RU2052755C1 - Contact heat utilizer - Google Patents
Contact heat utilizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2052755C1 RU2052755C1 SU5022237A RU2052755C1 RU 2052755 C1 RU2052755 C1 RU 2052755C1 SU 5022237 A SU5022237 A SU 5022237A RU 2052755 C1 RU2052755 C1 RU 2052755C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compartment
- nozzle
- water
- gas
- window
- Prior art date
Links
Landscapes
- Air Supply (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения с котлами, работающими на газообразном топливе, и с потребителями нагретой воды низкого потенциала. The invention relates to a power system and can be used in heat supply systems with boilers running on gaseous fuels, and with consumers of heated water of low potential.
Известны контактные теплоутилизационные установки, включающие контактные экономайзеры, в которых нагревают уходящими газами котла воду, циркулирующую в замкнутом контуре и отдающую тепло в отдельно расположенных контактных воздухоподогревателях воздуху, подаваемому на горение в топку котла [1]
Недостатком таких установок является необходимость устройства контуров циркуляции воды, служащей промежуточным теплоносителем для передачи тепла от уходящих газов к воздуху, с насосами и трубопроводами значительной протяженности.Known contact heat recovery plants, including contact economizers, in which the boiler exhaust gases are heated by water circulating in a closed circuit and transferring heat in separately located contact air heaters to the air supplied to the boiler furnace for combustion [1]
The disadvantage of such installations is the need for water circulation circuits, which serves as an intermediate coolant for transferring heat from flue gases to air, with pumps and pipelines of considerable length.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является контактный теплоутилизатор, содержащий размещенные в вертикальном корпусе верхнюю газовую и нижнюю воздушную камеры, снабженные каждая подводящими и отводящими патрубками газа и воздуха, водораспределителем, слоем теплообменной насадки и поддоном, и размещенные вне корпуса перепускной и рециркуляционный трубопроводы [2]
В таком устройстве контактный экономайзер и контактный воздухоподогреватель объединены в одном корпусе, причем нагретая в экономайзере вода поступает самотеком на контактную насадку воздухоподогревателя, что позволяет упростить конструкцию, уменьшить расход труб и расход энергии на перекачку воды промежуточного теплоносителя.The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a contact heat exchanger containing upper gas and lower air chambers located in a vertical casing, each equipped with gas and air inlet and outlet pipes, a water distributor, a layer of heat exchange nozzle and a tray, and placed outside the bypass casing and recirculation piping [2]
In such a device, the contact economizer and the contact air heater are combined in one housing, and the water heated in the economizer flows by gravity to the contact nozzle of the air heater, which simplifies the design, reduces the consumption of pipes and the energy consumption for pumping water of the intermediate coolant.
Недостатком известной конструкции является невозможность получения для внешнего потребителя нагретой воды с температурой, лежащей в промежутке между температурой нагретой воды на выходе из поддона газовой камеры и температурой охлажденной после контактирования с воздухом воды на выходе из поддона воздушной камеры. A disadvantage of the known design is the inability to obtain heated water for an external consumer with a temperature lying between the temperature of the heated water at the outlet of the gas chamber pan and the temperature of the cooled water after contacting with air at the outlet of the air chamber pan.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей контактного теплоутилизатора и повышение его эффективности. The aim of the invention is to expand the functionality of contact heat recovery and increase its effectiveness.
