutecznie, jak to możliwe. Poprzez kondensację pary wodnej zawartej w gazach spalinowych, istnieje również możliwość odzyskania ciepła kondensacji, przy czym ciepło to może być wykorzystane, na przykład, w ciepłownictwie. Przykład takiego rozwiązania jest przedstawiony w fińskim patencie FI 122857. Fiński patent FI 122905 przedstawia instalację do kondensacji gazów spalinowych, zawierającą dwa lub trzy skraplacze, z których najczystszy kondensat, to znaczy kondensat z ostatniego skraplacza wprowadza się do wody w nawilżaczu powietrza do spalania, aby zastąpić roztwór nawilżający odparowany w nawilżaczu, przy czym roztwór nawilżający składa się z krążącej w wymienniku ciepła wody z ostatniego skraplacza. Ze skraplaczy przed ostatnim skraplaczem, usuwa się gorący kondensat jako taki do instalacji uzdatniania wody.
Wynik kondensacji pary stanowi gorący kondensat, który musi być ochłodzony do poziomu wymaganego w licencji środowiskowej. Chłodzenie odbywa się w chłodnicy wody surowej lub chłodnicy powietrza.
Wymiennik ciepła wody stosowany w chłodnicy wody surowej zwiększa zużycie wody przez instalację. Gdy używana jest chłodnica powietrza, ciepło jest tracone, szczególnie w lecie, poprzez co jest ono słabo wykorzystywane do ogrzewania, na przykład budynków.
Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie skutecznego sposobu chłodzenia kondensatu do wymaganego poziomu, poprzez co możliwe jest jednocześnie odzyskiwanie ciepła zawartego w kondensacie.
Przedmiotem wynalazku jest sposób chłodzenia kondensatu oraz odzyskiwania z niego ciepła w instalacji kotłowej, w którym ciepło z gorącej cieczy skraplanej z pary przekazuje się do przepływu czynnika, charakteryzujący się tym, że jedynie część powietrza spalania wprowadzanego do kotła, nie więcej niż 25% objętości całkowitej ilości powietrza spalania, doprowadza się do bezpośredniego kontaktu z gorącym kondensatem, z którego ciepło oraz wilgotność przekazuje się w bezpośrednim kontakcie do powietrza spalania, poprzez co kondensat chłodzi się, a ochłodzony kondensat odprowadza się.
W sposobie według wynalazku korzystnie kondensat chłodzi się poprzez umożliwienie mu przepływu przeciwprądowo w odniesieniu do powietrza spalania.
W sposobie według wynalazku korzystnie kondensat przenosi się przez warstwę z wypełnieniem przeciwprądowo w odniesieniu do powietrza spalania.
W sposobie według wynalazku także korzystnie mierzy się temperaturę kondensatu, który ma być odprowadzany, oraz na podstawie pomiaru dostosowuje się zdolność chłodzenia.
W sposobie według wynalazku korzystnie zdolność chłodzenia dostosowuje się poprzez zmianę natężenia przepływu powietrza spalania kontaktowanego z gorącym kondensatem.
W sposobie według wynalazku korzystnie kondensat chłodzi się do temperatury wylotowej pomiędzy 30 a 40°C.
W sposobie według wynalazku korzystnie kondensat chłodzi się do temperatury wylotowej pomiędzy 20 a 30°C.
W sposobie według wynalazku korzystnie kondensat jest kondensatem otrzymywanym przez kondensowanie gazów spalinowych.
W sposobie według wynalazku korzystnie cały gorący kondensat otrzymywany przez kondensowanie gazów spalinowych kotła chłodzi się przez część powietrza spalania wprowadzanego do kotła.
Przedmiotem wynalazku jest także urządzenie do chłodzenia kondensatu w instalacji kotłowej, zawierające skraplacz oraz chłodnicę podłączoną do skraplacza, do chłodzenia gorącego kondensatu pochodzącego ze skraplacza oraz do przenoszenia jego ciepła do przepływu czynnika przechodzącego przez chłodnicę charakteryzujące się tym, że skraplacz jest podłączony do chłodnicy kondensatu, przez którą kanał rozgałęziający się od kanału powietrza spalania kotła jest wprowadzany w kocioł, w którym chłodnica kondensatu ma bezpośrednie połączenie wymiany ciepła oraz masy pomiędzy powietrzem spalania a kondensatem, oraz kanał wylotowy dla kondensatu rozciąga się od chłodnicy kondensatu
PL 228 620 B1 do odprowadzania ochłodzonego kondensatu z instalacji kotłowej, przy czym jedynie część powietrza spalania z kotła, nie więcej niż 25% objętości całkowitej ilości powietrza, jest zaadaptowana aby być transportowaną przez chłodnicę kondensatu.
