RU2323384C1 - Heat waste recover - Google Patents
Heat waste recover Download PDFInfo
- Publication number
- RU2323384C1 RU2323384C1 RU2006131240/06A RU2006131240A RU2323384C1 RU 2323384 C1 RU2323384 C1 RU 2323384C1 RU 2006131240/06 A RU2006131240/06 A RU 2006131240/06A RU 2006131240 A RU2006131240 A RU 2006131240A RU 2323384 C1 RU2323384 C1 RU 2323384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- gas
- water
- air
- temperature
- 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
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Air Supply (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергосбережения и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности с топливоиспользующим оборудованием для глубокой утилизации тепла и мокрой очистки уходящих газов.The invention relates to the field of energy conservation and can be used in the power industry, metallurgy, chemical and other industries with fuel-using equipment for deep heat recovery and wet cleaning of flue gases.
Любое топливоиспользующее оборудование (паровые и водогрейные котлы, тепловые двигатели, технологические печи, сушильные установки и т.п.) немалую долю энергии, полученной от сжигания топлива, теряет с горячими уходящими газами. В большинстве случаев теряется часть явного и 100% скрытого тепла (энергии парообразования/конденсации содержащегося в продуктах сгорания водяного пара), выделившегося при сжигании топлива. Часть тепла горячих газов после основных (обусловленных назначением оборудования) тепловоспринимающих элементов используется в экономайзерах и воздухоподогревателях. Но даже энергоэффективные низкотемпературные (неконденсационные) котлы имеют температуру газов перед дымовой трубой значительно выше точки росы (температура начала конденсации содержащегося в газах водяного пара), что обусловлено необходимостью иметь температурный резерв во избежание начала конденсации и низкотемпературной коррозии на всем протяжении газового тракта вплоть до устья дымовой трубы. Некоторые же котлы промышленных и коммунальных предприятий не оборудованы экономайзерами и воздухоподогревателями, что делает их КПД неоправданно низким.Any fuel-consuming equipment (steam and hot water boilers, heat engines, process furnaces, drying plants, etc.) loses a considerable share of the energy received from burning fuel with hot flue gases. In most cases, a part of the apparent and 100% latent heat (energy of vaporization / condensation contained in the combustion products of water vapor) lost during the combustion of fuel is lost. Part of the heat of hot gases after the main (due to the purpose of the equipment) heat-absorbing elements is used in economizers and air heaters. But even energy-efficient low-temperature (non-condensing) boilers have a gas temperature in front of the chimney much higher than the dew point (the temperature of the onset of condensation of water vapor contained in the gases), which is due to the need to have a temperature reserve to avoid the onset of condensation and low-temperature corrosion throughout the gas path up to the mouth a chimney. Some boilers of industrial and municipal enterprises are not equipped with economizers and air heaters, which makes their efficiency unreasonably low.
Существуют конденсационные котлы, охлаждающие уходящие газы ниже температуры точки росы, теплообменные поверхности которых имеют большую площадь по сравнению с обычными котлами той же мощности и изготавливаются из дорогих коррозионно-стойких материалов. Такие котлы при высоком КПД значительно дороже обычных и эффективны только при работе с низкотемпературными отопительными контурами, которые в нашей стране с суровым климатом не получили распространения. В дополнение к таким котлам требуются коррозионно-стойкие газоходы и вставки в дымовые трубы.There are condensation boilers that cool the flue gases below the dew point temperature, the heat exchange surfaces of which have a larger area than conventional boilers of the same capacity and are made of expensive corrosion-resistant materials. Such boilers with high efficiency are much more expensive than conventional ones and effective only when working with low-temperature heating circuits, which in our country with a harsh climate are not widespread. In addition to such boilers, corrosion-resistant flues and chimney inserts are required.
Известны теплоутилизационные системы, выполненные как приставки к топливоиспользующему оборудованию, так и объединенные с ним в единое целое.Heat recovery systems are known, made both as attachments to fuel-consuming equipment, and combined with it as a whole.
