RU137576U1

RU137576U1 - INDUSTRIAL CONDENSATE HEAT DISPOSAL SYSTEM

Info

Publication number: RU137576U1
Application number: RU2013123919/06U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Молчанов; Алексей Александрович Брюхов; Степан Аманович Старов; Виктор Анатольевич Егоров; Евгений Анатольевич Киселев; Андрей Станиславович Шабалин; Дмитрий Витальевич Орехов; Рустам Рашитович Хабибуллин; Андрей Владимирович Красиков; Сергей Николаевич Волженцев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург")
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-02-20

Abstract

Система утилизации тепла промышленного конденсата, включающая линию подачи парового конденсата в основной теплообменник, линию отвода конденсата в конденсатосборный бак и линию сетевой воды, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена линией низкотемпературного потока парового конденсата, соединенной с линией подачи парового конденсата перед основным теплообменником, линией высокотемпературного потока парового конденсата с расположенным на ней дополнительным теплообменником, установленным параллельно основному теплообменнику и соединенным с линией сетевой воды, а также исполнительными механизмами, установленными на соответствующих линиях.An industrial condensate heat recovery system including a steam condensate supply line to a main heat exchanger, a condensate drain line to a condensate collection tank and a network water line, characterized in that it is further provided with a low-temperature steam condensate flow line connected to the steam condensate supply line in front of the main heat exchanger, a line high-temperature steam condensate stream with an additional heat exchanger located on it, installed parallel to the main heat exchanger and connected to the network water line, as well as actuators installed on the respective lines.

Description

Полезная модель относится к системам утилизации тепла вторичных энергоресурсов и может использоваться в теплоэнергетике, а также в различных областях промышленности для использования теплоты промышленного конденсата.The utility model relates to heat recovery systems of secondary energy resources and can be used in the power industry, as well as in various industries for using the heat of industrial condensate.

Известны различные способы утилизации вторичных энергоресурсов, где утилизацию осуществляют путем передачи тепла от источника вторичных энергоресурсов к традиционному теплоносителю, которым является вода.There are various methods of recycling secondary energy resources, where recycling is carried out by transferring heat from a source of secondary energy resources to a traditional heat carrier, which is water.

В энергетической утилизационной установке, содержащей расширительную газовую турбину, включенную между трубопроводами высокого и низкого давления и соединенную с электрическим генератором, установленные после турбины сепаратор, циркуляционный насос конденсата, включенный в рассечку трубопровода конденсата, подогреватели газовой фазы и конденсата с трубопроводами подвода греющей среды, в рассечку трубопровода высокого давления на входе расширительной газовой турбины установлен смеситель, соединенный с одной стороны с сепаратором трубопроводом газовой фазы, в рассечку которого включен соединенный с расширительной турбиной газовый компрессор, а с другой - с трубопроводом конденсата, в рассечку которого включен регулятор расхода конденсата. (Патент РФ №2156368, МПК F02C 1/00, приоритет 15.01.1997, опубл. 20.09.2000).In an energy recovery plant containing an expansion gas turbine connected between high and low pressure pipelines and connected to an electric generator, a separator installed after the turbine, a condensate circulation pump included in the cut of the condensate pipeline, gas and condensate heaters with heating medium supply pipelines, dissection of the high pressure pipeline at the inlet of the expansion gas turbine has a mixer connected to the separator on one side a gas phase pipeline, in the cut of which a gas compressor connected to the expansion turbine is connected, and on the other, with a condensate pipeline, in the cut of which a condensate flow regulator is included. (RF patent No. 2156368, IPC F02C 1/00, priority January 15, 1997, publ. September 20, 2000).

Недостатком указанной установки является сложность конструкции и трудность регулирования отпуска тепловой энергии в тепловую сеть предприятия.The disadvantage of this installation is the design complexity and the difficulty of regulating the supply of thermal energy to the heating network of the enterprise.

Наиболее близкой по назначению и совокупности существенных признаков и принятой за прототип является система утилизации тепла промышленного конденсата, включающая линию подачи парового конденсата, теплообменник, охладитель конденсата, линию сетевой воды, линию отвода конденсата в конденсатосборный бак и насос.(В.М. Боровков, А.А. Калютик, В.В. Сергеев «Теплотехническое оборудование» Учебник, Москва, Издательский центр «Академия», 2011 г., с.128).The closest in purpose and combination of essential features and adopted for the prototype is the industrial condensate heat recovery system, including a steam condensate supply line, a heat exchanger, a condensate cooler, a network water line, a condensate drain line to a condensate collection tank and a pump (V.M. Borovkov, AA Kalyutik, VV Sergeev “Thermotechnical equipment” Textbook, Moscow, “Academy” Publishing Center, 2011, p.128).