В контактном утилизаторе, содержащем размещенные в вертикальном корпусе верхнюю газовую и нижнюю воздушные камеры, снабженные каждая подводящими и отводящими патрубками газа и воздуха, водораспределителем, слоем теплообменной насадки и поддоном, и размещенные вне корпуса перепускной и рециркуляционный трубопроводы, поставленная цель достигается тем, что он снабжен патрубками подводя холодной и отвода нагретой воды и вертикальной перегородкой с окном для подачи газа, размещенной в газовой камере с образованием двух отсеков, каждый из которых выполнен с индивидуальным водораспределителем, слоем теплообменной насадки и поддоном, причем один из отсеков имеет слой насадки, превышающий по высоте слой насадки другого отсека, окно для подачи газа размещено под слоями насадок обоих отсеков, выше их поддонов, при этом патрубки подвода холодной и отвода нагретой воды подключены соответственно к водораспределителю и поддону отсека с меньшей высотой слоя насадки, поддон отсека с большей высотой слоя насадки посредством перепускного трубопровода подключен к водораспределителю воздушной камеры, а поддон последней посредством рециркуляционного трубопровода к водораспределителю отсека с большей высотой слоя насадки. В вертикальной перегородке может быть выполнено дополнительное окно для перепуска газа, размещенное над слоем насадки меньшей высоты. Теплоутилизатор может быть дополнительно снабжен створкой, размещенной в окне для подачи газа, причем створка шарнирно соединена с перегородкой и установлена с возможностью поворота относительно вертикального положения в сторону отсека с большей высотой слоя насадки. Наконец, теплоутилизатор может быть дополнительно снабжен регулирующей заслонкой, размещенной в отсеке со слоем насадки меньшей высоты выше окна для перепуска газа. In the contact utilizer containing the upper gas and lower air chambers located in a vertical casing, each equipped with gas and air inlet and outlet pipes, a water distributor, a layer of a heat exchange nozzle and a tray, and placed outside the casing bypass and recirculation pipelines, the goal is achieved in that it equipped with nozzles for supplying cold and hot water and a vertical partition with a window for supplying gas, placed in a gas chamber with the formation of two compartments, each of which is made with an individual water distributor, a layer of heat exchange nozzle and a pallet, one of the compartments having a nozzle layer that is higher than the nozzle layer of the other compartment, a gas supply window is located under the nozzle layers of both compartments, above their pallets, while cold and discharge inlets heated water are connected respectively to the water distributor and the pallet of the compartment with a lower nozzle layer height, the compartment pan with a larger nozzle layer is connected to the water distributor by the bypass pipe an air chamber, and the last pallet recirculating through piping to the water distributor compartment with higher height of the layer of packing. In the vertical partition, an additional window for gas bypass can be made, located above the nozzle layer of a lower height. The heat exchanger can be additionally equipped with a sash located in the window for supplying gas, the sash being pivotally connected to the partition and installed with the possibility of rotation relative to the vertical position towards the compartment with a higher nozzle layer height. Finally, the heat exchanger may be further provided with a control flap located in a compartment with a nozzle layer of a lower height above the gas bypass window.
Такая конструкция позволяет получать в контактном теплоутилизаторе за счет утилизации тепла уходящих газов не только увлажненный и подогретый воздух для подачи в топку теплогенератора, но и нагретую воду требуемой температуры, меньшей, чем температура нагрева воды в газовой камере, но большей, чем температура воды, охлажденной при контактировании ее с воздухом в воздушной камере. Соотношение температур этой воды для внешнего потребителя и воды, нагреваемой в отсеке с большей высотой насадки, определяется соотношением высот насадок, при этом оптимальный энергетический показатель работы утилизатора обеспечивается подачей газов после насадки меньшей высоты через окно в перегородке на участок насадки большей высоты выше уровня окна. Это позволяет охладить все газы до минимально возможной по условиям контактного теплообмена температуры, отобрав у них (утилизировав) максимально возможное количество тепла. Наличие поворотной створки, которая может быть в большей или меньшей степени наклонена под насадку большей высоты, позволяет регулировать температуру воды, отводимой внешнему потребителю, по необходимости, добавляя в нее большее или меньшее (до нуля) количество более теплой воды, нагретой в насадке большей высоты. This design allows to obtain in the contact heat exchanger by utilizing the heat of the exhaust gases not only humidified and heated air for feeding into the furnace of the heat generator, but also heated water of the required temperature, lower than the temperature of heating the water in the gas chamber, but higher than the temperature of the water cooled by contacting it with air in the air chamber. The ratio of the temperatures of this water to an external consumer and water heated in a compartment with a higher nozzle height is determined by the ratio of nozzle heights, while the optimal energy indicator of the utilizer is provided by supplying gases after a nozzle of a lower height through a window in the partition to a nozzle section of a higher height above the window level. This allows you to cool all the gases to the minimum temperature possible by contact heat transfer, taking them (utilizing) the maximum possible amount of heat. The presence of a rotary leaf, which can be more or less inclined under the nozzle of a higher height, allows you to adjust the temperature of the water discharged to the external consumer, if necessary, adding more or less (to zero) the amount of warmer water heated in the nozzle of a higher height .
Наличие запорно-регулирующей заслонки в отсеке с меньшей высотой насадки выше уровня окна для газов позволяет в случае недостатка тяги в газовом тракте уменьшать общее аэродинамическое сопротивление последнего, направляя газы из этого отсека непосредственно на выход полностью или частично. The presence of a shut-off and control flap in a compartment with a lower nozzle height above the gas window allows, in case of lack of traction in the gas path, the total aerodynamic drag of the latter to be reduced by directing gases from this compartment directly to the outlet in full or in part.