W urządzeniu według wynalazku korzystnie chłodnica kondensatu zawiera warstwę z wypełnieniem, linię łączącą skraplacz, a chłodnica kondensatu zakończona jest powyżej warstwy z wypełnieniem, przy czym kanał rozgałęziający się od kanału powietrza spalania jest wprowadzany poniżej warstwy z wypełnieniem w chłodnicy, oraz kanał rozciąga się do kotła znad warstwy z wypełnieniem.
W urządzeniu według wynalazku korzystnie kanał powietrza spalania rozgałęzia się od kanału dla powietrza wtórnego kotła do chłodnicy.
W urządzeniu według wynalazku korzystnie urządzenie zawiera zamkniętą pętlę sterowania z czujnikiem temperatury w połączeniu pomiarowym z chłodzonym kondensatem, który ma być odprowadzany, oraz urządzenie sterujące podłączone do czujnika temperatury.
W urządzeniu według wynalazku korzystnie skraplacz jest skraplaczem gazów spalinowych, na przykład skraplaczem z płuczką wieżową albo skraplaczem rurowym, przez który przechodzi kanał gazów spalinowych kotła.
W sposobie według wynalazku temperatura ochłodzonego kondensatu, który ma być odprowadzany jest monitorowana przez czujnik temperatury, oraz zdolność chłodzenia dostosowuje się, jeśli jest to wymagane.
W sposobie według wynalazku jedynie część całkowitej ilości powietrza wprowadzanego do kotła wykorzystywana jest we wskazany powyżej sposób do chłodzenia gorącego kondensatu, nie więcej niż 25% obj. całkowitej ilości powietrza spalania. Normalnie do chłodzenia kondensatu wystarczające jest 10% obj. całkowitej ilości powietrza spalania, albo mniej. Na przykład, w kotłach z doprowadzeniem powietrza wtórnego dodatkowo poza doprowadzeniem powietrza pierwotnego, kondensat może być wprowadzany w chłodnicę-nawilżacz, przez którą prowadzona jest część powietrza wtórnego kotła.
Korzystnie, cały kondensat utworzony z gazów spalinowych z kotła w reakcji kondensacji, po oddzieleniu części stałych (odpylacz elektrostatyczny, filtr workowy) i mający temperaturę co najmniej 40°C jest chłodzony przez część powietrza spalania w opisany powyżej sposób, a kondensat ochłodzony do temperatury wylotowej i spełniający wymogi pozwolenia środowiskowego jest następnie odprowadzany z instalacji kotłowej. Temperatura gorącego kondensatu, który ma być chłodzony wynosi 40°C lub więcej, zazwyczaj od 40 do 75°C lub od 50 do 75°C, w zależności od sposobu kondensacji. Skraplacz może być również podłączony do obiegu wody sieciowej, do przenoszenia ciepła kondensowania do wody powrotnej systemu ciepłowniczego.
Poniżej, bardziej szczegółowo zostanie opisany sposób z odniesieniem do załączonego rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia sposób i urządzenie według wynalazku w widoku schematycznym.
Fig. 1 przedstawia sposób oraz urządzenie do kondensowania gazów spalinowych oraz chłodzenia kondensatu w instalacji kotłowej. Urządzenie zawiera skraplacz 1 gazów spalinowych, w którym są skraplane gazy spalinowe wytwarzane przez spalanie paliwa w kotle. Kanał F gazów spalinowych rozciąga się od kotła przez skraplacz 1. Kanał F gazów spalinowych jest wprowadzany w dolną część skraplacza. Gazy spalinowe poddaje się kondensacji, ponieważ są chłodzone przez cyrkulującą wodę, którą przepuszcza się przez warstwę z wypełnieniem 1c w górnej części skraplacza, w przeciwprądzie do gazów spalinowych, przy czym cyrkulująca woda jest chłodniejsza niż temperatura punktu rosy. Temperatura punktu rosy gazów spalinowych wynosi zwykle od 60 do 70°C. Gdy para wodna zawarta w gazach spalinowych ulega kondensacji w ciecz w skraplaczu 1, utworzony jest gorący kondensat, który nie może być odprowadzany jako taki do instalacji wodnej lub do instalacji kanalizacyjnej. Temperatura kondensatu wytwarzanego przez skraplacz wynosi zwykle około 50 do 75°C, i musi on zostać ochłodzony do poziomu wymaganego dla pozwolenia środowiskowego.
