RU2209366C2

RU2209366C2 - Heat recovering unit

Info

Publication number: RU2209366C2
Application number: RU2001107301A
Authority: RU
Inventors: И.Б. Бирюлин; А.М. Евсин; Т.Ф. Шамсудинов; Ю.В. Щербаков
Original assignee: Астраханский инженерно-строительный институт
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2003-07-27

Abstract

FIELD: heat engineering, possibly recovering exhaust gases of boiler aggregates. SUBSTANCE: unit includes two honeycomb heat exchangers, one being main heat exchanger, both mounted in parallel relative to by-passing gas duct; contact type water heater connected to gas duct in front of exhaust fan and heat exchange tube. Cleaning chamber is arranged between vertical part of gas duct and contact type water heater and it is coupled through hose with cyclone that is mounted on gas duct in front of honeycomb heat exchanger. Cleaning chamber is provided with vertical partitions secured alternatively to its bottom and ceiling and with row of funnels secured to its bottom and arranged in dust collector. Outlet of water heater is pneumatically connected with reel for passing gases that is connected with main honeycomb heat exchanger and with descended portion of gas duct. Change-over damper is mounted in upper butt of gas duct and cleaning chamber. Heat exchange tube having pins arranged according to fan shape is placed in gas duct in front of cleaning chamber and it is pneumatically connected through air conduit with water heater. EFFECT: enhanced quality of heated water, gas turbulization, increased time period between repairing operations of heat exchangers. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к утилизаторам тепла отходящих газов, преимущественно от котлоагрегатов, работающих на твердом топливе. The invention relates to heat engineering, and in particular to waste heat heat exchangers, mainly from solid fuel boiler units.

Известен утилизатор тепла отходящих газов, содержащий циркуляционные контуры для теплоносителя, в которых установлены контактный экономайзер, теплообменники, испаритель теплового насоса, компрессор, охладитель конденсата и насосы (а.с. 1345033, кл. F 22 B 29/00, БИ 38, 1987 г., СССР). A known exhaust gas heat utilizer containing circulating circuits for a heat carrier, in which a contact economizer, heat exchangers, a heat pump evaporator, a compressor, a condensate cooler and pumps are installed (AS 1345033, class F 22 B 29/00, BI 38, 1987 g., USSR).

Известный утилизатор тепла сложный по конструкции из-за наличия в нем значительного технологического оборудования. The well-known heat recovery unit is complex in design due to the presence of significant technological equipment in it.

Известен сотовый теплообменник, содержащий пакет чередующихся гофрированных пластин с плоскими участками и разделительных пластин, образующих соты, смежные из которых подключены к коллекторам противоположно направленных теплообменивающихся сред (а.с. 397738, кл. F 28 F 3/00, БИ 37, 1973 г., СССР). Known honeycomb heat exchanger containing a package of alternating corrugated plates with flat sections and dividing plates forming cells, adjacent of which are connected to collectors of oppositely directed heat-exchanging media (A.S. 397738, class F 28 F 3/00, BI 37, 1973 ., USSR).

Известна теплообменная труба, выполненная с поперечным оребрением, причем каждое ребро по наружной периферии снабжено веером штырей (а.с. 315893, кл. F 28 F 1/26, БИ 29, 1971 г., СССР). Known heat exchange pipe made with a transverse finning, and each rib on the outer periphery is equipped with a fan of pins (AS 315893, class F 28 F 1/26, BI 29, 1971, USSR).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является утилизатор тепла, содержащий контактный водонагреватель, подключенный к газоходу котла перед дымососом и снабженный обводным газоходом, имеющим заслонку и декарбонизатор нагретой воды с линией отвода воздуха (а.с. 1128063, по кл. F 24 H 1/10, F 22 B 33/18, БИ 45, 1984 г., СССР). The closest in technical essence to the proposed technical solution is a heat recovery unit containing a contact water heater connected to the boiler flue in front of the exhaust fan and equipped with a bypass flue having a damper and a decarbonizer of heated water with an air exhaust line (A.S. 1128063, class F 24 H 1/10, F 22 B 33/18, BI 45, 1984, USSR).

В известном утилизаторе тепла отсутствуют устройства для очистки газа от золы, сажи и нагрева воздуха. In the known heat recovery unit there are no devices for cleaning gas from ash, soot and air heating.

На чертеже представлена схема утилизатора тепла. The drawing shows a diagram of a heat recovery unit.

