RU2082929C1 - Device for cooling and recovery of heat furnace waste gases - Google Patents
Device for cooling and recovery of heat furnace waste gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2082929C1 RU2082929C1 RU9494039494A RU94039494A RU2082929C1 RU 2082929 C1 RU2082929 C1 RU 2082929C1 RU 9494039494 A RU9494039494 A RU 9494039494A RU 94039494 A RU94039494 A RU 94039494A RU 2082929 C1 RU2082929 C1 RU 2082929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- steam
- liquid metal
- heat
- coolant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, химической промышленности, тепло- и электроэнергетике и может быть использовано для утилизации тепла химических процессов, ведущихся с отводом горячих газов из реактора. The invention relates to metallurgy, the chemical industry, heat and electricity, and can be used to recover the heat of chemical processes conducted with the removal of hot gases from the reactor.
Известно устройство ( Роменец В.А. Усачев А.Б. Сниткин А.М. СидоровА.Н.) Энергометаллургический комплекс на базе технологии переработки железных руд процессом жидкофазного восстановления с использованием энергетических углей. Повышение эффективности использования топлива в народном хозяйстве. т.2, с. 278-292, Рига, 1990 ), содержащее печь процесса жидкофазного восстановления ПЖВ, (включающую жидкую ванну, зону дожигания над ней, фурмы подачи кислородсодержащих газовых смесей соответственно в жидкую ванну и зону дожигания, систему подачи в печь железосодержащего сырья, твердого углеродсодержащего топлива и флюса, систему выпуска из печи расплавленного шлака и расплавленного чугуна), систему охлаждения стенок печи, тракт печных газов, систему охлаждения тракта печных газов (котел-утилизатор) водой под давлением, турбоустановку с конденсатором, системой регенеративного подогрева питательной воды и генератором, питательный насос, трубопроводы (соединяющие последовательно систему охлаждения тракта печных газов, турбоустановку, конденсатор, систему регенеративного подогрева и питательный насос в замкнутый пароводяной контур) и позволяющее попутно с окислительно-восстановительными металлургическими процессами (идущими в расплаве жидкой ванны, барботируемом кислородсодержащей смесью газов) получать в печи избыточное тепло (за счет горения в зоне дожигания генераторных газов, выходящих из жидкой ванны), отводимое как через стеки печи, так и с отходящими печными газами, охлаждать печные газы, а отобранное тепло преобразовывать в электроэнергию. A device is known (Romenets V.A. Usachev A.B.Snitkin A.M. Sidorov A.N.) An energy-metallurgical complex based on the technology of processing iron ores by a liquid-phase reduction process using steam coal. Improving fuel efficiency in the national economy. t.2, p. 278-292, Riga, 1990), containing a furnace for the liquid-phase recovery process of the liquid-liquid fuel, (including a liquid bath, an afterburning zone above it, tuyeres for supplying oxygen-containing gas mixtures to a liquid bath and afterburning zone, a system for feeding iron-containing raw materials, solid carbon-containing fuel and a flux system, an exhaust system from a furnace of molten slag and molten cast iron), a cooling system of the furnace walls, a furnace gas path, a cooling system of the furnace gas duct (recovery boiler) with pressurized water, a turbine unit with a condenser m, a system of regenerative heating of feed water and a generator, a feed pump, pipelines (sequentially connecting the cooling system of the furnace gas duct, a turbine unit, a condenser, a regenerative heating system and a feed pump into a closed steam-water circuit) and allowing along with redox metallurgical processes (going to a molten liquid bath sparged with an oxygen-containing gas mixture) to receive excess heat in the furnace (due to combustion in the afterburner of the generator gas s, leaving the liquid bath), discharged both through the stacks of the furnace, and with the exhaust furnace gases, cool the furnace gases, and convert the selected heat into electricity.
Недостатком известного устройства является невозможность использования для выработки электроэнергии той части избыточного тепла (выделяющегося в печи), которая отводится через стенки печи и воспринимается теплоносителем системы охлаждения стенок печи, что ведет к значительным тепловым сбросам в окружающую среду (тепловое загрязнение). A disadvantage of the known device is the inability to use that part of the excess heat (generated in the furnace) to be generated through the walls of the furnace and absorbed by the coolant of the furnace wall cooling system, which leads to significant thermal discharges into the environment (thermal pollution).