Na figurze, skraplacz 1 jest tak zwanym skraplaczem - płuczką wieżową, w której uprzednio oczyszczone gazy spalinowe są przemywane w przeciwprądzie, w którym jest kondensowana zawarta w nich para wodna. Kondensat utworzony jest w górnej części skraplacza 1, gdy gazy spalinowe są chłodzone w bezpośrednim kontakcie z wodą obiegową płynącą w przeciwprądzie. Kondensat z górnej części gromadzi się na przegrodzie skraplacza, skąd przepływa wzdłuż rury przelewowej lub podobnej do dolnej części skraplacza. Część wody zgromadzonej na przegrodzie krąży jako woda obiegowa przez wymiennik ciepła 6, w którym jest chłodzona, do wody chłodzącej, która jest chłodniejsza niż punkt rosy, i która może być ponownie użyta do kondensowania gazów spalinowych. W stanie równo wagi, kondensat wpływający do części dolnej skraplacza odpowiada ilości kondensatu utworzonego z gazów spalinowych w części górnej.
PL 228 620 B1
Kondensat przepływa wzdłuż rury przelewowej lub podobnego systemu przelewowego (nie pokazano) na dół dolnej części skraplacza. W dolnej części skraplacza, woda, a w praktyce gorący kondensat, przepływa przez pompę P1, od dołu do dozownika 1b cieczy płuczącej płuczki wieżowej, takiego jak dysze lub podobne, do chłodzenia gazów spalinowych. Część, która odpowiada ilości kondensat u utworzonego w skraplaczu 1 jest przenoszona z obiegu 1a cieczy płuczącej wzdłuż linii 2 do chłodnicy 3 dla kondensatu. W dolnej części skraplacza 1, gazy spalinowe przepływają do górnej części, dla powyżej opisanej kondensacji i etapu odzyskiwania ciepła, gdzie płyną do góry przez warstwę z wypełnieniem 1c i w przeciwprądzie względem wody obiegowej, która jest wtryskiwana do warstwy z wypełnieniem 1c od góry. Para wodna kondensuje się z gazów spalinowych, a w tym samym czasie, ciepło z nich przekazywane jest do wody obiegowej. Woda jest gromadzona na dnie w etapie kondensowania (na przegrodzie skraplacza), przy czym część wody jest przenoszona do dolnej części skraplacza, oraz dalej od skraplacza, aby chłodzić kondensat, jak to opisano powyżej, oraz część jest pompowana przez pompę P2 z powrotem do wody obiegowej 1d przez wymiennik ciepła 6. W wymienniku ciepła 6, woda z wody obiegowej ochładza się i może być wykorzystywana do ogrzewania wody powrotnej 7 z miejskiej sieci ciepłowniczej. Inną alternatywą dla przeprowadzania kondensacji w jednym etapie jest tak zwana chłodnica rurowa, w której skraplane są gazy spalinowe przez pośrednią wymianę ciepła przez zastosowanie cieczy chłodzącej. Kondensat jest przenoszony ze skraplacza rurowego do chłodnicy 3 dla kondensatu. W skraplaczu rurowym, gazy spalinowe przenoszone są przez rury, a woda powrotna z miejskiej sieci ciepłowniczej krąży jako ciecz chłodząca po stronie płaszcza (wokół rur) skraplacza. Woda wtryskiwana jest do gazów spalinowych, zanim zostaną one przeniesione do rur, w celu osiągnięcia temperatury punktu rosy oraz intensyfikacji wymiany ciepła.
W obu przypadkach, gazy spalinowe są oczyszczane z pyłów przed skraplaniem; innymi słowy, kondensat jest w praktyce, wolny od części stałych, i nie wymaga oczyszczenia. Do oczyszczania gazów odlotowych może być stosowany odpylacz elektrostatyczny lub filtr workowy. Ponadto, gazy spalinowe mogą być oczyszczane za pomocą dostarczanych do kotła produktów chemicznych (na przykład, emisje dwutlenku siarki są kontrolowane przez dostarczanie wapna do kotła) lub w filtrze workowym może być umieszczany dodatek.