Наиболее близким к изобретению аналогом является «Установка глубокой утилизации тепла уходящих газов и способ предотвращения конденсации в хвостовых элементах газового тракта» (патент РФ №2262037, F22В 1/18 от 12.04.2002). Недостатками данного решения являются сложность системы (многообъектное и многофакторное управление); вероятность охлаждения в газо-газовом теплообменнике ниже точки росы ответвленной от общего потока части греющего газа и создание условия для коррозии теплообменника и следующих за ним элементов газового тракта (вероятность тем выше, чем меньше относительная масса участвующего в теплообмене газа); нецелесообразное использование в качестве последней ступени подогрева влажных газов газо-водяного теплообменника, т.к. возможны режимы, когда температура греющей воды, не превышающая температуры мокрого термометра утилизируемых газов, окажется меньше необходимой для создания температурного резерва (такая ступень вместо нагрева будет охлаждать газы, увеличивая вероятность конденсации паров и коррозии элементов газового тракта); отсутствие характеристик потребителя низкопотенциального тепла и механизма, обеспечивающего глубокое охлаждение уходящих газов.The closest analogue to the invention is the "Installation of deep heat recovery of flue gases and a method for preventing condensation in the tail elements of the gas path" (RF patent No. 2262037, F22В 1/18 from 04/12/2002). The disadvantages of this solution are the complexity of the system (multi-object and multi-factor management); the probability of cooling in the gas-gas heat exchanger below the dew point of a portion of the heating gas branched from the total flow and creating conditions for corrosion of the heat exchanger and the elements of the gas path following it (the probability is higher, the smaller the relative mass of the gas participating in the heat exchange); inappropriate use of a gas-water heat exchanger as the last step in the heating of moist gases modes are possible when the temperature of the heating water, not exceeding the temperature of the wet thermometer of utilized gases, is less than necessary to create a temperature reserve (such a stage will cool the gases instead of heating, increasing the likelihood of vapor condensation and corrosion of the gas path elements); lack of consumer characteristics of low-grade heat and a mechanism for deep cooling of flue gases.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения энергетической эффективности топливоиспользующего оборудования и связанные с ней следующие задачи: недопущения конденсации паров уходящих газов до поступления в теплоутилизатор; глубокого охлаждения уходящих газов в теплоутилизаторе с целью максимального использования потенциала топлива; очистки газов от загрязнений и вредных соединений; рационального и экономичного подогрева и осушения газов после теплоутилизатора с целью исключения конденсации водяных паров и связанной с ней коррозии элементов газового тракта; регулирования системы с целью получения максимально возможного эффекта независимо от внешних условий и режимов работы оборудования.The present invention solves the problem of increasing the energy efficiency of fuel-using equipment and the following tasks associated with it: preventing condensation of fumes of exhaust gases before entering the heat exchanger; deep cooling of the flue gases in the heat exchanger in order to maximize the use of fuel potential; purification of gases from pollution and harmful compounds; rational and economical heating and drying of gases after the heat exchanger in order to prevent condensation of water vapor and the associated corrosion of the elements of the gas path; regulation of the system in order to obtain the maximum possible effect regardless of external conditions and equipment operating modes.
