RU2267697C2 - Structure of heating up air and water for steam boilers - Google Patents

Structure of heating up air and water for steam boilers Download PDF

Info

Publication number
RU2267697C2
RU2267697C2 RU2004107445/06A RU2004107445A RU2267697C2 RU 2267697 C2 RU2267697 C2 RU 2267697C2 RU 2004107445/06 A RU2004107445/06 A RU 2004107445/06A RU 2004107445 A RU2004107445 A RU 2004107445A RU 2267697 C2 RU2267697 C2 RU 2267697C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
water
economizer
boiler
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2004107445/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004107445A (en
Inventor
Юрий Павлович Черкун (RU)
Юрий Павлович Черкун
Станислав Алиевич Махмудов (RU)
Станислав Алиевич Махмудов
Валерий Константинович Яковлев (RU)
Валерий Константинович Яковлев
Валентин Степанович Назаренко (RU)
Валентин Степанович Назаренко
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Энергия Экология Инжиниринг" (ЗАО "СП ЕЕЕ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Энергия Экология Инжиниринг" (ЗАО "СП ЕЕЕ") filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Энергия Экология Инжиниринг" (ЗАО "СП ЕЕЕ")
Priority to RU2004107445/06A priority Critical patent/RU2267697C2/en
Publication of RU2004107445A publication Critical patent/RU2004107445A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2267697C2 publication Critical patent/RU2267697C2/en

Links

Landscapes

  • Air Supply (AREA)

Abstract

FIELD: heat power engineering; air and water heating equipment for steam boilers.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of heat power engineering, in particular, to the air and water heating equipment for steam boilers working both on organic fuels and the secondary power resources of metallurgical production (blast-furnace and coke gases). The offered structure of heating up air and water for the boilers contains a deaerator and a high-pressure heater in succession connected through a condensation installation of the boiler with the main economizer of the boiler. At that the structure is supplied with the built-in in a water tract of the boiler two air-to-water heat exchangers and two additional stages of the high-pressure water economizer, one stage of which - the last in direction of motion of flue gases is directly connected to a deaerator and to the first air-to-water heat exchanger connected to a high-pressure heater. The other stage - after the high-pressure heater - is coupled to the main high-pressure economizer through the condensation installation of the boiler. Besides on the link bridging the latter with the main economizer the second air-to-water heat exchanger is mounted. At that on the link bridging the second air-to-water heat exchanger with the main economizer a gas-to-water heat exchanger for heating up of the blast-furnace gas may be mounted. The offered engineering solution allows to improve reliability of operation of the boiler unit due to complete exclusion in the structure of heating up air of components subject to corrosion at combustion of sulfur-containing fuels, prevention of the internal and external corrosion of a full-flow additional high-pressure economizer at feeding in it of water with temperature of 150°-160°C after the deaerator P = 0.6 + 0.05 MPa, and also a significant decrease of an average steam content at the outlet of the main high-pressure economizer at combustion of a mixture of the fuels with a large share of the blast-furnace gas and the high-moisture fuels. Besides the invention allows to increase profitability of the boiler at a selected optimal ratio of values of the additional economizer stages surfaces heating, the air-to-water and the gas-to-water heat exchangers due to a decrease of the effluent gases temperature.
EFFECT: the invention allows to increase significantly profitability of the boiler.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на паровых котлах, работающих как на органических топливах, так и на вторичных энергоресурсах металлургических производств (доменный и коксовый газы).The invention relates to the field of power engineering and can be used on steam boilers operating both on organic fuels and on secondary energy resources of metallurgical industries (blast furnace and coke oven gas).

Известна схема подогрева воздуха, содержащая котел с воздухоподогревателем, калорифер предварительного подогрева воздуха теплом пара отборов и теплообменник турбопривода вспомогательных агрегатов, установленный в газоходе котла, включенный по газам параллельно воздухоподогревателю (А.С. СССР №357355, МПК F 01 K 17/00, опубликовано 27.11.1972).A known air heating circuit comprising a boiler with an air heater, a preheater air heater with steam extraction and an auxiliary turbine heat exchanger installed in the boiler duct, connected by gas in parallel with the air heater (AS USSR No. 357355, IPC F 01 K 17/00, published 11/27/1972).