Przenoszenie kondensatu z obiegu 1a do chłodnicy 3 dla kondensatu może być sterowane za pomocą czujnika L do monitorowania poziomu w dolnej części skraplacza 1, oraz sterowanie zaworem odcinającym V w linii 2.
Chłodnica 3 dla kondensatu jest tak zwaną chłodnicą-nawilżaczem, przez którą prowadzony jest kanał 4 powietrza spalania wprowadzanego do kotła. Jedynie część powietrza spalania z kotła jest przenoszona poprzez chłodnicę-nawilżacz, na przykład nie więcej niż 25% obj. całkowitej ilości powietrza, zwykle tylko 10% obj. lub mniej.
Na Fig. 1 kanał 4 dla powietrza spalania stanowi kanał rozgałęziający się od kanału dla powietrza wtórnego w kotle.
W chłodnicy-nawilżaczu, powietrze spalania oraz gorący kondensat są doprowadzane do bezpośredniego kontaktu ze sobą. Ciepło jest przekazywane z cieczy do powietrza spalania, przy czym powietrze spalania wprowadzane do kotła jest ogrzewane, a kondensat jest chłodzony. Kondensat jest korzystnie chłodzony do temperatury wynoszącej 30 do 40°C, przy której może być odprowadzany do instalacji ściekowej lub do instalacji wodnej. Wilgotność jest również przenoszona z kondensatu do powietrza spalania, co zwiększa chłodzenie kondensatu, gdy wodę odparowuje się z kondensatu. Jednocześnie, powietrze spalania jest nawilżane do punktu rosy. W ten sposób, chłodnica 3 dla kondensatu może być również stosowany do nawilżania powietrza spalania wprowadzanego do kotła.
Konstrukcyjnie, chłodnica-nawilżacz stanowi wieżowy zbiornik, którego górna część jest zasilana przez linię 2 gorącego kondensatu powyżej warstwy z wypełnieniem 3a w zbiorniku. Na końcu linii 2, kondensat rozpyla się na warstwę z wypełnieniem 3a. W dolnej części zbiornika, poniżej warstwy z wypełnieniem 3a, wprowadzany jest kanał 4 powietrza spalania, mający dmuchawę B, aby regulować szybkość powietrza, które przepływa przez chłodnicę 3 dla kondensatu. Kanał 4 powietrza spalania rozgałęzia się od kanału powietrza wtórnego (nie pokazano) do kotła, od strony ciśnieniowej jego głównej dmuchawy, z której dmuchawa B może pobierać ilość powietrza wymaganego do chłodzenia kondensatu.
Kondensat będzie prowadzony przez warstwę z wypełnieniem 3a, w przeciwprądzie w odniesieniu do powietrza spalania, które będzie przepływać przez warstwę z wypełnieniem 3a, aż do górnej części zbiornika. Kanał 4 dla powietrza spalania przebiega dalej od górnej części zbiornika do kotła. Po przejściu przez warstwę z wypełnieniem oraz po ogrzaniu i nawilżeniu kondensatem, powietrze
PL 228 620 B1 spalania przepływa dalej od chłodnicy-nawilżacza wzdłuż kanału 4 do kotła. Powietrze spalania pochodzące z chłodnicy jest wstępnie ogrzewane w wymienniku ciepła 10, albo przez parę wodną albo gorącą wodę 11.
Kondensat, po przejściu przez warstwę z wypełnieniem 3a, został ochłodzony do temperatury bliskiej punktu rosy powietrza wlotowego. Ochłodzony kondensat gromadzi się na dnie zbiornika, skąd wypływa przez kanał wylotowy 5. Temperatura wypływającego kondensatu jest monitorowana za pomocą czujnika temperatury T umieszczonego w kanale wylotowym 5. Linia przesyłowa sygnału S rozciąga się od czujnika temperatury do urządzenia sterującego C dostosowanego do regulacji siłownika w zależności od temperatury, w tym przypadku silnika A dmuchawy B do wdmuchiwania powietrza do chłodnicy 3. W ten sposób zapewniona jest automatyczna zamknięta (sprzężenie zwrotne) pętla sterowania, w której temperatura wypływającego kondensatu może być utrzymywana w pożądanych granicach. Zmieniając szybkość powietrza przepływającego przez chłodnicę 3, możliwe jest dostosowanie temperatury wypływającego kondensatu. Ponadto, sterowanie nie ma wpływu na całkowitą ilość powietrza wtórnego wprowadzanego do kotła, ponieważ tylko część powietrza wtórnego wchodzi do kotła przez chłodnicę 3 dla kondensatu.