Указанный недостаток обусловлен использованием в контуре стенок печи (зона дожигания и жидкая ванна) воды низких параметров давление не более 3 ат, температура не выше 80oC, что не позволяет получать в нем пар энергетических параметров.This drawback is due to the use of low parameters water in the circuit of the furnace walls (afterburning zone and liquid bath) of pressure not more than 3 atm, temperature not higher than 80 o C, which does not allow to obtain steam of energy parameters in it.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству является "Опытно-промышленная установка (ОПУ) мощностью 200 МВТ(т) для сжигания твердого топлива в шлаковом расплаве в качестве прототипа полномасштабной промышленной энергетической установки на Несветай ГРЭС" (Государственная научно-техническая программа "Экологически чистая энергетика", Министерство науки, высшей школы и технической политики РФ, Москва, 1993 (по состоянию на 1 января 1993 ), проект 2.6, с 73-75). The closest in technical essence to the proposed device is the "Experimental industrial installation (OPU) with a capacity of 200 MW (t) for burning solid fuel in slag melt as a prototype of a full-scale industrial power plant at Nesvetai State District Power Plant" (State Scientific and Technical Program "Environmentally Friendly Energy ", Ministry of Science, Higher School and Technical Policy of the Russian Federation, Moscow, 1993 (as of January 1, 1993), project 2.6, pp. 73-75).
Известная установка содержит камеру-газификатор (жидкая ванна) для газификации твердого углеродсодержащего сырья (рядовой уголь) в аэрошлаковом расплаве, барботируемом кислородсодержащей смесью газов (подаваемой через специальные фурмы), котел-утилизатор (зона дожигания и тракт печных газов с системой охлаждения) для дожигания генераторного газа (образующегося в камере-газификаторе) и охлаждения отходящих (печных) газов, систему, охлаждения стенок камеры-газификатора, турбоустановку с конденсатором, системой регенеративного подогрева питательной воды и генератором, питательный насос, трубопроводы, соединяющие последовательно систему охлаждения камеры-газификатора, котел-утилизатор, турбоустановку, конденсатор, систему регенеративного подогрева питательной воды и питательный насос в замкнутый пароводяной контур, необходимый для преобразования выделяющейся в камере-газификаторе и котле-утилизаторе тепловой энергии в электрическую. The known installation contains a gasifier chamber (liquid bath) for gasification of solid carbon-containing raw materials (raw coal) in aero-slag melt sparged with an oxygen-containing gas mixture (supplied through special tuyeres), a waste heat boiler (afterburning zone and furnace gas path with cooling system) for afterburning generator gas (generated in the gasifier chamber) and cooling of the exhaust (furnace) gases, system, cooling the walls of the gasifier chamber, turbine unit with a condenser, regenerative heating system of feed water and a generator, a feed pump, pipelines connecting in series the cooling system of the gasifier chamber, a recovery boiler, a turbine unit, a condenser, a system of regenerative heating of feed water and a feed pump into a closed steam-water circuit, necessary for converting the gas released in the chamber-gasifier and boiler heat recovery device into electrical energy.
Недостатком прототипа является использование в системах охлаждения камеры-газификатора (жидкая ванна) и котла-утилизатора (зона дожигания и тракт печных газов) воды-пара высокого давления, что приводит к снижению безопасности эксплуатации и надежности работы перечисленных узлов и, соответственно, к увеличению теплового загрязнения окружающей среды и снижению эффективности мер, направленных на ее охрану. The disadvantage of the prototype is the use in cooling systems of a gasifier chamber (liquid bath) and a waste heat boiler (afterburning zone and furnace gas path) of high-pressure steam and water, which reduces the safety of operation and the reliability of these units and, consequently, increases thermal environmental pollution and reduce the effectiveness of measures aimed at its protection.
Это обусловлено тем, что для выработки электроэнергии и, следовательно, уменьшения тепловых сбросов в окружающую среду в системах охлаждения камеры-газификатора (жидкая ванна) и котла-утилизатора (зона дожигания и тракт печных газов) требуется пар энергетических параметров (давление, температура), определяемых типом используемой турбоустановки. This is due to the fact that a couple of energy parameters (pressure, temperature) are required to generate electricity and, consequently, reduce thermal discharges into the environment in the cooling systems of the gasifier chamber (liquid bath) and the recovery boiler (afterburning zone and furnace gas path), determined by the type of turbine used.