Недостатком известной схемы является возможность серно-кислотной коррозии и загрязнений воздухоподогревателя и газоходов уходящих газов после воздухоподогревателя при сжигании серосодержащих топлив (высокосернистый мазут, коксовый газ и др.), а также усложнение схемы за счет установки турбопривода воздуходувки для подачи воздуха в калорифер.A disadvantage of the known scheme is the possibility of sulfuric acid corrosion and contamination of the air heater and flue gas ducts after the air heater when burning sulfur-containing fuels (high sulfur fuel oil, coke oven gas, etc.), as well as the complexity of the scheme due to the installation of a blower turbo drive for supplying air to the air heater.

Известна схема подогрева воздуха и воды, включающая деаэратор в сочетании с экономайзером высокого давления, включенным по газам параллельно воздухоподогревателю, а по воде - параллельно подогревателям питательной воды высокого давления (Л.Е.Апатовский, В.Н.Фомина, В.А.Халупович. "Подогрев воздуха на тепловых электростанциях". Москва, Энергоатомиздат, 1985, стр.69-70, рис.3.14).There is a known scheme for heating air and water, including a deaerator in combination with a high-pressure economizer, connected in parallel to the air heater for gases, and for water in parallel to high-pressure feed water heaters (L.E. Apatovsky, V.N. Fomina, V.A. Halupovich . "Air heating in thermal power plants. Moscow, Energoatomizdat, 1985, pp. 69-70, Fig. 3.14).

По совокупности признаков эта известная схема является наиболее близкой к заявляемой и принимается за прототип.By the totality of the features, this known scheme is the closest to the claimed one and is taken as a prototype.

Недостатком известной схемы подогрева воздуха и воды, принятой за прототип, является высокая температура дымовых газов за дополнительным экономайзером (до 190°-200°С) и соответствующее снижение экономичности, сложность перераспределения потоков дымовых газов между воздухоподогревателем и дополнительным экономайзером при переменных режимах работы котла, кроме того, возможность серно-кислотной коррозии и загрязнений воздухоподогревателя и газоходов уходящих газов после воздухоподогревателя при сжигании серосодержащих топлив (высокосернистый мазут, коксовый газ и др.), а также нерасчетный режим работы подогревателей высокого давления с частичным пропуском воды через них при нерегулируемых отборах пара на подогреватели высокого давления.The disadvantage of the known scheme for heating air and water, adopted as a prototype, is the high temperature of the flue gases behind the additional economizer (up to 190 ° -200 ° C) and the corresponding decrease in efficiency, the complexity of the redistribution of flue gas flows between the air heater and the additional economizer under variable operating conditions of the boiler, in addition, the possibility of sulfuric acid corrosion and contamination of the air heater and flue gas ducts after the air heater when burning sulfur-containing fuels (high rnisty fuel oil, coke oven gas, etc.), and the off-nominal mode of operation of the high-pressure preheaters partially pass water therethrough while unregulated steam extraction at high pressure heaters.