Приемниками низкопотенциального тепла, обеспечивающими охлаждение уходящих газов ниже точки росы, могут быть обратная теплофикационная вода, холодная вода для приготовления горячей, холодный дутьевой воздух. Температура обратной воды теплосети переменна в течение отопительного сезона и, как правило, выше точки росы уходящих газов. Даже при использовании низкотемпературных систем отопления, таких как теплые полы и т.п., в большинстве случаев удастся сконденсировать менее половины водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Холодная водопроводная вода, исходная для горячего водоснабжения, имеет оптимальную температуру для охлаждения газов и конденсации большей части водяных паров, потребителей же большого стабильного объема горячей воды не так много (различные технологические процессы), объемы подпитки котлов также невелики. Только горячее водоснабжение бытового сектора имеет значительные объемы, достаточные для усвоения скрытого и явного тепла утилизации, но суточный график очень непостоянен и в ночные часы потребление падает практически до нуля. Холодный наружный воздух при теплообмене имеет водяной эквивалент значительно меньше водяного эквивалента уходящих газов, вследствие чего не всегда может усвоить необходимый объем тепловой энергии и охладить продукты сгорания ниже точки росы. Оптимальным потребителем низкопотенциального тепла является комбинация системы горячего водоснабжения и системы подогрева дутьевого воздуха, соединенных последовательно по ходу оборотной воды контактного теплообменника, причем воздух служит для доохлаждения теплоносителя до температуры, как угодно близкой к точке замерзания воды (температура воздуха большую часть отопительного сезона имеет отрицательное значение), что способствует максимальному извлечению энергии из утилизируемых газов. В часы минимального горячего водоразбора система подогрева дутьевого воздуха является единственным потребителем низкопотенциального тепла, позволяющим утилизировать часть энергии и осуществлять мокрую очистку уходящих газов.The receivers of low-grade heat, providing cooling of the exhaust gases below the dew point, can be reverse heating water, cold water for preparing hot, cold blast air. The return temperature of the heating system is variable during the heating season and, as a rule, is higher than the dew point of the flue gases. Even when using low-temperature heating systems, such as underfloor heating, etc., in most cases it will be possible to condense less than half of the water vapor contained in the combustion products. Cold tap water, the initial one for hot water supply, has an optimal temperature for cooling gases and condensing most of the water vapor, there are not so many consumers of a large stable volume of hot water (various technological processes), boiler feed volumes are also small. Only domestic hot water supplies have significant volumes sufficient to absorb the latent and apparent heat of utilization, but the daily schedule is very unstable and at night the consumption drops to almost zero. The cold outside air during heat exchange has a water equivalent significantly less than the water equivalent of the exhaust gases, as a result of which it cannot always absorb the necessary amount of thermal energy and cool the combustion products below the dew point. The optimal consumer of low potential heat is a combination of a hot water supply system and a blast air heating system, connected in series along the circulating water of a contact heat exchanger, the air being used to cool the coolant to a temperature as close to the freezing point of the water as possible (air temperature has a negative value for most of the heating season ), which contributes to the maximum extraction of energy from the utilized gases. During the hours of minimum hot drawdown, the blast air heating system is the only consumer of low-grade heat, which allows to utilize part of the energy and wet clean the flue gases.
Для решения поставленной задачи предложен теплоутилизатор, включающий контактный теплообменник, каплеуловитель, газо-газовый теплообменник, газоходы, трубопроводы и насос. Греющий газ через газо-газовый теплообменник пропускается прямотоком, а нагреваемый частично идет через обводной канал, по ходу оборотной воды контактного теплообменника последовательно расположены водо-водяной теплообменник и водо-воздушный теплообменник с обводным каналом по ходу воздуха. По показаниям датчиков температуры в водо-воздушном теплообменнике при помощи клапанов-регуляторов производится перераспределение потоков воздуха через водо-воздушный теплообменник и обводной канал с целью поддержания минимально допустимой температуры оборотной воды на выходе из водо-воздушного теплообменника. По показаниям датчиков температуры на выходе из контактного теплообменника и на поверхности устья дымовой трубы при помощи клапанов-регуляторов производится перераспределение потоков нагреваемого газа через газо-газовый теплообменник и обводной канал с целью поддержания минимально допустимой температуры уходящего из дымовой трубы газа.To solve this problem, a heat exchanger was proposed, including a contact heat exchanger, a droplet eliminator, a gas-gas heat exchanger, flues, pipelines and a pump. The heating gas through the gas-gas heat exchanger is passed through the direct-through flow, and the heated gas partially passes through the bypass channel, along with the circulating water of the contact heat exchanger, a water-water heat exchanger and a water-air heat exchanger with a bypass channel in the air flow are arranged in series. According to the readings of the temperature sensors in the air-water heat exchanger using the control valves, the air flows through the air-water heat exchanger and the bypass channel are redistributed in order to maintain the minimum permissible temperature of the circulating water at the outlet of the air-air heat exchanger. According to the readings of temperature sensors at the outlet of the contact heat exchanger and on the surface of the mouth of the chimney, control valves redistribute the flow of heated gas through the gas-gas heat exchanger and the bypass channel in order to maintain the minimum allowable temperature of the gas leaving the chimney.