Изобретение поясняется чертежом, на котором схематически изображен контактный теплоутилизатор в вертикальном разрезе. The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a contact heat exchanger in a vertical section.
Контактный теплоутилизатор содержит вертикальный корпус 1 с верхней газовой камерой 2, разделенной перегородкой 3 на два отсека: отсек 4 с теплообменной насадкой 5 большей высоты и отсек 6 с теплообменной насадкой 7 меньшей высоты, и нижней воздушной камерой 8 с теплообменной насадкой 9. The contact heat exchanger contains a vertical housing 1 with an upper gas chamber 2 divided by a partition 3 into two compartments: compartment 4 with a heat exchange nozzle 5 of a higher height and compartment 6 with a heat exchange nozzle 7 of a lower height, and a lower air chamber 8 with a heat exchange nozzle 9.
Отсек 4 имеет водораспределитель 10, установленный над насадкой 5 и поддон 11 под насадкой 5. Отсек 6 имеет свой водораспределитель 12 над насадкой 7 и поддон 13 под ней. В верхней части газовой камеры 2 установлен каплеуловитель 14. Газовая камера 2 снабжена патрубками 15, 16 подвода и отвода уходящих газов от топливосжигающего агрегата (на чеpтеже не показан). В перегородке 3 выше уровня верхнего среза насадки 7 выполнено окно 17 для газов, а между нижним срезом насадок 5 и 7 и поддонами 11 и 13 установлена шарнирно створка 18. В отсеке 6 выше верхнего края окна 17 установлена поворотная запорно-регулирующая заслонка 19. The compartment 4 has a water distributor 10 mounted above the nozzle 5 and the pan 11 under the nozzle 5. The compartment 6 has its own water distributor 12 above the nozzle 7 and the pallet 13 below it. A droplet eliminator 14 is installed in the upper part of the gas chamber 2. The gas chamber 2 is equipped with nozzles 15, 16 for supplying and discharging flue gases from the fuel-burning unit (not shown in the drawing). A window 17 for gases is made in the partition 3 above the level of the upper cut of the nozzle 7, and a hinge is installed between the lower cut of the nozzles 5 and 7 and pallets 11 and 13 18. In the compartment 6, a rotary locking and regulating valve 19 is installed above the upper edge of the window 17.
Водораспределитель 12 подключен к патрубку 20 подвода холодной воды от внешнего источника, а к поддону 13 через патрубок 21 подключена линия 22 отвода нагретой воды к внешнему потребителю. Поддон 11 через патрубок 23 линией 24 подключен к водораспределителю 25 воздушной камеры 8 над насадкой 9. Поддон 26 воздушной камеры 8 через патрубок 27 линией 28 с насосом 29 сообщен с водораспределителем 10 отсека 4 газовой камеры 2. Патрубок 30 служит для отвода воды из поддона 26 в систему водоподготовки. Воздушная камера 8 имеет патрубки 31 и 32 подвода и отвода воздуха. The water distributor 12 is connected to a pipe 20 for supplying cold water from an external source, and a line 22 for removing heated water to an external consumer is connected to the pallet 13 through a pipe 21. The pallet 11 through the pipe 23 by the line 24 is connected to the water distributor 25 of the air chamber 8 above the nozzle 9. The pallet 26 of the air chamber 8 through the pipe 27 by line 28 with the pump 29 is in communication with the water distributor 10 of the compartment 4 of the gas chamber 2. The pipe 30 is used to drain water from the pallet 26 into the water treatment system. The air chamber 8 has nozzles 31 and 32 for supplying and discharging air.
Линия подпитки 33 подключена к водораспределителю 10. Между водораспределителем 25 и патрубком 32 установлен каплеуловитель 34. Make-up line 33 is connected to the water distributor 10. Between the water distributor 25 and the nozzle 32 is installed drip catcher 34.
Контактный теплоутилизатор работает следующим образом. Contact heat exchanger operates as follows.