Заявляемое решение позволяет повысить надежность работы котлоагрегата за счет полного исключения в схеме подогрева воздуха элементов, подверженных коррозии при сжигании серосодержащих топлив, исключения внутренней и внешней коррозии полнопоточного дополнительного экономайзера высокого давления при подаче в него воды с температурой 150°-160°С после деаэратора Р=0,6±0,05 МПа, а также значительного снижения среднего паросодержания на выходе из основного экономайзера высокого давления при сжигании смеси топлив с большой долей доменного газа и высоковлажных топлив. Кроме того, значительно повышается экономичность котла при выбранном оптимальном соотношении величин поверхностей нагрева ступеней дополнительного экономайзера, воздушно-водяных и газоводяного теплообменников за счет снижения температуры уходящих газов.The claimed solution allows to increase the reliability of the boiler due to the complete elimination in the air heating circuit of elements susceptible to corrosion during the burning of sulfur-containing fuels, the elimination of internal and external corrosion of a full-flow additional high-pressure economizer when water is supplied to it with a temperature of 150 ° -160 ° C after deaerator R = 0.6 ± 0.05 MPa, as well as a significant reduction in the average steam content at the outlet of the main high-pressure economizer when burning a mixture of fuels with a large fraction of blast furnace gas and high-moisture fuels. In addition, the boiler efficiency is significantly increased with the selected optimum ratio of the heating surfaces of the steps of the additional economizer, air-water and gas-water heat exchangers by lowering the temperature of the exhaust gases.

Предложена схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов, включающая деаэратор и подогреватель высокого давления, последовательно соединенные через конденсатную установку котла с основным экономайзером котла, при этом она снабжена встроенными в водяной тракт котла двумя воздушно-водяными теплообменниками и двумя дополнительными ступенями водяного экономайзера высокого давления, одна из которых - последняя по ходу дымовых газов, непосредственно сообщена с деаэратором и первым воздушно-водяным теплообменником, соединенным с подогревателем высокого давления, а другая - после подогревателя высокого давления связана с основным экономайзером высокого давления через конденсатную установку котла, кроме того, на линии, соединяющей последнюю с основным экономайзером, установлен второй воздушно-водяной теплообменник. При этом на линии, соединяющей второй воздушно-водяной теплообменник с основным экономайзером, может быть установлен газоводяной теплообменник для подогрева доменного газа.A scheme for heating air and water for steam boilers is proposed, including a deaerator and a high pressure heater, connected in series through the condensate installation of the boiler to the main economizer of the boiler, while it is equipped with two air-water heat exchangers and two additional steps of a high-pressure water economizer built into the boiler’s water path , one of which is the last along the flue gas, is directly connected with the deaerator and the first air-water heat exchanger connected to the bottom revatelem high pressure, while the other - after the high-pressure preheater connected with the main high pressure economiser through the condensate boiler installation, in addition, on the line connecting the latter with the primary economiser, the second set of air-water heat exchanger. Moreover, on the line connecting the second air-water heat exchanger with the main economizer, a gas-water heat exchanger can be installed to heat the blast furnace gas.

Изобретение иллюстрируется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Схема подогрева воздуха и воды включает деаэратор 1 и подогреватель высокого давления 2, последовательно соединенные через конденсатную установку 3 с основным экономайзером 4 котла. Схема снабжена встроенными в водяной тракт котла двумя воздушно-водяными теплообменниками 5 и 6 и двумя дополнительными ступенями водяного экономайзера высокого давления 7 и 8, одна из которых - последняя по ходу дымовых газов ступень 7 непосредственно сообщена с деаэратором 1 и первым воздушно-водяным теплообменником 5, соединенным с подогревателем высокого давления 2, а другая - ступень 8 после подогревателя высокого давления 2 связана с основным экономайзером высокого давления 4 через конденсатную установку 3 котла. На линии, соединяющей конденсатную установку 3 котла с основным экономайзером 4, установлен второй воздушно-водяной теплообменник 6. Воздушно-водяной теплообменник 5 соединен с дутьевым вентилятором 9. При этом схема включает байпас 10 воздушно-водяного теплообменника 5 по воздуху. На линии, соединяющей второй воздушно-водяной теплообменник 6 с основным экономайзером 4, установлен газоводяной теплообменник 11 для подогрева доменного газа.The air and water heating circuit includes a deaerator 1 and a high pressure heater 2, connected in series through a condensate installation 3 with the main economizer 4 of the boiler. The circuit is equipped with two air-water heat exchangers 5 and 6 and two additional steps of the high-pressure water economizer 7 and 8, which are built into the boiler’s water path, one of which is the last step 7 along the flue gas and is connected directly to the deaerator 1 and the first air-water heat exchanger 5 connected to the high-pressure heater 2, and the other stage 8 after the high-pressure heater 2 is connected to the main economizer of the high pressure 4 through the condensate installation 3 of the boiler. On the line connecting the condensate unit 3 of the boiler with the main economizer 4, a second air-water heat exchanger is installed 6. The air-water heat exchanger 5 is connected to the blower fan 9. The circuit includes a bypass 10 of the air-water heat exchanger 5 through the air. On the line connecting the second air-water heat exchanger 6 with the main economizer 4, a gas-water heat exchanger 11 is installed for heating the blast furnace gas.