Известная система позволяет утилизировать промышленный конденсат с одним потенциальным теплом. Основным недостатком такой системы является то, что она не позволяет полноценно использовать содержащееся тепло парового конденсата из-за невозможности утилизации высокотемпературных (более 100°C) потоков одновременно с низкотемпературными (менее 100°C) потоками вследствие возникновения теплогидравлических ударов, возникающих в точке смешения потоков из-за частичного вскипания жидкости с высокой температурой при ее попадании в область низкого давления.The known system allows the disposal of industrial condensate with one potential heat. The main disadvantage of such a system is that it does not allow the full use of the contained heat of steam condensate due to the inability to utilize high-temperature (more than 100 ° C) flows simultaneously with low-temperature (less than 100 ° C) flows due to the occurrence of thermohydraulic shocks occurring at the mixing point of the flows due to the partial boiling of a liquid with a high temperature when it enters the low-pressure region.

Задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей системы по утилизации тепла вторичных энергоресурсов.The objective of the claimed utility model is to expand the functionality of the system for heat recovery of secondary energy resources.

Поставленная задача в заявляемой системе утилизации тепла промышленного конденсата, включающей линию подачи парового конденсата в основной теплообменник, линию отвода конденсата в конденсатосборный бак и линию сетевой воды, решается тем, что она дополнительно снабжена линией низкотемпературного потока парового конденсата, соединенной с линией подачи парового конденсата перед основным теплообменником, линией высокотемпературного потока парового конденсата с расположенным на ней дополнительным теплообменником, установленным параллельно основному теплообменнику и соединенным с линией сетевой воды, а также исполнительными механизмами, установленными на соответствующих линиях.The problem in the inventive heat recovery system for industrial condensate, including a steam condensate supply line to a main heat exchanger, a condensate drain line to a condensate collecting tank and a network water line, is solved by the fact that it is additionally provided with a low-temperature steam condensate flow line connected to the steam condensate supply line before main heat exchanger, a line of high-temperature steam condensate stream with an additional heat exchanger located on it, installed in parallel to the main heat exchanger and connected to the network water line, as well as actuators installed on the respective lines.

Отличием предлагаемого технического решения является то, что система утилизации тепла промышленного конденсата дополнительно снабжена линией низкотемпературного потока парового конденсата, соединенной с линией подачи парового конденсата перед основным теплообменником, и линией высокотемпературного потока парового конденсата с расположенным на ней дополнительным теплообменником, установленным параллельно основному теплообменнику и соединенным с линией сетевой воды, а также исполнительными механизмами, установленными на соответствующих линиях.The difference between the proposed technical solution is that the industrial condensate heat recovery system is additionally equipped with a low-temperature steam condensate flow line connected to the steam condensate supply line in front of the main heat exchanger, and a high-temperature steam condensate flow line with an additional heat exchanger located on it, installed parallel to the main heat exchanger and connected with a line of network water, as well as actuators installed in accordance with existing lines.

Наличие отличительных признаков в заявляемой системе обеспечивает возможность направлять на утилизацию высокотемпературный и низкотемпературный потоки парового конденсата по отдельным линиям без смешения потоков, что позволяет исключить теплогидравлические удары в точках смешения потоков с различной температурой и давлением. Кроме того, дополнительная линия высокотемпературного потока позволяет утилизировать тепловой потенциал парового конденсата без потерь в окружающую среду.The presence of distinctive features in the inventive system makes it possible to direct high-temperature and low-temperature steam condensate streams along separate lines without mixing flows, which eliminates thermo-hydraulic shocks at mixing points of flows with different temperature and pressure. In addition, an additional high-temperature flow line allows you to utilize the thermal potential of steam condensate without loss to the environment.

Таким образом, технический результат от использования отличительных признаков заявляемой системы состоит в обеспечении возможности получения дополнительного количества тепла для нужд предприятия в отопительный период.Thus, the technical result from the use of the distinctive features of the claimed system is to provide the possibility of obtaining additional heat for the needs of the enterprise during the heating period.