Уходящие газы от топливо-сжигающего теплоагрегата (газового котла) через патрубок 15 поступают в газовую камеру 2, двумя параллельными потоками проходят насадку 7 отсеков и участок насадки 5 отсека 4 ниже окна 17, где частично охлаждаются, контактируя с водой, затем соединяются в один поток при закрытой заслонке 19 перед участком насадки 5 выше окна 17, причем температуры соединяющихся потоков равны или близки благодаря одинаковой высоте насадки 7 и нижнего участка насадки 5. На верхнем участке насадки 5 газы доохлаждаются и уходят из аппарата через патрубок 16, пройдя каплеуловитель 14. The flue gases from the fuel-burning heat generator (gas boiler) through the pipe 15 enter the gas chamber 2, the nozzle 7 of the compartments and the nozzle section 5 of the compartment 4 below the window 17 pass through two parallel flows, where they are partially cooled by contacting with water, then combined into one stream with the shutter 19 closed in front of the nozzle section 5 above the window 17, the temperatures of the connecting flows being equal or close due to the same height of the nozzle 7 and the lower section of the nozzle 5. In the upper section of the nozzle 5, the gases cool down and leave the apparatus Without pipe 16, passing the drip tray 14.
Охлаждение потока уходящих газов на насадке 5 отсека 4 происходит за счет отдачи тепла воде, подаваемой через водораспределитель 10 насосом 29 по линии 28 из поддона 26 воздушной камеры 8. Нагретая в отсеке 4 вода собирается в поддоне 11 и по линии 24 поступает в водораспределитель 25 воздушной камеры 8, где отдает тепло поступающему через патрубок 31 воздуху. The cooling of the flue gas stream on the nozzle 5 of compartment 4 occurs due to the transfer of heat to the water supplied through the water distributor 10 by the pump 29 through line 28 from the sump 26 of the air chamber 8. The water heated in the compartment 4 is collected in the sump 11 and through the line 24 enters the air distributor 25 chamber 8, where it gives off heat to the air entering through the pipe 31.
В процессе контактирования с водой воздух нагревается и увлажняется и, пройдя через каплеуловитель 34, направляется через патрубок 32 в топку котла. Охлажденная и декарбонизированная при контактировании с воздухом вода собирается в поддоне 26. Часть ее через патрубок 30 отводится к системе химводоочистки для обработки и последующего использования (например, для подпитки системы теплоснабжения), а остальная часть через патрубок 27 насосом 29 по линии 28 подается снова на водораспределитель 10 отсека 4. Подпитка циркуляционного контура, включающего отсек 4 газовой камеры 2 и воздушную камеру 8 для возмещения потерь воды, отводимой через патрубок 30, осуществляется по линии 33. In the process of contacting with water, the air is heated and moistened and, passing through the drip tray 34, is sent through the pipe 32 to the boiler furnace. Cooled and decarbonized water in contact with air is collected in a drip tray 26. Part of it is discharged through a pipe 30 to a chemical water treatment system for processing and subsequent use (for example, to feed a heating system), and the rest through a pipe 27 by a pump 29 via line 28 is fed back to water distributor 10 compartment 4. Make-up of the circulation circuit, including compartment 4 of the gas chamber 2 and the air chamber 8 to compensate for the loss of water discharged through the pipe 30, is carried out on line 33.
Часть потока уходящих газов, поступающая в отсек 6, отдает на теплообменной насадке 7 тепло воде из внешнего источника, поступающей через патрубок 20 на водораспределитель 12. Нагретая вода собирается в поддоне 13 и через патрубок 21 по линии 22 направляется потребителю тепловой воды (например, на технологические или бытовые нужды). Температура нагрева воды в отсеке 6 газовой камеры 2 зависит от температуры исходной воды, поступающей на водораспределитель 12, и высоты насадки 7. Высоты насадок 5 и 7 соотносятся как разности температур на входе и выходе отсеков 4 и 6. Part of the flue gas stream entering compartment 6 gives off heat to the water from an external source on the heat exchanger nozzle 7 and flows through the pipe 20 to the water distributor 12. Heated water is collected in the drip tray 13 and sent through the pipe 21 to the heat water consumer (for example, technological or domestic needs). The temperature of heating the water in compartment 6 of the gas chamber 2 depends on the temperature of the source water entering the water distributor 12 and the height of the nozzle 7. The heights of the nozzles 5 and 7 are related as the temperature differences at the inlet and outlet of the compartments 4 and 6.