Теплоутилизатор работает следующим образом. Уходящие газы по газоходу 5 (см.чертеж) поступают на вход газо-газового теплообменника, последовательно проходя секции 2, 3 и 4, затем на вход контактного теплообменника 1, где, проходя через насадку 6, омываемую оборотной водой, охлаждаются ниже точки росы, отдавая явное и скрытое тепло, а также часть пыли, оксидов азота и серы оборотной воде. Далее охлажденные и влажные газы освобождаются от большей части унесенной потоком жидкой воды в каплеуловителе 7, нагреваются и подсушиваются, по меньшей мере, в одной секции газо-газового теплообменника, дымососом 8 направляются в трубу 9 и выбрасываются в атмосферу. Одновременно нагретая оборотная вода из поддона контактного теплообменника насосом 10 подается в водо-водяной теплообменник 11, где нагревает холодную воду из трубопровода 12. Нагретая в теплообменнике 11 вода по трубопроводу 13 поступает на нужды технологического и бытового горячего водоснабжения или в низкотемпературный отопительный контур (доведение до необходимой температуры производится известными способами - на схеме не показано). Далее оборотная вода поступает в водо-воздушный теплообменник 14, нагревает, по меньшей мере, часть дутьевого воздуха, поступающего из-за пределов помещения по воздуховоду 15, охлаждаясь до минимально возможной температуры, и поступает в контактный теплообменник 1 через водораспределитель 16, где отбирает тепло от газов, попутно промывая их от взвешенных частиц, и поглощает часть оксидов азота и серы. Нагретый воздух из теплообменника 14 дутьевым вентилятором 17 подается в штатный воздухоподогреватель или непосредственно в топку. Оборотная вода по необходимости фильтруется и обрабатывается известными способами (фильтр, деаэратор, декарбонизатор, блок нейтрализации кислот и т.п. на схеме не показаны).Heat exchanger works as follows. The flue gases through the duct 5 (see drawing) enter the gas-gas heat exchanger inlet, passing sections 2, 3 and 4 sequentially, then to the contact heat exchanger inlet 1, where, passing through the nozzle 6, washed by circulating water, it is cooled below the dew point, giving off explicit and latent heat, as well as part of the dust, nitrogen oxides and sulfur to the circulating water. Next, the cooled and moist gases are freed from most of the liquid carried away by the flow of liquid in the droplet eliminator 7, are heated and dried in at least one section of the gas-gas heat exchanger, the exhaust fan 8 is sent to the pipe 9 and released into the atmosphere. At the same time, heated circulating water from the pallet of the contact heat exchanger is pumped by pump 10 to the water-to-water heat exchanger 11, where it heats cold water from pipeline 12. Heated water in the heat exchanger 11 through pipeline 13 is supplied to the needs of a process and domestic hot water supply or to a low-temperature heating circuit (bringing to the required temperature is produced by known methods - not shown in the diagram). Then, the circulating water enters the water-air heat exchanger 14, heats at least a part of the blast air coming from outside the room through the duct 15, being cooled to the lowest possible temperature, and enters the contact heat exchanger 1 through the water distributor 16, where it collects heat from gases, simultaneously washing them from suspended particles, and absorbs part of the oxides of nitrogen and sulfur. Heated air from the heat exchanger 14 by the blower fan 17 is supplied to a standard air heater or directly to the furnace. Recycled water, if necessary, is filtered and treated by known methods (filter, deaerator, decarbonizer, acid neutralization unit, etc. are not shown in the diagram).