Из доступных источников патентной и научно-технической информации сведений о технических решениях, содержащих признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемой полезной модели и дающие аналогичный технический результат, не выявлено.From available sources of patent and scientific and technical information, information about technical solutions containing features that match the distinctive features of the claimed utility model and give a similar technical result has not been identified.

На фиг.1 схематично представлена система утилизации тепла промышленного конденсата.Figure 1 schematically shows a heat recovery system for industrial condensate.

Система утилизации включает в себя линию 1 подачи парового конденсата через охладитель 2 (аппарат воздушного охлаждения) в основной теплообменник 3, который линией 4 отвода конденсата соединен с конденсатосборным баком 5. Система снабжена линией 6 низкотемпературного (менее 100°C) потока парового конденсата, которая соединена с линией 1 подачи парового конденсата перед основным теплообменником 3. Система снабжена также линией 7 высокотемпературного потока парового конденсата, с расположенным на ней дополнительным теплообменником 8, который установлен параллельно основному теплообменнику 3, а линией 9 отвода конденсата соединен с конденсатосборным баком 5, из которого насосом 10 охлажденный конденсат возвращается на источник теплоты. Система содержит линию 11 сетевой воды, которая снабжена насосом 12, обеспечивающим циркуляцию воды, и соединена с основным теплообменником 3. Дополнительный теплообменник 8 линией 13 параллельно подсоединен к линии 11 сетевой воды. Система снабжена также исполнительными механизмами (задвижками) 14-22, установленными на соответствующих линиях, и контрольно-измерительной аппаратурой: датчиками давления 23 и температуры 24. Исполнительные механизмы 15 и 16 обеспечивают перенаправление высокотемпературного (более 100°C) потока парового конденсата: для летнего режима через охладитель 2; для зимнего режима через дополнительный теплообменник 8. Сетевая вода, забравшая тепло в теплообменниках 3 и 8 направляется в заводскую теплосеть по линии 25.The recovery system includes a steam condensate supply line 1 through a cooler 2 (air cooler) to the main heat exchanger 3, which is connected by a condensate drain line 4 to the condensate collection tank 5. The system is equipped with a low-temperature (less than 100 ° C) steam condensate flow line 6, which connected to the steam condensate supply line 1 in front of the main heat exchanger 3. The system is also equipped with a high-temperature steam condensate flow line 7, with an additional heat exchanger 8 located on it, which become parallel to the main heat exchanger 3 and the condensate outlet line 9 is connected to the condensate collection tank 5, from where a pump 10 returns the cooled condensate to the heat source. The system includes a line 11 of network water, which is equipped with a pump 12 for circulating water, and is connected to the main heat exchanger 3. An additional heat exchanger 8 by line 13 is connected in parallel to line 11 of network water. The system is also equipped with actuators (gate valves) 14-22 installed on the corresponding lines, and instrumentation: pressure sensors 23 and temperature 24. Actuators 15 and 16 provide redirection of high-temperature (more than 100 ° C) steam condensate stream: for summer mode through cooler 2; for the winter mode through an additional heat exchanger 8. The network water that has taken the heat in the heat exchangers 3 and 8 is sent to the factory heating network through line 25.

Система утилизации тепла промышленного конденсата работает следующим образом.The heat recovery system of industrial condensate operates as follows.

Паровой конденсат с промышленных технологических установок с температурой 125-140°C через открытую задвижку 16 (задвижка 15 при этом закрыта) по линии 7 направляется в дополнительный теплообменник 8, где отдает тепло воде, подаваемой насосом 12 по линиям 11-»13 через открытую задвижку 19. Вода, забравшая тепло высокотемпературного парового конденсата, из теплообменника 8 при открытой задвижке 20 направляется по линии 25 потребителю в заводскую теплосеть. При этом паровой конденсат, охлажденный до 80°С, направляется по линии 9 через открытую задвижку 17 в конденсатосборный бак 5.Steam condensate from industrial technological installations with a temperature of 125-140 ° C through the open valve 16 (the valve 15 is closed at the same time) is sent via line 7 to an additional heat exchanger 8, where it transfers heat to the water supplied by the pump 12 through lines 11- 13 through the open valve 19. Water that has taken the heat of high-temperature steam condensate from the heat exchanger 8 with the open valve 20 is routed through line 25 to the consumer in the factory heating network. In this case, the steam condensate, cooled to 80 ° C, is sent along line 9 through the open valve 17 to the condensate collection tank 5.