Схема подогрева воздуха и воды работает следующим образом. Питательная вода после деаэратора 1 поступает в последнюю по ходу дымовых газов ступень 7 водяного экономайзера высокого давления и далее - в воздушно-водяной теплообменник 5, являющийся первой ступенью подогрева воздуха. При этом поверхности нагрева и сечения для прохода греющей и нагреваемой сред ступени 7 водяного экономайзера высокого давления и воздушно-водяного теплообменника 5 выбраны таким образом, чтобы температура воды после воздушно-водяного теплообменника 5 в основных эксплуатационных режимах поддерживалась на уровне расчетного значения этого параметра на входе в подогреватель высокого давления 2, в который вода поступает после воздушно-водяного теплообменника 5. Температура воды перед подогревателем высокого давления 2 корректируется с помощью байпаса 10 по воздуху воздушно-водяного теплообменника 5. После подогревателя высокого давления 2 вода последовательно проходит через вторую ступень 8 экономайзера высокого давления, конденсатную установку 3 котла, вторую ступень подогрева воздуха в воздушно-водяном теплообменнике 6 и поступает в газоводяной теплообменник 11, после чего направляется во входные коллекторы основного экономайзера высокого давления 4. При этом обеспечивается эффективное снижение температуры воды на участке конденсатор - вход в основной экономайзер 4 и, тем самым, - минимальное паросодержание воды на выходе из последней ступени экономайзера. Воздух от дутьевого вентилятора 9 поступает в воздушно-водяной теплообменник 5 и далее в воздушно-водяной теплообменник 6, и в топку котла.The heating circuit of air and water works as follows. The feed water after the deaerator 1 enters the last stage 7 of the high pressure water economizer along the flue gases and then into the air-water heat exchanger 5, which is the first stage of air heating. In this case, the heating surfaces and cross-sections for the passage of heating and heated media of stage 7 of the high-pressure water economizer and the air-water heat exchanger 5 are selected so that the water temperature after the air-water heat exchanger 5 in the main operating conditions is maintained at the level of the calculated value of this parameter at the input in the high-pressure heater 2, into which water enters after the air-water heat exchanger 5. The water temperature in front of the high-pressure heater 2 is adjusted with by bypass 10 through the air of the air-water heat exchanger 5. After the high-pressure heater 2, water sequentially passes through the second stage 8 of the high-pressure economizer, the condensate unit 3 of the boiler, the second stage of air heating in the air-water heat exchanger 6 and enters the gas-water heat exchanger 11, after which is sent to the input manifolds of the main economizer of high pressure 4. At the same time, an effective decrease in the temperature of the water at the condenser - entrance to the main economizer 4 and, t That is, the minimum vapor content of water at the exit from the last stage of the economizer. Air from the blower fan 9 enters the air-water heat exchanger 5 and then into the air-water heat exchanger 6, and into the furnace of the boiler.

