RU2129239C1 - Air heater for heating air flows at different pressures and rates with flue gases - Google Patents
Air heater for heating air flows at different pressures and rates with flue gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2129239C1 RU2129239C1 RU96117177A RU96117177A RU2129239C1 RU 2129239 C1 RU2129239 C1 RU 2129239C1 RU 96117177 A RU96117177 A RU 96117177A RU 96117177 A RU96117177 A RU 96117177A RU 2129239 C1 RU2129239 C1 RU 2129239C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- gas
- flows
- ducts
- heat exchange
- Prior art date
Links
Images
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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Air Supply (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к воздухоподогревателям для нагрева дымовыми газами воздушных потоков с различными давлениями и расходами, и может быть использовано в котлостроении для нагрева воздуха, идущего на горение и на сушку топлива. The invention relates to the field of power engineering, in particular to air heaters for heating flue gases of air streams with various pressures and flows, and can be used in boiler building for heating the air used for combustion and for drying fuel.
Известен воздухоподогреватель для нагрева дымовыми газами воздушных потоков с различными давлениями и расходами до различных температур, требуемых условиями эксплуатации котлов (см. Рихтер Л.А. "Газовоздушные тракты тепловых электростанций", стр. 21, рис. 1-3, М.: "Энергия", 1969 г.). Известный воздухоподогреватель содержит несколько параллельно включенных, равных по расходу газов газоходов с симметрично установленными в них теплообменными секциями, газовые и воздушные тракты для разноименных потоков, подключенные к упомянутым теплообменным секциям. В известном воздухоподогревателе, чтобы обеспечить равномерное температурное поле уходящего потока дымовых газов, с целью уменьшения потерь тепла с дымовыми газами, через оба газохода по воздушным трактам, подключенным к теплообменным секциям нижней (по ходу дымовых газов) ступени воздухоподогревателя, пропускается одинаковое количество воздуха (по 50%), каждый поток по одному газоходу, а получающийся избыток первичного воздуха перепускается в воздушный тракт вторичного воздуха за воздухоподогревателем. Указанный воздухоподогреватель требует более мощных вентиляторов на перекачку избыточного расхода воздуха с большим давлением, что в конечном итоге повышает энергоемкость устройства. Known air heater for heating flue gases of air flows with different pressures and flows to various temperatures required by the operating conditions of boilers (see L. L. Richter "Gas-air ducts of thermal power plants", p. 21, Fig. 1-3, M .: " Energy ", 1969). Known air heater contains several parallel connected, equal in gas flow rate of gas ducts with heat exchange sections symmetrically installed in them, gas and air paths for unlike flows connected to said heat exchange sections. In the known air heater, in order to ensure a uniform temperature field of the exhaust flue gas stream, in order to reduce heat loss with flue gases, the same amount of air (through 50%), each stream has one gas duct, and the resulting excess of primary air is transferred to the secondary air duct behind the air heater. The specified air heater requires more powerful fans to pump excess air flow with high pressure, which ultimately increases the energy consumption of the device.
Известен также воздухоподогреватель для нагрева дымовыми газами воздушных потоков с разными давлениями и расходами (см. а.с. N 1837138, 31.07.89 г. , МПК F 23 L 15/04), наиболее близкий к заявленному по технической сущности и достигаемому эффекту (прототип). Also known is an air heater for heating flue gases of air streams with different pressures and flows (see as.with. N 1837138, 07/31/89, IPC F 23 L 15/04), which is closest to the claimed effect and achieved effect ( prototype).
Известный воздухоподогреватель для нагрева дымовыми газами воздушных потоков с различными давлениями и расходами содержит несколько параллельно включенных, равных по расходу газов газоходов с симметрично установленными в них теплообменными секциями, газовые тракты и воздушные тракты для разноименных потоков, подключенные к упомянутым теплообменным секциям. The known air heater for heating flue gases of air streams with different pressures and flows contains several parallel-connected, equal in gas flow rate gas ducts with heat-exchange sections symmetrically installed in them, gas paths and air paths for unlike flows connected to said heat-exchange sections.