Задача изобретения повышение надежности работы и безопасности эксплуатации камеры-газификатора (жидкая ванна) и котла-утилизатора (зона дожигания и тракт печных газов), уменьшение теплового загрязнения окружающей среды. The objective of the invention is to increase the reliability and safety of operation of a gasifier chamber (liquid bath) and a waste heat boiler (afterburning zone and furnace gas path), reducing thermal pollution of the environment.
Для этого предлагается устройство, содержащее печь со стальным корпусом и расположенными вдоль его стенок для их охлаждения теплообменными поверхностями в зоне жидкой ванны и в зоне дожигания, подключенные к контуру циркуляции теплоносителя, сообщенного с пароводяным контуром, включающим соединенные посредством пароводяных трубопроводов парогенератор, паротурбинную установку с конденсатором, электрогенератором и системой регенеративного подогрева питательной воды, питательный насос, средства охлаждения газоотводящего тракта, снабдить дополнительным контуром циркуляции теплоносителя, при этом оба контура заполнить жидкометаллическим теплоносителем, например натрием, при этом вход в теплообменные поверхности корпуса печи соединить трубопроводами жидкометаллического теплоносителя через насос принудительной циркуляции теплоносителя с парогенератором, а средства охлаждения газоотводящего тракта выполнить в виде последовательно расположенных за печью и связанных газоходами высокотемпературного и низкотемпературного теплообменников, соединенных посредством трубопроводов с контуром циркуляции жидкометаллического теплоносителя, и аппарата воздушного охлаждения отходящих газов ниже "точки росы", при этом вход высокотемпературного теплообменника соединить трубопроводами жидкометаллического теплоносителя с выходом теплообменных поверхностей корпуса печи, а его выход подключить к парогенератору с образованием основного контура циркуляции теплоносителя, кроме того, вход низкотемпературного теплообменника подсоединить к основному контуру циркуляции параллельно входу в теплообменные поверхности корпуса печи посредством трубопроводов жидкометаллического теплоносителя, подключенных после насоса его принудительной циркуляции, а выход низкотемпературного теплообменника подключить к входу высокотемпературного теплообменника с образованием дополнительного контура циркуляции жидкометаллического теплоносителя. В качестве печи может быть использована печь процесса жидкофазного восстановления железа. For this purpose, a device is proposed that includes a furnace with a steel casing and heat exchange surfaces located along its walls for cooling them in the liquid bath zone and in the afterburning zone, connected to a coolant circulation circuit in communication with a steam-water circuit, including a steam generator, a steam turbine unit with a condenser, an electric generator and a system of regenerative heating of feed water, a feed pump, means for cooling the exhaust gas path, sleep keep an additional coolant circulation circuit, fill both circuits with liquid metal coolant, for example sodium, while connecting the inlet to the heat exchange surfaces of the furnace body with liquid metal coolant pipelines through a forced-coolant circulation pump with a steam generator, and perform the cooling means of the exhaust gas duct in the form of sequentially located behind the furnace and connected by flues of high-temperature and low-temperature heat exchangers connected by ohms of pipelines with a liquid metal coolant circulation circuit and an exhaust gas air cooling apparatus below the “dew point”, at the same time, connect the inlet of the high-temperature heat exchanger with pipelines of the liquid metal coolant with the outlet of the heat exchange surfaces of the furnace body, and connect its output to the steam generator with the formation of the main coolant circulation circuit, except in addition, connect the inlet of the low-temperature heat exchanger to the main circulation circuit parallel to the inlet to the heat exchange the surface of the furnace body through pipelines of the liquid metal coolant connected after the forced circulation pump, and the output of the low-temperature heat exchanger is connected to the input of the high-temperature heat exchanger with the formation of an additional circulation loop of the liquid metal coolant. As a furnace, a liquid phase reduction furnace of iron can be used.
В парогенераторе тепло, полученное жидкометаллическим теплоносителем при охлаждении стенок корпуса печи и тракта печных газов, используется для выработки водяного пара необходимых энергетических параметров. Использование жидкометаллического теплоносителя позволяет снизить давление в теплообменных поверхностях охлаждения стенок корпуса печи и тракта печных газов до уровня атмосферного плюс перепад давления на прокачку теплоносителя по контуру циркуляции и, таким образом, повысить безопасность эксплуатации и надежность работы перечисленных узлов, снизить тепловое загрязнение окружающей среды, получив одновременно в парогенераторе перегретый пар необходимых энергетических параметров для выработки электроэнергии на стандартной (серийной) турбоустановке. In the steam generator, the heat received by the liquid metal coolant when cooling the walls of the furnace body and the furnace gas path is used to generate water vapor of the required energy parameters. The use of a liquid metal coolant allows to reduce the pressure in the heat exchange surfaces of cooling the walls of the furnace body and the furnace gas path to atmospheric level plus the pressure drop on the coolant pumping along the circulation circuit and, thus, increase the safety of operation and reliability of the above units, reduce thermal pollution of the environment, having received at the same time in the steam generator, superheated steam of the necessary energy parameters for generating electricity on a standard (series Noah) turbine.