Claims (2)

1. Схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов, включающая деаэратор и подогреватель высокого давления, последовательно соединенные через конденсатную установку котла с основным экономайзером котла, отличающаяся тем, что она снабжена встроенными в водяной тракт котла двумя воздушно-водяными теплообменниками и двумя дополнительными ступенями водяного экономайзера высокого давления, одна из которых - последняя по ходу дымовых газов, непосредственно сообщена с деаэратором и первым воздушно-водяным теплообменником, соединенным с подогревателем высокого давления, а другая - после подогревателя высокого давления связана с основным экономайзером высокого давления через конденсатную установку котла, при этом на линии, соединяющей последнюю с основным экономайзером, установлен второй воздушно-водяной теплообменник.1. Air and water heating circuit for steam boilers, including a deaerator and a high pressure heater, connected in series through the boiler condensate installation to the main economizer of the boiler, characterized in that it is equipped with two air-water heat exchangers and two additional steps of water high pressure economizer, one of which is the last along the flue gas, is directly connected to the deaerator and the first air-water heat exchanger connected to dogrevatelem high pressure, while the other - after the high-pressure preheater connected with the main high pressure economiser through the condensate boiler installation, wherein on a line connecting the last with the main economizer, the second set of air-water heat exchanger. 2. Схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов по п.1, отличающаяся тем, что на линии, соединяющей второй воздушно-водяной теплообменник с основным экономайзером, установлен газоводяной теплообменник для подогрева доменного газа.2. The scheme for heating air and water for steam boilers according to claim 1, characterized in that on the line connecting the second air-water heat exchanger with the main economizer, a gas-water heat exchanger is installed for heating the blast furnace gas.
RU2004107445/06A 2004-03-09 2004-03-09 Structure of heating up air and water for steam boilers RU2267697C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004107445/06A RU2267697C2 (en) 2004-03-09 2004-03-09 Structure of heating up air and water for steam boilers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004107445/06A RU2267697C2 (en) 2004-03-09 2004-03-09 Structure of heating up air and water for steam boilers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004107445A RU2004107445A (en) 2005-09-27
RU2267697C2 true RU2267697C2 (en) 2006-01-10

Family

ID=35849582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004107445/06A RU2267697C2 (en) 2004-03-09 2004-03-09 Structure of heating up air and water for steam boilers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2267697C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178324U1 (en) * 2017-03-10 2018-03-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" BOILER INSTALLATION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178324U1 (en) * 2017-03-10 2018-03-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" BOILER INSTALLATION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004107445A (en) 2005-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8186142B2 (en) Systems and method for controlling stack temperature
RU2380548C2 (en) Boiler plant and method of operation and equipping of boiler plant
US5267434A (en) Gas turbine topped steam plant
RU2688078C2 (en) Coaling welded electric installation with oxy-ignition with heat integrating
US8739510B2 (en) Heat exchanger for a combined cycle power plant
JPH0339166B2 (en)
US4354347A (en) Combined cycle system for optimizing cycle efficiency having varying sulfur content fuels
JP5624646B1 (en) Thermal power plant and operation method of thermal power plant.
EP2604821B1 (en) System and method for thermal control in a gas turbine engine
GB2076062A (en) Turbine power plant
CN106839790B (en) Electricity converter flue gas waste heat power generation system
KR20120030427A (en) Heat recovery module
US5303544A (en) Gas turbine system with a tube-nested combustion chamber type combustor
CZ26344U1 (en) Electric power generating plant from solid fuels and employing gas turbine engine
US20120242090A1 (en) Solar power plant with integrated gas turbine
CA2962125C (en) A heat recovery unit and power plant
RU2267697C2 (en) Structure of heating up air and water for steam boilers
Sidorkin et al. Assessment of combustion of oil shale refinery by-products in a TP-101 boiler
RU2528190C2 (en) Steam gas plant
JP2007248017A (en) Temperature controller for fuel economizer of reheat boiler
RU2305816C2 (en) Circuit for heating air and water in high-pressure steam boilers
EP2100011B1 (en) Combined-cycle plant and associated method for generation of electrical energy
CN110056900A (en) A kind of GTCC power plant starting trouble afterheat utilizing system
JPS5820914A (en) Power generating plant using blast furnace gas as fuel
EP2868872B1 (en) Feedwater preheating system and method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060310

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060310

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20070720

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080310

RZ4A Other changes in the information about an invention