В известном воздухоподогревателе некоторая равномерность температурного поля выходящего газового потока, при исходной неравномерности последнего на входе в газовые тракты, достигается за счет того, сто воздушный тракт каждого из разноименных потоков подключен к соответствующим секциям обоих газоходов поочередно. Такое выполнение воздушных трактов приводит к неоправданному значительному увеличению их длины, а следовательно, и к значительному увеличению их аэродинамического сопротивления, что, в свою очередь, требует применения мощных воздуходувных устройство, т.е. увеличивается энергоемкость устройства. In the known air heater, a certain uniformity of the temperature field of the outgoing gas stream, with the initial non-uniformity of the latter at the entrance to the gas paths, is achieved due to the fact that the hundred air path of each of the opposite flows is connected to the corresponding sections of both gas ducts in turn. This embodiment of the air ducts leads to an unjustified significant increase in their length, and, consequently, to a significant increase in their aerodynamic drag, which, in turn, requires the use of powerful blower devices, i.e. increases the energy consumption of the device.
Недостатком известного воздухоподогревателя является также то, что высота теплолобменных секций, через которые проходит поток воздуха с большим расходом, равна высоте теплообменных секций, через которые проходит поток воздуха с меньшим расходом. Особенно это касается последних, по ходу газов, теплообменных секций, т.к. известно, что именно они оказывают определяющее влияние на равномерность температурного поля уходящего потока дымовых газов. Следовательно, при неравных расходах воздуха равная высота теплообменных секций ( особенно последних) приводит к неравномерному теплообмену в них, что снижает равномерность температурного поля уходящих дымовых газов, приводя к потерям тепла. A disadvantage of the known air heater is also that the height of the heat exchange sections through which the air flow at a high flow rate is equal to the height of the heat exchange sections through which the air flow at a lower flow rate. This is especially true of the latter, along the gas, heat exchange sections, because it is known that they have a decisive influence on the uniformity of the temperature field of the outgoing flue gas stream. Therefore, with unequal air flow rates, an equal height of the heat exchange sections (especially the latter) leads to uneven heat exchange in them, which reduces the uniformity of the temperature field of the flue gases, leading to heat loss.
Следует отметить также, что в известном воздухоподогревателе некоторая равномерность температурного поля выходящего потока газов обеспечивается только при четном числе теплообменных секций (2 или 4) в каждом газоходе. При нечетном их числе один из разноименных воздушных потоков пересекает оба газохода большее число раз, а второй - меньшее, т.е. равномерность температурного поля уходящего потока газов вообще не достигается. It should also be noted that in the known air heater a certain uniformity of the temperature field of the outgoing gas stream is provided only with an even number of heat-exchange sections (2 or 4) in each gas duct. With an odd number of them, one of the opposite air flows crosses both flues more times, and the second, the smaller, i.e. the uniformity of the temperature field of the outgoing gas stream is not achieved at all.
Задачей изобретения является обеспечение равномерного температурного поля уходящего потока дымовых газов путем подачи равного количества воздуха через каждый газоход при минимальной длине воздушных трактов, и путем обеспечения идентичного процесса теплообмена во всех теплообменных секциях за счет изменения их высоты в зависимости от расхода воздушных потоков. The objective of the invention is to provide a uniform temperature field of the exhaust flue gas stream by supplying an equal amount of air through each gas duct with a minimum length of air paths, and by ensuring an identical heat transfer process in all heat exchange sections by changing their height depending on the flow of air flows.