С целью создания устойчивый естественной циркуляции жидкометаллического теплоносителя (и тем самым повышения безопасности эксплуатации печи) пи аварийном отключении электропитания насоса принудительной циркуляции жидкометаллического теплоносителя парогенератор располагается в контуре циркуляции выше корпуса печи, высокотемпературного и низкотемпературного теплообменников. In order to create a stable natural circulation of the liquid metal coolant (and thereby increase the safety of operation of the furnace) by emergency shutdown of the power supply to the forced circulation pump of the liquid metal coolant, the steam generator is located in the circulation circuit above the furnace body, high-temperature and low-temperature heat exchangers.
Для надежного расхолаживания контура циркуляции жидкометаллического теплоносителя в режиме отключения турбины пароводяного контура (режим "стоп-вода") парогенератор дополнительно снабжен расположенными в его корпусе теплообменными поверхностями, соединенными трубопроводами с одной стороны с нагнетателем воздуха, а с другой с вытяжной трубой. In order to reliably cool down the circulation circuit of the liquid metal coolant in the shutdown mode of the steam-water circuit turbine (stop-water mode), the steam generator is additionally equipped with heat-exchange surfaces located in its casing, connected by pipelines on one side to the air blower and on the other to an exhaust pipe.
С целью охраны окружающей среды (в том числе, за счет уменьшения площади земель, отчуждаемых под промстроительство) конденсация отработавшего пара турбины и охлаждение ниже "точки росы" отходящих печных газов осуществляются за счет воздушного охлаждения. При этом конденсатор паротурбинной установки и аппарат воздушного охлаждения газов ниже "точки росы" последовательно соединены трубопроводами подачи воздуха. In order to protect the environment (including by reducing the area of land alienated for industrial construction), condensation of the exhaust turbine steam and cooling below the dew point of the exhaust furnace gases are carried out by air cooling. In this case, the condenser of the steam turbine installation and the apparatus for air cooling of gases below the dew point are connected in series by air supply pipelines.
Сущность изобретения поясняется принципиальной тепловой схемой устройства, представленной на чертеже. The invention is illustrated in principle thermal diagram of the device shown in the drawing.
Устройство охлаждения и утилизации тепла отходящих из печи газов содержит печь 1 со стальным корпусом и расположенными вдоль его стенок для их охлаждения теплообменными поверхностями 2 в зоне жидкой ванны 3 и в зоне дожигания 4, подключенные к контуру циркуляции теплоносителя, сообщенного с пароводяным контуром, включающим соединенные посредством пароводяных трубопроводов 5 парогенератор 6, паротурбинную установку 7 с конденсатором 8, электрогенератором 9 и системой регенеративного подогрева питательной воды 10, питательный насос 11, средства охлаждения газоотводящего тракта, и снабжено дополнительным контуром циркуляции теплоносителя, при этом оба контура заполнены жидкометаллическим теплоносителем, причем вход в теплообменные поверхности 2 корпуса печи 1 соединен трубопроводом жидкометаллического теплоносителя 12 через насос принудительной циркуляции теплоносителя 13 с парогенератором 6, а средства охлаждения газоотводящего тракта выполнены в виде последовательно расположенных за печью 1 и связанных газоходами 14 высокотемпературного теплообменника 15 низкотемпературного теплообменника 16, соединенных посредством трубопроводов 12 с контуром циркуляции жидкометаллического теплоносителя, и аппарата воздушного охлаждения отходящих газов ниже "точки росы" 17, при этом вход высокотемпературного теплообменника 15 соединен трубопроводами жидкометаллического