Для регулирования температуры воды на выходе из поддона 13 отсека 6 служит поворотная створка 18. При повороте ее внутрь отсека 4 часть воды, нагретой в насадке 5 до более высокой температуры, попадает на створку 18 и стекает по ней в поддон 13, где смешивается с водой, нагретой в насадке 7, повышая ее температуру. Чем больше острый угол между плоскостью створки 18 и перегородкой 3, чем больше воды из отсека 4 перебрасывается в отсек 6, тем выше соответственно температура воды на выходе из поддона 13. При вертикальном положении створки 18 подмешивания более нагретой воды из отсека 4 не происходит. To control the temperature of the water at the outlet of the pan 13 of compartment 6, the pivoting flap 18 is used. When turning it inside the compartment 4, part of the water heated in the nozzle 5 to a higher temperature falls on the flap 18 and flows down it into the pan 13, where it is mixed with water heated in the nozzle 7, increasing its temperature. The greater the sharp angle between the plane of the sash 18 and the partition 3, the more water from compartment 4 is transferred to compartment 6, the higher the temperature of the water leaving the tray 13, respectively. When the sash 18 is upright, more heated water from the compartment 4 does not mix.
Заслонка 19 при нормальном режиме работы системы удаления уходящих газов находится в закрытом состоянии, обеспечивая прохождение газов из отсека 6 через окно 17 в отсек 4. The damper 19 during normal operation of the exhaust gas removal system is in a closed state, allowing the passage of gases from compartment 6 through window 17 to compartment 4.
В случае, когда в системе тяга оказывается недостаточной, частично или полностью открывают заслонку 19, снижая тем самым общее аэродинамическое сопротивление теплоутилизатора и компенсируя недостачу тяги. In the case when the traction in the system is insufficient, partially or completely open the shutter 19, thereby reducing the overall aerodynamic resistance of the heat exchanger and compensating for the lack of traction.
Использование конструкции теплоутилизатора по изобретению позволяет при максимальной эффективности утилизации тепла уходящих газов расширить его функциональные возможности за счет получения, кроме нагретого и увлажненного воздуха, также нагретой воды разных температур для разных потребителей. Using the design of the heat exchanger according to the invention, at the maximum efficiency of heat recovery of the flue gases, it is possible to expand its functionality by producing, in addition to heated and humidified air, also heated water of different temperatures for different consumers.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022237 RU2052755C1 (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Contact heat utilizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022237 RU2052755C1 (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Contact heat utilizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2052755C1 true RU2052755C1 (en) | 1996-01-20 |
Family
ID=21594442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5022237 RU2052755C1 (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Contact heat utilizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2052755C1 (en) |
-
1992
- 1992-01-16 RU SU5022237 patent/RU2052755C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 855340, кл. F 22D 1/36, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР N 1539491, кл. F 28C 3/06, опублик. 1990. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4258878A (en) | Flue gas heat recovery system | |
| US4287723A (en) | Central heating and/or sanitary or industrial hot-water production installation | |
| RU2436011C1 (en) | Flue gas heat utilisation device and method of its operation | |
| US4848277A (en) | Calorific value boiler | |
| RU2442086C2 (en) | Method and device for thermal treatment of the material | |
| RU2363890C2 (en) | Combustive furnace | |
| US3134366A (en) | Flow regulator for a heater | |
| US4452180A (en) | Indirect counterflow heat recovery system of the regenerative type for steam generators, gas turbines, and furnaces and engines in general | |
| JPH04503095A (en) | System and method for reheat steam temperature control in circulating fluidized bed boiler | |
| RU2052755C1 (en) | Contact heat utilizer | |
| CN205825424U (en) | A kind of air energy high-temperature heat-pump water-heater | |
| US4165716A (en) | Process air coolers used for combustion air preheating | |
| JPH04342790A (en) | Method and equipment for heating dry distillation drum | |
| JP3306072B2 (en) | Waste heat boiler with variable output | |
| CN206330139U (en) | A kind of smoke waste heat utilization system | |
| NO115265B (en) | ||
| RU2083919C1 (en) | Plant for recovery of heat in heat generator with gas cleaning system | |
| KR101216325B1 (en) | Exhaust gas outlet chimney structure of exhaust gas heat recovery unit | |
| US3467067A (en) | Recirculating type once-through steam generator | |
| KR200267200Y1 (en) | Waste heat recycle system for public bath | |
| CN209782682U (en) | Boiler cold slag water waste heat recovery system | |
| JP2004308994A (en) | Hot water heat recovery device | |
| GB2214835A (en) | Method and apparatus for desalination | |
| SU1252514A1 (en) | Method of heat-electric generation plant operation | |
| RU2262037C2 (en) | Plant for thorough utilization of waste gas heat and method of avoidance of condensation in tail section of gas duct |