Указанная задача решается тем, что в известном воздухоподогревателе для нагрева дымовыми газами воздушных потоков с различными давлениями и расходами, содержащем несколько параллельно включенных, равных по расходу газов газоходов, с симметрично установленными в них теплообменными секциями, газовые тракты и воздушные тракты для разноименных потоков, подключенные к упомянутым теплообменным секциям, согласно изобретению каждый воздушный тракт имеет равные по расходу воздуха ответвления, число которых равно числу газоходов, к теплообменным секциям каждого газохода подключено по равному числу ответвлений воздушных трактов каждого из разноименных потоков, причем все ответвления воздушных трактов одноименных потоков к теплообменным секциям подключены в одинаковых зонах температур дымовых газов, а теплообменные секции выполнены с высотой, определяемой соотношением
где Hi - высота секции, через которую проходит поток воздуха с меньшим расходом;
Hi+1 - высота секции, через которую проходит поток воздуха с большим расходом;
K = 0,8 - 1,2 коэффициент пропорциональности;
Vi - поток воздуха с меньшим расходом;
Vi+1 - поток воздуха с большим расходом;
i - номер воздушного потока.This problem is solved by the fact that in the known air heater for heating flue gases of air flows with different pressures and flows, containing several parallel connected, equal in gas flow ducts, symmetrically installed in them heat-exchange sections, gas ducts and air ducts for unlike flows connected to said heat-exchange sections, according to the invention, each air path has branches with equal air consumption, the number of which is equal to the number of gas ducts, to the heat exchange each section of the gas duct is connected by an equal number of branches of the air paths of each of the opposite flows, and all branches of the air paths of the same flows to the heat exchange sections are connected in the same temperature zones of the flue gases, and the heat exchange sections are made with a height determined by the ratio
where Hi is the height of the section through which air flows at a lower flow rate;
Hi + 1 - the height of the section through which the air flow passes at a high flow rate;
K = 0.8 - 1.2 coefficient of proportionality;
Vi - air flow at a lower flow rate;
Vi + 1 - air flow with a high flow rate;
i is the air flow number.
При этом целесообразно, чтобы последними, по ходу дымовых газов, были установлены теплообменные секции с большей высотой, являющиеся входными для воздушного потока с наибольшим расходом. At the same time, it is advisable that the latter, along the path of the flue gases, have heat exchange sections with a higher height, which are the input to the air flow with the highest flow rate.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров его конкретного выполнения и чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен общий вид предлагаемого воздухоподогревателя, на фиг. 2 - то же, вариант с тремя газоходами, на фиг. 3 - то же, вариант с тремя воздушными трактами. The invention is further explained in the description of examples of its specific implementation and drawings, where in FIG. 1 schematically shows a General view of the proposed air heater, FIG. 2 - the same version with three flues, in FIG. 3 - the same option with three air ducts.
Воздухоподогреватель содержит газоходы 1, 2, в которых симметрично размещены теплообменные секции 3, 4. Воздушный тракт 5 потока с большим расходом воздуха и воздушный тракт с меньшим расходом имеют каждый равные по расходу воздуха ответвления 7, 8 и 9, 10 соответственно. Число ответвлений каждого воздушного потока равно числу газоходов 1, 2. К теплообменным секциям 3, 4 каждого газохода 1,2 подключено по равному числу ответвлений 7,8 и 9,10 каждого воздушного тракта 5, 6. Ответвления 7,8 воздушного тракта 5 включают и перепускные короба 11, последовательно соединяющие теплообменные секции 3 газоходов 1,2. Ответвления 9, 10 включают перепускные короба 12, 13, последовательно соединяющие теплообменные секции 4 соответствующих газоходов. The air heater contains
В других вариантах выполнения воздухоподогреватель может нагревать, например, три воздушных потока с разными расходами и давлениями (фиг. 3). При этом к каждому газоходу 1,2 подключено по одному из ответвлений 7, 9, 10 и 8, 9', 10' соответственно. In other embodiments, the air heater can heat, for example, three air streams with different flow rates and pressures (Fig. 3). At the same time, one of the
В следующем варианте (фиг. 2) воздухоподогреватель содержит три газохода 1,2, 2' и, соответственно, каждый воздушный тракт 5, 6 имеет по три ответвления 7,7', 7'', 8,8',8''. Могут быть и другие варианты выполнения изобретения (не показано). Во всех вариантах выполнения воздухоподогревателя высота H1, H2 теплообменных секций 3,4 выбрана из соотношения
где Hi - высота теплообменных секций 3, к которым подключен воздушный тракт потока с меньшим расходом;
Hi+1 - высота теплообменных секции 4, к которым подключен воздушный тракт потока с большим расходом;
K = 0,8 -1,2 коэффициент пропорциональности;
Vi - поток воздуха с меньшим расходом;
Vi+1 - поток воздуха с большим расходом;
i - номер воздушного потока.In the next embodiment (Fig. 2), the air heater contains three
where Hi is the height of the heat exchange sections 3, to which the air flow path is connected with a lower flow rate;
Hi + 1 - the height of the heat exchange sections 4, to which the air flow path is connected with a high flow rate;
K = 0.8 -1.2 proportionality coefficient;
Vi - air flow at a lower flow rate;
Vi + 1 - air flow with a high flow rate;
i is the air flow number.