теплоносителя 12 с выходом теплообменных поверхностей 2 корпуса печи 1, а его выход подключен к парогенератору 6 с образованием основного контура циркуляции теплоносителя, кроме того, вход низкотемпературного теплообменника 16 подсоединен к основному контуру циркуляции параллельно входу в теплообменные поверхности 2 корпуса печи 1 посредством трубопроводов жидкометаллического теплоносителя 12, подключенных после насоса 13 его принудительной циркуляции, а выход низкотемпературного теплообменника 16 к входу высокотемпературного теплообменника 15 с образованием дополнительного контура циркуляции жидкометаллического теплоносителя. The device for cooling and recovering heat from the exhaust gases from the furnace contains a furnace 1 with a steel casing and heat exchange surfaces 2 located in the zone of the liquid bath 3 and in the afterburning zone 4, connected to the coolant circulation circuit in communication with the steam-water circuit, including through steam-water pipelines 5, a steam generator 6, a steam turbine installation 7 with a condenser 8, an electric generator 9 and a regenerative heating system of feed water 10, a feed pump 11, medium the cooling of the exhaust gas duct, and is equipped with an additional coolant circulation circuit, both circuits are filled with a liquid metal coolant, and the entrance to the heat exchange surfaces 2 of the furnace body 1 is connected by a liquid metal coolant pipe 12 through a forced coolant circulation pump 13 to a steam generator 6, and the exhaust gas cooling means in the form of a high-temperature heat exchanger 15 arranged in series behind the furnace 1 and connected by gas ducts 14 a heat exchanger 16 connected through pipelines 12 to the liquid metal coolant circulation circuit and an exhaust gas air cooler below the dew point 17, while the inlet of the high temperature heat exchanger 15 is connected by pipelines of the liquid metal coolant 12 to the outlet of the heat exchange surfaces 2 of the furnace body 1, and its output connected to the steam generator 6 with the formation of the main circulation circuit of the coolant, in addition, the input of the low-temperature heat exchanger 16 is connected to the main Contours parallel circulation entry into the heat exchanger surface 2 of the furnace body 1 by a liquid metal coolant piping 12 connected downstream of the pump 13 of its forced circulation, and the output of the low-temperature heat exchanger 16 to the input of the high-temperature heat exchanger 15 to form additional liquid metal coolant circulation circuit.
Парогенератор 6 дополнительно снабжен расположенными в его контуре теплообменными поверхностями 18, соединенными трубопроводами 19 с одной стороны с нагревателем воздуха 20, а с другой с вытяжной трубой 21. Парогенератор 6 расположен выше корпуса печи 1, высокотемпературного теплообменника 15 и низкотемпературного теплообменника 16. Конденсатор паротурбинной установки 8 и аппарат воздушного охлаждения газов ниже "точки росы" 17 последовательно соединены трубопроводами подачи воздуха 22. The steam generator 6 is additionally equipped with heat exchange surfaces 18 located in its circuit, connected by pipelines 19 on the one hand to the air heater 20, and on the other to the exhaust pipe 21. The steam generator 6 is located above the furnace body 1, the high temperature heat exchanger 15 and the low temperature heat exchanger 16. The condenser of the steam turbine installation 8 and an apparatus for air cooling of gases below the dew point 17 are connected in series by air supply pipelines 22.
В качестве печи 1 может быть использована печь процесса жидкофазного восстановления железа, в качестве жидкометаллического теплоносителя натрий. As a furnace 1, a furnace of a liquid-phase reduction process of iron can be used, as a liquid-metal coolant, sodium.