Kondensat, który chłodzi się do temperatury zgodnie z licencją środowiskową może być odprowadzany z instalacji kotłowej przez kanał wylotowy 5 do instalacji kanalizacyjnej lub do instalacji wodnej, które są oznaczone odnośnikiem 8.
W dalszej części opisu, przedstawimy kilka przykładów możliwych wartości wymiarów i stanów, które nie powinny być rozumiane jako ograniczające wynalazek:
T a b e l a
Parametry chłodnicy natryskowej
Warstwa z wypełnieniem w chłodnicy natryskowej, średnica 1,6 m, wysokość 2,7 m
Ilość kondensatu do: 7 kg/s z: 6,53 kg/s
Temperatura skroplin do: 70°C z: 27,5°C
Szybkość powietrza spalania do: 4,78 m3n/s z: 5,37 m3n/s
Temperatura powietrza spalania do: 40°C z: 50,8°C
Wilgotność powietrza spalania do: 14 g/kg z: 93 g/kg
Temperatura punktu rosy dolotowego powietrza spalania wykorzystywanego do chłodzenia wynosi 19,2°C. Powietrze spalania pobierane jest z górnej części budynku kotłowni.
Przykład pokazuje, że gorący kondensat może być chłodzony do temperatury niższej niż tem peratura powietrza wlotowego. Według tego sposobu, możliwe jest również chłodzenie kondensatu do temperatury wylotowej niższej niż 30°C, na przykład w zakresie temperatur od 20 do 30°C.
Wymiary i ilości będą zależeć, między innymi, od wielkości kotła, tak że powyższy przykład nie powinien być traktowany jako ograniczający, nawet w tym względzie.
Funkcją chłodnicy-nawilżacza jest przede wszystkim obróbka gorącego kondensatu, ale w tym samym procesie powietrze spalania jest ogrzewane i nawilżane. Zatem, ciecz do obróbki w chłodnicy-nawilżaczu składa się wyłącznie z wody otrzymanej w wyniku kondensacji pary wodnej z gazów spalinowych. Jednakże, możliwe jest również wprowadzanie innych gorących (co najmniej 50°C lub wyższej) frakcji wodnych do obróbki, które to frakcje pochodzą z skraplanej pary, i mogą być albo chłodzone oddzielnie albo mieszane z frakcją otrzymaną ze skraplacza gazów spalinowych. Te pozostałe kondensaty wprowadzone w chłodnicę-nawilżacz są oznaczone odnośnikiem 9. Pozostałe takie frakcje wodne obejmują, w szczególności, inne kondensaty instalacji kotłowej, na przykład kondensaty z turbiny parowej, kondensaty wytworzone w procesie przemysłowym, takie jak drugorzędowe kondensaty ze ścieralni, wśród których znaczną część tworzą kondensaty uzyskane z parownika ługu czarnego. Drugorzędowe kondensaty ze ścieralni mogą być chłodzone za pomocą, na przykład, powietrza spalania z kotła kory ścieralni lub odpowiedniego kotła do spalania biopaliwa na bazie drewna, przez przenoszenie części powietrza spalania do kotła w kontakcie z gorącym kondensatem.
Kocioł, w którym część powietrza spalania jest wykorzystywana do chłodzenia kondensatu wytwarzanego przez gazy spalinowe w tym samym kotle, jest kotłem, który spala paliwa stałe, takie które wytwarzają wilgotne gazy spalinowe. Paliwa te obejmują biopaliwa, na przykład wióry drewna, torf, korę i różne paliwa pochodzące z recyklingu, a także węgiel. Ponadto, gazy spalinowe wytworzone przez
PL 228 620 B1 naturalny gaz z kotła można kondensować, a otrzymany kondensat można obrabiać w sposób przedstawiony powyżej. Kocioł może być kotłem grzewczym, na przykład kotłem w instalacji ciepłowniczej lub kotłem do wytwarzania energii cieplnej i energii elektrycznej.