Воздухоподогреватель работает следующим образом: дымовые газы поступают в газоходы 1, 2 и далее в трубы теплообменных секций 3, 4, последовательно проходя их. Потоки воздуха с различными давлениями и расходами, проходящие по воздушным трактам 5, 6 и далее по ответвлениям 7, 8 и 9, 10 упомянутых воздушных трактов 5, 6 и соответствующим перепускным коробам 11, 12, 13, последовательно омывают трубы соответствующих теплообменных секций 3, 4, направляются, охлаждая в свою очередь дымовые газы, и отводятся каждый поток к своему технологическому потребителю. The air heater works as follows: flue gases enter the
Поскольку воздушные тракты разноименных потоков имеют ответвления, равные по расходу воздуха, число ответвлений равно числу газоходов и к каждому газоходу подключено равное количество ответвления каждого потока, то через каждый газоход проходит одно и тоже количество воздуха, чем обеспечивается одинаковый теплообмен во всех газоходах, позволяющий выровнять температурное поле уходящих дымовых газов, т.к. каждая группа ответвлений воздушных трактов разноименных потоков подключена только к одному газоходу, причем ответвления воздушных трактов одноименных потоков к теплообменным секциям газоходов подключены в одной зоне температур дымовых газов, то еще более выравнивается температурное поле дымовых газов, а воздушные тракты, включающие и перепускные короба, имеют минимально возможную длину и, следовательно, минимальное аэродинамическое сопротивление, что снижает энергоемкость устройства. Since the air ducts of opposite flows have branches equal in air flow, the number of branches is equal to the number of gas ducts and an equal number of branches of each flow is connected to each gas duct, the same amount of air passes through each gas duct, which ensures the same heat transfer in all gas ducts, which makes it possible to equalize temperature field of flue gases each group of branches of the air ducts of opposite flows is connected to only one gas duct, and the branches of the air ducts of the same flows to the heat exchange sections of the ducts are connected in the same temperature zone of the flue gases, the temperature field of the flue gases is evened out even more, and the air ducts, including the bypass ducts, have the minimum possible length and, therefore, the minimum aerodynamic drag, which reduces the energy consumption of the device.
Поскольку высота теплообменных секций пропорциональна расходу проходящего через них потока воздуха, то процесс теплообмена в каждой секции (особенно это важно для входных по воздуху секций) также идентичен, что дополнительно обеспечивает равномерность температурного поля уходящего потока газов. Since the height of the heat-exchange sections is proportional to the flow rate of the air flow passing through them, the heat exchange process in each section (this is especially important for air-inlet sections) is also identical, which additionally ensures the uniformity of the temperature field of the outgoing gas stream.
Коэффициент пропорциональности К= 0,8-1,2 определяет оптимальное соотношение между высотой теплообменных секций и расходом воздуха воздушных потоков, и отклонение его в ту или иную сторону приводит к отклонению скоростей воздушных потоков от значений, обеспечивающих оптимальный теплообмен, что отрицательно сказывается на экономических характеристиках водоподогревателя. The proportionality coefficient K = 0.8-1.2 determines the optimal ratio between the height of the heat exchange sections and the air flow rate of the air flows, and its deviation in one direction or another leads to a deviation of the air flow velocities from the values that ensure optimal heat transfer, which negatively affects the economic water heater characteristics.