Устройство работает следующим образом. В нижней части печи 1 разводится жидкая ванна 3, представляющая собой расплав углеродсодержащего твердого топлива (уголь), шлака и железосодержащего сырья. Через расплав барботируется кислородсодержащая смесь газов, в результате чего в жидкой ванне 3 осуществляются окислительно-восстановительные металлургические процессы с образованием чугуна, шлака и генераторных газов. Генераторные газы поступают из жидкой ванны 3 в зону дожигания 4, где сгорают с выделением тепловой энергии. Часть тепла идет на поддержание окислительно-восстановительных реакций в жидкой ванне 3, идущих с поглощением тепла. Оставшаяся часть отводится как с отходящими печными газами, так и через теплообменные поверхности 2 корпуса печи 1. Печные газы поступают по газоходам 14 последовательно в высокотемпературный теплообменник 16 и аппарат воздушного охлаждения отходящих газов ниже "точки росы" 17, где охлаждаются до необходимых температур. Тепло, отводимое через теплообменные поверхности 2 корпуса печи 1, и тепло, отводимое от отходящих газов в высокотемпературном теплообменнике 15 и низкотемпературном теплообменнике 16, передается жидкометаллическому теплоносителю. После насоса принудительной циркуляции теплоносителя 13 часть потока жидкометаллического теплоносителя, находящегося при атмосферном давлении плюс перепад давления на прокачку жидкометаллического теплоносителя по контуру, поступает по трубопроводам жидкометаллического теплоносителя 12 на вход теплообменных поверхностей 2 корпуса печи 1, где нагревается до необходимой температуры, и далее поступает ан вход высокотемпературного теплообменника 15. Другая часть потока теплоносителя подается по трубопроводам 12 на вход низкотемпературного теплообменника 16, где нагревается, и далее поступает на вход высокотемпературного теплообменника 15, где оба потока теплоносителя объединяются в один. В высокотемпературном теплообменнике 15 жидкометаллический теплоноситель нагревается до необходимой температуры и далее по трубопроводам жидкометаллического теплоносителя 12 поступает в парогенератор 6. В парогенераторе 6 жидкометаллический теплоноситель охлаждается, нагревая рабочее тело паротурбинного цикла до необходимых параметров. После парогенератора 6 теплоноситель поступает на вход насоса принудительной циркуляции жидкометаллического теплоносителя 13. Из парогенератора 6 пар энергетических параметров по трубопроводам 5 подается на турбоустановку 7 с электрогенератором 9, конденсатором 8 и системой регенеративного подогрева питательной воды 10, где, запасенное паром тепло преобразуется в механическую, а затем в электрическую энергию. После системы регенеративного подогрева питательной воды 10 питательная вода подается питательным насосом 11 на вход парогенератора 6. Для охлаждения конденсатора 8 используется атмосферный воздух, который нагревается и поступает по трубопроводам 22 на вход аппарата воздушного охлаждения отходящих газов ниже "точки росы" 17. После аппарата воздушного охлаждения отходящих газов ниже "точки россы" 17 воздух поступает либо в атмосферу, либо используется в каком-либо производстве. The device operates as follows. In the lower part of the furnace 1, a liquid bath 3 is diluted, which is a melt of carbon-containing solid fuel (coal), slag and iron-containing raw materials. An oxygen-containing mixture of gases is bubbled through the melt, as a result of which redox metallurgical processes are carried out in the liquid bath 3 with the formation of cast iron, slag and generator gases. Generating gases come from the liquid bath 3 to the afterburning zone 4, where they are burned with the release of thermal energy. Part of the heat goes to the maintenance of redox reactions in the liquid bath 3, which go with the absorption of heat. The remaining part is discharged both with the exhaust furnace gases and through the heat exchange surfaces 2 of the furnace body 1. The furnace gases flow through the flues 14 sequentially to the high-temperature heat exchanger 16 and the exhaust gas cooling apparatus below the dew point 17, where they are cooled to the required temperatures. The heat removed through the heat exchange surfaces 2 of the furnace body 1 and the heat removed from the exhaust gases in the high temperature heat exchanger 15 and the low temperature heat exchanger 16 are transferred to the liquid metal coolant. After the forced circulation pump 13, the part of the liquid metal coolant flow at atmospheric pressure plus the pressure drop on the liquid metal coolant pumping through the circuit enters through the pipelines of the liquid metal coolant 12 to the input of the heat exchange surfaces 2 of the furnace body 1, where it is heated to the required temperature, and then en the inlet of the high-temperature heat exchanger 15. Another part of the coolant flow is fed through pipelines 12 to the inlet of the low-temperature a heat exchanger 16 where it is heated, and then is input to the high-temperature heat exchanger 15, where both the coolant flow are combined into one. In the high-temperature heat exchanger 15, the liquid metal coolant is heated to the required temperature and then passes through the pipelines of the liquid metal coolant 12 to the steam generator 6. In the steam generator 6, the liquid metal coolant is cooled by heating the working fluid of the steam turbine cycle to the required parameters. After the steam generator 6, the coolant enters the input of the pump for forced circulation of the liquid metal coolant 13. From the steam generator 6 pairs of energy parameters through pipelines 5 are supplied to the turbine 7 with an electric generator 9, a condenser 8 and a regenerative heating system for feed water 10, where the heat stored by the steam is converted into mechanical, and then into electrical energy. After the regenerative heating system of feed water 10, feed water is supplied by the feed pump 11 to the input of the steam generator 6. To cool the condenser 8, atmospheric air is used, which is heated and supplied through pipelines 22 to the input of the exhaust gas air cooler below the dew point 17. After the air apparatus cooling the exhaust gas below the Ross point 17 air enters either the atmosphere or is used in any production.