Kocioł może mieć konwencjonalną budowę ogólną, zawierającą palenisko przystosowane do spalania paliwa (takiego jak niektóre paliwa stałe wspomniane powyżej) i przystosowane do przekazywania ciepła wytwarzanego w wyniku spalania do czynnika przenoszącego ciepło, zwykle wody i/lub pary wodnej, do kotła w kontakcie wymiany ciepła z paleniska, zwykle w postaci ścian rurowych wokół paleniska.

Claims (13)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób chłodzenia kondensatu oraz odzyskiwania z niego ciepła w instalacji kotłowej, w którym ciepło z gorącej cieczy skraplanej z pary przekazuje się do przepływu czynnika, znamienny tym, że jedynie część powietrza spalania wprowadzanego do kotła, nie więcej niż 25% objętości całkowitej ilości powietrza spalania, doprowadza się do bezpośredniego kontaktu z gorącym kondensatem, z którego ciepło oraz wilgotność przekazuje się w bezpośrednim kontakcie do powietrza spalania, poprzez co kondensat chłodzi się, a ochłodzony kondensat odprowadza się.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kondensat chłodzi się poprzez umożliwienie mu przepływu przeciwprądowo w odniesieniu do powietrza spalania.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kondensat przenosi się przez warstwę z wypełnieniem przeciwprądowo w odniesieniu do powietrza spalania.
  4. 4. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że mierzy się temperaturę kondensatu, który ma być odprowadzany, oraz na postawie pomiaru dostosowuje się zdolność chłodzenia.
  5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zdolność chłodzenia dostosowuje się poprzez zmianę natężenia przepływu powietrza spalania kontaktowanego z gorącym kondensatem.
  6. 6. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że kondensat chłodzi się do temperatury wylotowej pomiędzy 30 a 40°C.
  7. 7. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń 1 do 5, znamienny tym, że kondensat chłodzi się do temperatury wylotowej pomiędzy 20 a 30°C.
  8. 8. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że kondensat jest kondensatem otrzymywanym przez kondensowanie gazów spalinowych.
  9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że cały gorący kondensat otrzymywany przez kondensowanie gazów spalinowych kotła chłodzi się przez część powietrza spalania wprowadzanego do kotła.
  10. 10. Urządzenie do chłodzenia kondensatu w instalacji kotłowej, zawierające skraplacz (1) oraz chłodnicę podłączoną do skraplacza, do chłodzenia gorącego kondensatu pochodzącego ze skraplacza oraz do przenoszenia jego ciepła do przepływu czynnika przechodzącego przez chłodnicę, znamienne tym, że skraplacz jest podłączony do chłodnicy (3) kondensatu, przez którą kanał (4) rozgałęziający się od kanału powietrza spalania kotła jest wprowadzany w kocioł, w którym chłodnica kondensatu ma bezpośrednie połączenie wymiany ciepła oraz masy pomiędzy powietrzem spalania a kondensatem, oraz kanał (5) wylotowy dla kondensatu rozciąga się od chłodnicy (3) kondensatu do odprowadzania ochłodzonego kondensatu z instalacji kotłowej, przy czym jedynie część powietrza spalania z kotła, nie więcej niż 25% objętości całkowitej ilości powietrza, jest zaadaptowana aby być transportowaną przez chłodnicę (3) kondensatu.
  11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że chłodnica (3) kondensatu zawiera warstwę z wypełnieniem (3a), linię (2) łączącą skraplacz (1), a chłodnica (3) kondensatu zakończona jest powyżej warstwy z wypełnieniem (3a), przy czym kanał (4) rozgałęziający się od kanału powietrza spalania jest wprowadzany poniżej warstwy z wypełnieniem (3a) w chłodnicy (3), oraz kanał (4) rozciąga się do kotła znad warstwy z wypełnieniem (3a).
  12. 12. Urządzenie według zastrz. 10 albo 11, znamienne tym, że kanał powietrza spalania (4) rozgałęzia się od kanału dla powietrza wtórnego kotła do chłodnicy (3).