Выходные (по ходу дымовых газов) теплообменные секции являются входными для потока воздуха с наибольшим расходом, что позволяет сосредоточить процесс коррозии в пределах именно этих секций, предотвращая ее распространение в предыдущие (по ходу дымовых газов) секции. The output (along the flue gas) heat exchange sections are the input to the air flow at the highest flow rate, which allows the corrosion process to be concentrated within these sections, preventing its spread to the previous (along the flue gas) sections.
Claims (2)
где Нi - высота секций, к которым подключены воздушные тракты потока с меньшим расходом;
Нi + 1 - высота секций, к которым подключены воздушные тракты потока с большим расходом;
К = 0,8 - 1,2 - коэффициент пропорциональности;
Vi - поток воздуха с меньшим расходом;
Vi + 1 - поток воздуха с большим расходом;
i - номер воздушного потока.1. An air heater for heating flue gases of air streams with different pressures and flows, comprising several parallel connected, equal in gas flow rate gas ducts with heat-exchange sections symmetrically installed in them, gas paths and air paths for unlike flows connected to said heat-exchange sections, characterized in that each air path has branches equal in air flow, the number of which is equal to the number of gas ducts, equally connected to the heat exchange sections of each gas duct the number of branches of the air paths of each of the opposite flows, and all branches of the air paths of the same flows to the heat exchange sections are connected in the same temperature zones of the flue gases, and the heat exchange sections are made with a height determined by the ratio
where H i is the height of the sections to which the air flow paths are connected with a lower flow rate;
H i + 1 - the height of the sections to which the air flow paths are connected with a high flow rate;
K = 0.8 - 1.2 - coefficient of proportionality;
V i - air flow with a lower flow rate;
V i + 1 - air flow with a high flow rate;
i is the air flow number.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117177A RU2129239C1 (en) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | Air heater for heating air flows at different pressures and rates with flue gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117177A RU2129239C1 (en) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | Air heater for heating air flows at different pressures and rates with flue gases |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96117177A RU96117177A (en) | 1998-11-20 |
RU2129239C1 true RU2129239C1 (en) | 1999-04-20 |
Family
ID=20184831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96117177A RU2129239C1 (en) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | Air heater for heating air flows at different pressures and rates with flue gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2129239C1 (en) |
-
1996
- 1996-08-23 RU RU96117177A patent/RU2129239C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2129239C1 (en) | Air heater for heating air flows at different pressures and rates with flue gases | |
US4305455A (en) | Multipass corrosion proof air heater | |
JPS6025704B2 (en) | air heating device | |
GB1221560A (en) | A tubular heat exchanger | |
SU775528A1 (en) | Air heater | |
SU1023169A1 (en) | Boiler plant | |
SU1746140A2 (en) | Air heater | |
SU1353979A1 (en) | Recuperator | |
RU2129238C1 (en) | Air heater | |
US3610333A (en) | Tubular-type heat-exchange apparatus | |
SU1206564A1 (en) | Recuperator | |
SU992918A1 (en) | Convective air preheater | |
SU908975A1 (en) | Apparatus for high-temperature air heating | |
SU1137281A1 (en) | Recuperative air heater | |
SU1153195A2 (en) | Multipass air heater | |
GB2108260A (en) | Space heating systems | |
SU1132115A2 (en) | Multiway air heater | |
SU1112183A1 (en) | Recuperator | |
SU1562605A2 (en) | Recuperator unit section | |
SU1267115A1 (en) | Recuperator | |
SU569802A1 (en) | Slit recuperator | |
SU524959A1 (en) | Swirl tube | |
SU1663326A1 (en) | Recuperator | |
SU1137291A1 (en) | Heat exchanger | |
SU1232915A1 (en) | Recuperator for heating and heat-treating furnaces |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090824 |