В аварийном режиме отключения турбоустановки 7 (режим "стоп-вода") отвод тепла от контура циркуляции жидкометаллического теплоносителя осуществляется атмосферным воздухом через дополнительные теплообменные поверхности 18, встроенные в корпус парогенератора 6. Для этого нагнетателем 20 воздух подается по трубопроводам 19 на вход дополнительных теплопередающих поверхностей 18 парогенератора 6 и далее по трубопроводам 19 поступает в вытяжную трубу 21. In the emergency shutdown mode of the turbine unit 7 (stop-water mode), heat is removed from the circulation circuit of the liquid metal coolant by atmospheric air through additional heat-exchange surfaces 18 built into the case of the steam generator 6. For this, air is supplied by the blower 20 through pipelines 19 to the input of additional heat-transfer surfaces 18 of the steam generator 6 and then through pipelines 19 enters the exhaust pipe 21.
В режиме аварийного отключения электропитания насоса принудительной циркуляции теплоносителя 13 в контуре циркуляции жидкометаллического теплоносителя устанавливается устойчивая естественная циркуляция за счет размещения корпуса парогенератора 6 выше корпуса печи 1, высокотемпературного теплообменника 15 и низкотемпературного теплообменника 16. Направление движения теплоносителя в режиме естественной циркуляции совпадает с направлением движения теплоносителя при работающем насосе принудительной циркуляции 13. In the emergency power-off mode of the forced circulation pump 13, a stable natural circulation is established in the circulation circuit of the liquid metal coolant due to the location of the steam generator housing 6 above the furnace body 1, the high-temperature heat exchanger 15 and the low-temperature heat exchanger 16. The direction of movement of the coolant in the natural circulation mode coincides with the direction of movement of the heat carrier with a forced circulation pump 13.
Использование жидкометаллического теплоносителя позволяет снизить давление теплоносителя в средствах охлаждения газоотводящего тракта и теплообменных поверхностях корпуса печи до уровня атмосферного плюс перепад давления на прокачку жидкометаллического теплоносителя по контуру и использовать при этом все тепло, воспринятое данными системами, для выработки пара энергетических параметров. The use of a liquid metal coolant allows to reduce the pressure of the coolant in the cooling means of the exhaust gas duct and heat transfer surfaces of the furnace body to atmospheric level plus the pressure drop on the pumping of the liquid metal coolant along the circuit and use all the heat received by these systems to generate a pair of energy parameters.
Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет
повысить безопасность эксплуатации и надежность работы средств охлаждения газоотводящего тракта и теплообменных поверхностей корпуса печи; способствует охране окружающей среды и уменьшению ее теплового загрязнения;
повысить КПД паротурбинного цикла (и тем самым уменьшить тепловые сбросы в окружающую среду и увеличить выработку электроэнергии) путем повышения давления в пароводяном контуре без снижения безопасности эксплуатации и ухудшения надежности работы средств охлаждения газоотводящего тракта и теплообменных поверхностей корпуса печи.Thus, the proposed technical solution allows
to increase the safety of operation and the reliability of the cooling means of the exhaust pipe and the heat exchange surfaces of the furnace body; helps protect the environment and reduce its thermal pollution;
increase the efficiency of the steam turbine cycle (and thereby reduce thermal discharges into the environment and increase power generation) by increasing the pressure in the steam-water circuit without compromising operational safety and deteriorating the reliability of the cooling means of the exhaust pipe and heat transfer surfaces of the furnace body.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9494039494A RU2082929C1 (en) | 1994-11-03 | 1994-11-03 | Device for cooling and recovery of heat furnace waste gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9494039494A RU2082929C1 (en) | 1994-11-03 | 1994-11-03 | Device for cooling and recovery of heat furnace waste gases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94039494A RU94039494A (en) | 1996-09-10 |
| RU2082929C1 true RU2082929C1 (en) | 1997-06-27 |
Family
ID=20161968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9494039494A RU2082929C1 (en) | 1994-11-03 | 1994-11-03 | Device for cooling and recovery of heat furnace waste gases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2082929C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100272A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Obchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostju Promishlennaja Kompanija 'tehnologija Metallov' | Method for thermally processing solid community wastes |