Паровой конденсат с промышленных технологических установок с температурой 90-95°C по линии 6 через открытую задвижку 14, далее по линии 1 направляется в основной теплообменник 3, где отдает тепло воде, поступающей из линии 11 сетевой воды через открытую задвижку 18. Вода, забравшая тепло парового конденсата, через открытую задвижку 21 направляется по линии 25 потребителю в заводскую теплосеть. Паровой конденсат, охлажденный при этом до 80°C, направляется по линии 4 при открытой задвижке 22 в конденсатосборный бак 5. Далее смешанный конденсат из бака 5 насосом 10 перекачивается на источник теплоты.Steam condensate from industrial process plants with a temperature of 90-95 ° C along line 6 through an open valve 14, then through line 1 it is sent to the main heat exchanger 3, where it transfers heat to the water coming from line 11 of the network water through the open valve 18. Water that has taken heat of steam condensate, through an open gate valve 21 is sent via line 25 to the consumer in the factory heating system. Steam condensate, cooled to 80 ° C, is sent along line 4 with an open valve 22 to the condensate collection tank 5. Then, the mixed condensate from the tank 5 is pumped to the heat source by pump 10.

По описанной выше схеме заявляемая система работает в отопительный сезон.According to the above scheme, the inventive system operates in the heating season.

В летний период заявляемая система работает следующим образом.In the summer, the inventive system operates as follows.

Паровой конденсат с промышленных технологических установок с температурой 125-140°C через открытую задвижку 15 (задвижка 16 при этом закрыта) по линии 1 направляется сначала в охладитель 2 (аппарат воздушного охлаждения), где охлаждается до температуры 85-90°C.При этом низкотемпературный поток конденсата с температурой 85-90°C по линии 6 через открытую задвижку 14 направляется в линию 1. Смешанный поток парового конденсата затем направляется в основной теплообменник 3, где отдает тепло воде, поступающей из линии 11 сетевой воды через открытую задвижку 18. Вода, забравшая тепло парового конденсата, через открытую задвижку 21 направляется по линии 25 потребителю в заводскую теплосеть. Паровой конденсат, охлажденный при этом до 80°C, направляется по линии 4 при открытой задвижке 22 в конденсатосборный бак 5, откуда потом насосом 10 возвращается на источник теплоты.Steam condensate from industrial process plants with a temperature of 125-140 ° C through an open valve 15 (valve 16 is closed) through line 1 is sent first to cooler 2 (air cooler), where it is cooled to a temperature of 85-90 ° C. a low-temperature condensate stream with a temperature of 85-90 ° C is sent through line 6 through the open valve 14 to line 1. The mixed steam condensate stream is then sent to the main heat exchanger 3, where it transfers heat to the water coming from the network water line 11 through the open valve 1 8. Water that has taken the heat of steam condensate through an open valve 21 is sent via line 25 to the consumer in the factory heating system. Steam condensate, cooled to 80 ° C, is sent along line 4 with an open valve 22 to the condensate collection tank 5, from where it is then returned to the heat source by pump 10.

Заявляемая полезная модель по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:The inventive utility model in comparison with the prototype has the following advantages:

- обеспечивает получение дополнительного количества тепла за счет раздельной утилизации высокотемпературных потоков парового конденсата;- provides additional heat due to the separate utilization of high-temperature steam condensate streams;

- снижает нерациональные потери тепловой энергии в охладителе при эксплуатации системы в отопительный период;- reduces irrational losses of thermal energy in the cooler during operation of the system in the heating period;

- обеспечивает надежность и мобильность системы утилизации парового конденсата.- provides reliability and mobility of the steam condensate recovery system.

Использование заявляемой полезной модели обеспечивает расширение функциональных возможностей системы по утилизации тепла промышленного конденсата и позволяет утилизировать вторичные энергоресурсы в зависимости от тепловых нагрузок предприятия.The use of the claimed utility model provides the expansion of the functionality of the system for heat recovery of industrial condensate and allows you to utilize secondary energy resources depending on the heat loads of the enterprise.

Claims

An industrial condensate heat recovery system including a steam condensate supply line to a main heat exchanger, a condensate drain line to a condensate collection tank and a network water line, characterized in that it is further provided with a low-temperature steam condensate flow line connected to the steam condensate supply line in front of the main heat exchanger, a line high-temperature steam condensate stream with an additional heat exchanger located on it, installed parallel to the main heat exchanger and connected to the network water line, as well as actuators installed on the respective lines.