    PL 228 620 Β1
  13. 13. Urządzenie według dowolnego z poprzednich zastrz. od 10 do 12, znamienne tym, że urządzenie zawiera zamkniętą pętlę sterowania z czujnikiem temperatury CD w połączeniu pomiarowym z chłodzonym kondensatem, który ma być odprowadzany, oraz urządzenie sterujące (C) podłączone do czujnika temperatury CD14. Urządzenie według dowolnego z poprzednich zastrz. od 10 do 13, znamienne tym, że skraplacz (1) jest skraplaczem gazów spalinowych, na przykład skraplaczem z płuczką wieżową albo skraplaczem rurowym, przez który przechodzi kanał (F) gazów spalinowych kotła.
    Rysunek
PL411788A 2014-03-28 2015-03-27 Sposób i urządzenie do chłodzenia kondensatu oraz odzyskiwania z niego ciepła w instalacji kotłowej PL228620B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20145295 2014-03-28
FI20145295A FI125778B (fi) 2014-03-28 2014-03-28 Menetelmä ja laitteisto lauhteen jäähdyttämiseksi ja sen lämmön talteenottamiseksi kattilalaitoksessa

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL411788A1 PL411788A1 (pl) 2015-10-12
PL228620B1 true PL228620B1 (pl) 2018-04-30

Family

ID=54263878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL411788A PL228620B1 (pl) 2014-03-28 2015-03-27 Sposób i urządzenie do chłodzenia kondensatu oraz odzyskiwania z niego ciepła w instalacji kotłowej

Country Status (4)

Country Link
EE (1) EE05794B1 (pl)
FI (1) FI125778B (pl)
PL (1) PL228620B1 (pl)
SE (1) SE541898C2 (pl)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE455226B (sv) * 1986-10-23 1988-06-27 Scandiaconsult Ab Forfarande och anordning for rokgaskondensering samt forvermning och befuktning av forbrenningsluft vid forbrenningsanleggningar
WO2010149173A2 (en) * 2009-06-26 2010-12-29 Dall Energy Holding Aps Method and system for cleaning of and heat recovery from hot gases

Also Published As

Publication number Publication date
PL411788A1 (pl) 2015-10-12
EE201500013A (et) 2015-11-16
FI125778B (fi) 2016-02-15
SE541898C2 (en) 2020-01-02
FI20145295A (fi) 2015-09-29
SE1550342A1 (sv) 2015-09-29
EE05794B1 (et) 2017-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7585476B2 (en) Process for controlling the moisture concentration of a combustion flue gas
CN104930539B (zh) 一种燃煤电厂烟气回热系统及节能节水超净排放方法
EP1946006B1 (en) Method and system for heating of water based on hot gases
CN105879596B (zh) 一种吸收式脱硫烟气除湿系统及方法
CN107261699A (zh) 一种脱硫烟气超净除尘消白烟的装置和方法
JP5881751B2 (ja) 熱補償付きボイラーユニット抽出蒸気汚泥乾燥システム
RU2436011C1 (ru) Устройство утилизации тепла дымовых газов и способ его работы
CN107648978A (zh) 湿法脱硫烟气消除烟羽系统及方法
JP2014509559A5 (pl)
CN103486603B (zh) 一种烟气处理装置及处理方法
CN109059028A (zh) 一种脱硫烟气消白系统
CN206935061U (zh) 一种湿法脱硫烟气处理装置
CN208025546U (zh) 一种用于湿烟气除白的热虹吸换热器
CN109395527A (zh) 一种湿法脱硫烟气除湿脱白系统及方法
WO2012172173A1 (en) Method and equipment for utilizing thermal energy
US8939676B2 (en) Ammonia stripper
CN108368444A (zh) 可燃颗粒干燥系统
CN104154553B (zh) 一种烟气处理装置
NO159044B (no) Fremgangsmaate og innretning til gjennoppvarming av avsvolvlede roekgasser.
CN107213745A (zh) 一种燃气除湿系统及兰炭尾气的除湿方法
EP2622129A2 (en) Flue gas heat recovery system and method
PL228620B1 (pl) Sposób i urządzenie do chłodzenia kondensatu oraz odzyskiwania z niego ciepła w instalacji kotłowej
CN207762939U (zh) 一种显著减少消除烟囱白雾拖尾的装置
RU2735042C1 (ru) Конденсационный теплоутилизатор
CN110631040A (zh) 一种高效节能烟气冷凝再热消白烟系统