| RU2470243C2 (en) * | 2007-06-04 | 2012-12-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method and device for use of heat transported with intermittent flow of exit gases |
| RU175323U1 (en) * | 2017-04-03 | 2017-11-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" | INSTALLATION OF HEAT DISPOSAL OF WASTE GASES OF GAS-PUMPING UNITS |
| RU2716653C1 (en) * | 2019-07-29 | 2020-03-13 | Публичное акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Айсберг" | Heat exchanger complex of power plant on liquefied natural gas |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448169C2 (en) * | 2009-07-22 | 2012-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт тепловых металлургических агрегатов и технологий "Стальпроект" | Molten slag heat utilisation method |
| CN104344739B (en) * | 2014-10-21 | 2017-02-01 | 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 | Device and method for comprehensive recycling of heat energy in plate and strip processing line |
| CN104456596A (en) * | 2014-12-30 | 2015-03-25 | 黑龙江国德节能服务有限公司 | Module combination type heat exchanger and working method |
-
1994
- 1994-11-03 RU RU9494039494A patent/RU2082929C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Роменец В.А. и др. Повышение эффективности использования топлива в народном хозяйстве. Т. 2. - Рига: 1990, с. 278 - 292. Экологически чистая энергетика. Концепция и краткое описание проектов Государственной научно-технической программы. - М.: Министерство науки, высшей школы и технической политики Российской Федерации, 1993, с. 73 - 75. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100272A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Obchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostju Promishlennaja Kompanija 'tehnologija Metallov' | Method for thermally processing solid community wastes |
| RU2470243C2 (en) * | 2007-06-04 | 2012-12-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method and device for use of heat transported with intermittent flow of exit gases |
| US8707702B2 (en) | 2007-06-04 | 2014-04-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for utilizing heat transported by a discontinuous flow of exhaust gases |
| RU175323U1 (en) * | 2017-04-03 | 2017-11-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" | INSTALLATION OF HEAT DISPOSAL OF WASTE GASES OF GAS-PUMPING UNITS |
| RU2716653C1 (en) * | 2019-07-29 | 2020-03-13 | Публичное акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Айсберг" | Heat exchanger complex of power plant on liquefied natural gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94039494A (en) | 1996-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950019139A (en) | Waste heat recovery system | |
| JPH0713234B2 (en) | Power generation method and apparatus utilizing gasification of carbon-containing fuel | |
| JPS59229005A (en) | Coal gasification composite power generating plant | |
| KR950019379A (en) | Devices that increase the efficiency of power plants using fossil fuels | |
| CN106839790B (en) | Electricity converter flue gas waste heat power generation system | |
| RU2082929C1 (en) | Device for cooling and recovery of heat furnace waste gases | |
| JPS61178505A (en) | Method and device for operating power plant | |
| RU2476600C2 (en) | Method for coal gasification and production of iron, and system used for that purpose | |
| CN214198738U (en) | Flue gas waste heat recovery system of coal-fired power plant | |
| US3223860A (en) | Heat exchange system | |
| RU2106501C1 (en) | Combined cycle method for power generating and combined-cycle plant implementing it | |
| JPS61184301A (en) | Method and device for generating and recovering treatment heat | |
| JP2003518220A (en) | Operation method of steam turbine equipment and steam turbine equipment operated by this method | |
| Aminov et al. | Evaluation of the efficiency of combining wet-steam NPPs with a closed hydrogen cycle | |
| JPS5920954B2 (en) | Waste heat recovery method | |
| JP2005133702A (en) | Combined power-generation by waste-heat utilization | |
| KR100525649B1 (en) | waste heat retrieval device of having means of protect erosion in the low temperature | |
| CN212299968U (en) | Multi-point-position waste heat recovery power generation system of steel plant | |
| JPS6274009A (en) | Method for generating electric power by recovery of pressure from top of blast furnace | |
| CN109098797B (en) | Coal-fired gas power generation system | |
| RU2272914C1 (en) | Gas-steam thermoelectric plant | |
| CN214468675U (en) | System for efficiently utilizing smoke discharged from chemical adiabatic combustion chamber | |
| RU2124134C1 (en) | Combination steam-gas power plant and method of its operation | |
| RU2826848C1 (en) | Method of generating electric energy in gas turbine based on use of solid fuel gasification products | |
| JPS6164789A (en) | Method and apparatus for generating medium pressure steam incooling coal gas generation furnace |