Утилизатор тепла содержит контактный водонагреватель 1, подключенный к вертикальной части газохода 2 котлоагрегата 3 перед дымососом 4, и снабжен обводным газоходом 5, имеющим заслонку 6, и декарбонизатор 7 нагретой воды с линией 8 отвода воздуха, подключенной к обводному газоходу 5 после заслонки 6 по ходу газов. Утилизатор тепла снабжен также линиями 9 и 10 подвода холодной и отвода нагретой воды соответственно. The heat exchanger contains a contact water heater 1 connected to the vertical part of the gas duct 2 of the boiler unit 3 in front of the smoke exhauster 4, and is equipped with a bypass duct 5 having a shutter 6, and a heated water decarbonizer 7 with an air exhaust line 8 connected to the bypass duct 5 after the shutter 6 along gases. The heat recovery unit is also equipped with lines 9 and 10 for supplying cold and for removing heated water, respectively.

В газоходе 2 установлена теплообменная труба 11 с веером штырей 12, сообщена пневматически через воздухопровод 13 с контактным водонагревателем 1. Камера очистки 14, установленная между газоходом 2 и водонагревателем 1, имеет вертикальные перегородки 15 и 16, прикрепленные поочередно к ее днищу и потолку соответственно. Сверху камера 14 сообщена через рукав 17 с циклоном 18, установленным на газоходе 2 перед сотовым теплообменником 19. Снизу камера 14 имеет ряды воронок 20, закрепленные в ее днище и размещенные в пылесборнике 21, имеющем снизу люк 22. Перекидная заслонка 23 установлена на верхнем стыке газохода 2 и камеры 14, имеет положение а и б левой и правой части газохода. Теплообменник 19 через катушки 24 и 25 соединен с основным сотовым теплообменником 26, который сообщен с опускной частью газохода 2 и системой подачи холодного воздуха (не показана), при этом оба теплообменника установлены параллельно обводному газоходу. Сверху выход водонагревателя 1 сообщен пневматически через катушку 24 и теплообменник 26 с опускной частью газохода 2. Теплообменник 19 сверху слева сообщен с системой нагретого воздуха (не показана). A heat exchanger pipe 11 with a fan of pins 12 is installed in the duct 2, pneumatically communicated through the duct 13 to the contact water heater 1. The cleaning chamber 14, installed between the duct 2 and the water heater 1, has vertical partitions 15 and 16 attached alternately to its bottom and ceiling, respectively. At the top, the chamber 14 is communicated through a sleeve 17 with a cyclone 18 mounted on the gas duct 2 in front of the honeycomb heat exchanger 19. The bottom of the chamber 14 has rows of funnels 20 fixed in its bottom and placed in the dust collector 21, which has a hatch at the bottom 22. The flap 23 is installed on the upper joint gas duct 2 and chamber 14, has position a and b of the left and right side of the gas duct. The heat exchanger 19 through coils 24 and 25 is connected to the main honeycomb heat exchanger 26, which is in communication with the lower part of the duct 2 and the cold air supply system (not shown), while both heat exchangers are installed parallel to the bypass duct. From the top, the outlet of the water heater 1 is pneumatically communicated through the coil 24 and the heat exchanger 26 with the lower part of the gas duct 2. The heat exchanger 19 is in the upper left communicated with a heated air system (not shown).

Теплообменная труба 11 выполнена с поперечным оребрением. Каждое ребро по наружной периферии снабжено веером штырей 12. Труба 11 создает хорошую турбулизацию потока газа. The heat exchange pipe 11 is made with a transverse finning. Each rib along the outer periphery is equipped with a fan of pins 12. The pipe 11 creates a good turbulization of the gas flow.

Воронки 20, в ряду две и более штук, прикреплены к днищу камеры 14, носиками вниз, причем диаметры их уменьшаются в сторону водонагревателя 1. Правый ряд воронок 20 обеспечивают циркуляцию газов, которые проникают вместе с пылью в пылесборник 21. Циклон 18 обеспечивает закрутку запыленных газов, пыль по рукаву 17 перемещается под своей тяжестью в камеру 14. Funnels 20, in a row of two or more pieces, are attached to the bottom of the chamber 14, with their noses down, their diameters decreasing towards the heater 1. The right row of funnels 20 circulate gases that penetrate the dust collector 21 with the dust. Cyclone 18 provides spinning of the dusty gases, dust along the sleeve 17 moves under its weight in the chamber 14.

Утилизатор тепла имеет три режима работы, в зависимости от положения заслонки 23, при закрытой заслонке 6. The heat exchanger has three operating modes, depending on the position of the shutter 23, with the shutter 6 closed.

В среднем положении заслонки 23 (см. чертеж) горячие газы примерно 50 на 50% поступают через циклон 18 на нагрев в теплообменниках 19 и 26 холодного воздуха и через камеру 14 в водонагреватель 1 для нагрева воды. In the middle position of the shutter 23 (see drawing), about 50 to 50% of the hot gases flow through cyclone 18 for heating in the cold air heat exchangers 19 and 26 and through the chamber 14 to the water heater 1 for heating the water.

При установке заслонки 23 в положение а горячие газы пойдут через камеру 14, огибая перегородки 15 и 16, оставляя на них частички сажи, золы (пыль), которая постепенно сползет в воронки 20 и пылесборник 21. Очищенные горячие газы затем вступят в контакт с каплями воды в водонагревателе 1, отдав им свое тепло. Нагретая вода через линию 10 будет поступать потребителю улучшенного качества и без углекислоты. Далее охлажденные в водонагревателе 1 газы поступают в катушку 24 и теплообменник 26, отдавая оставшееся тепло холодному воздуху и затем удаляются дымососом 4 в дымовую трубу (не показана). When the shutter 23 is set to position a, the hot gases will go through the chamber 14, enveloping the partitions 15 and 16, leaving particles of soot, ash (dust) on them, which will gradually slip into the funnels 20 and the dust collector 21. The cleaned hot gases will then come into contact with the droplets water in the water heater 1, giving them their heat. Heated water through line 10 will be supplied to the consumer of improved quality and without carbon dioxide. Then, the gases cooled in the water heater 1 enter the coil 24 and the heat exchanger 26, transferring the remaining heat to the cold air and then are removed by the exhaust fan 4 into a chimney (not shown).

При установке заслонки 23 в положение б горячие газы пройдут через циклон 18, частично очистятся от пыли и через соты теплообменников 19 и 26 отдадут свое тепло холодному воздуху, нагрев его до заданной температуры. Нагрев воды в водонагревателе 1 в данном случае производиться не будет. When the shutter 23 is set to position b, the hot gases will pass through the cyclone 18, partially cleaned of dust and through the cells of the heat exchangers 19 and 26 will give their heat to the cold air, heating it to a predetermined temperature. Water heating in the water heater 1 in this case will not be performed.

Предлагаемый утилизатор тепла обеспечивает очистку горячих газов перед поступлением их в контактный водонагреватель 1, что существенно увеличивает его межремонтный период и улучшает качество нагретой воды. The proposed heat exchanger provides the purification of hot gases before they enter the contact water heater 1, which significantly increases its overhaul period and improves the quality of heated water.

Установка в газоходе 2 теплообменной трубы 11 обеспечивает турбулизацию газов, способствующую пылеотделению и теплоотдаче. Нагретый воздух в теплообменной трубе 11 отдает тепло воде водонагревателя, что способствует повышению ее температуры на выходе. Циклон 18 предварительно очищает газы от пыли и тем самым удлиняет межремонтный период сотовых теплообменников 19 и 26. The installation in the flue 2 of the heat exchange pipe 11 provides a turbulization of gases, contributing to dust and heat transfer. Heated air in the heat exchanger pipe 11 gives off heat to the water of the water heater, which contributes to an increase in its outlet temperature. The cyclone 18 pre-cleans the gases from dust and thereby lengthens the overhaul period of the cellular heat exchangers 19 and 26.

Пыль в пылесборнике 21 периодически удаляют через люк 22, и она может быть использована в строительных материалах и растворах. The dust in the dust collector 21 is periodically removed through the hatch 22, and it can be used in building materials and solutions.

Claims

1. A heat exchanger containing a contact water heater connected to the flue of the boiler unit in front of the exhaust fan and equipped with a bypass flue having a damper, characterized in that it comprises a cleaning chamber, a cyclone, a heat exchange pipe and two cellular heat exchangers, one of which is the main one, which are installed in parallel the bypass duct, while the cleaning chamber with vertical partitions attached alternately to its bottom and ceiling, respectively, as well as with rows of funnels fixed in its bottom and placed in the dust collector, installed between the vertical part of the duct and the contact water heater and connected through a sleeve with a cyclone, which is installed on the duct in front of the cellular heat exchanger, the output of the contact water heater is pneumatically connected to the gas passage coil connected to the main honeycomb heat exchanger and the lower part of the duct, and the flapper installed on the upper junction of the gas duct and the cleaning chamber, in addition, the heat exchange pipe with a fan of pins is installed in the gas duct in front of the cleaning chamber and and pneumatically through the air with a contact heater.

2. The heat utilizer according to claim 1, characterized in that the rows of funnels installed in the bottom of the cleaning chamber have the diameters of the nozzle openings decreasing along the gas.