Поддержание минимально возможной температуры оборотной воды на входе в контактный теплообменник для глубокого охлаждения уходящих газов и защита от замерзания теплообменника 14 осуществляются следующим образом. При снижении температуры оборотной воды, определяемой, по меньшей мере, одним температурным датчиком 18 в хвостовой части теплообменника 14, ниже предустановленной минимальной величины, блок управления посылает сигнал приводу клапана-регулятора 19 на уменьшение угла открытия и, как следствие, пропускной способности; клапан-регулятор 20 обводного канала в противофазе увеличивает угол открытия и пропускную способность; водяной эквивалент воздуха в теплообменнике 14 уменьшается, температурный напор увеличивается, как следствие, температура оборотной воды на выходе из теплообменника 14 растет и превышает предустановленную минимальную величину. Если через заданный промежуток времени температура не достигла предустановленной минимальной величины, управляющий сигнал повторяется. При повышении температуры оборотной воды, определяемой, по меньшей мере, одним температурным датчиком 18 в хвостовой части теплообменника 14, выше предустановленной максимальной величины, блок управления посылает сигнал приводу клапана-регулятора 19 на увеличение угла открытия и, как следствие, пропускной способности; клапан-регулятор 20 обводного канала в противофазе уменьшает угол открытия и пропускную способность; водяной эквивалент воздуха в теплообменнике 14 увеличивается, температурный напор уменьшается, как следствие, температура оборотной воды на выходе из теплообменника 14 снижается и не превышает предустановленную максимальную величину. Если через заданный промежуток времени температура не достигла предустановленной максимальной величины, управляющий сигнал повторяется.Maintaining the lowest possible temperature of the circulating water at the inlet to the contact heat exchanger for deep cooling of the flue gases and protection against freezing of the heat exchanger 14 are as follows. When lowering the temperature of the circulating water, determined by at least one temperature sensor 18 in the rear of the heat exchanger 14, below a predetermined minimum value, the control unit sends a signal to the actuator of the control valve 19 to reduce the opening angle and, as a consequence, throughput; the bypass valve control valve 20 in antiphase increases the opening angle and throughput; the water equivalent of air in the heat exchanger 14 decreases, the temperature head increases, as a result, the temperature of the circulating water at the outlet of the heat exchanger 14 increases and exceeds the preset minimum value. If after a specified period of time the temperature has not reached a predetermined minimum value, the control signal is repeated. When the temperature of the circulating water, determined by at least one temperature sensor 18 in the rear of the heat exchanger 14, rises above a predetermined maximum value, the control unit sends a signal to the actuator of the control valve 19 to increase the opening angle and, as a result, throughput; the bypass valve-regulator 20 in antiphase reduces the opening angle and throughput; the water equivalent of air in the heat exchanger 14 increases, the temperature head decreases, as a result, the temperature of the circulating water at the outlet of the heat exchanger 14 decreases and does not exceed the preset maximum value. If after a specified period of time the temperature has not reached a preset maximum value, the control signal is repeated.
Снижение относительной влажности охлажденных газов и создание температурного резерва перед их выбросом наиболее экономично производить путем подогрева в рекуперативном теплообменнике, что значительно эффективнее подмешивания сухого воздуха (за исключением особо малых установок) и тем более байпассирования уходящих газов. Схема подогрева и осушения газов после контактного теплообменника 1 организована из соображений приоритета предотвращения охлаждения греющего газа ниже температуры кислотных и водяной точек росы в газо-газовом теплообменнике. Для этого через газо-газовый теплообменник прямотоком пропускается весь объем греющего газа, максимум водяного эквивалента которого обеспечивает минимум снижения температуры. Весь объем забалластированного каплями воды нагреваемого газа проходит через первую секцию газо-газового теплообменника, где капли в основном испаряются при контакте с горячей теплообменной поверхностью (площадь поверхности выбирается из соображений не превышения минимально возможного температурного резерва). Далее поток нагреваемого газа разделяется на две ветви, одна идет через оставшиеся секции газо-газового теплообменника (количество секций и площадь теплообменных поверхностей определяются при конкретном проектировании), другая по обводному каналу. Температура смеси определяется соотношением долей.It is most economical to reduce the relative humidity of the cooled gases and create a temperature reserve before they are released by heating in a recuperative heat exchanger, which is much more efficient than mixing dry air (with the exception of particularly small plants) and especially bypassing the exhaust gases. The gas heating and drying scheme after the contact heat exchanger 1 is organized for reasons of priority to prevent cooling of the heating gas below the temperature of the acid and water dew points in the gas-gas heat exchanger. To do this, the entire volume of the heating gas is passed through a gas-gas heat exchanger in a direct-through flow, the maximum water equivalent of which ensures a minimum of temperature reduction. The entire volume of heated gas ballasted by water drops passes through the first section of the gas-gas heat exchanger, where the droplets mainly evaporate upon contact with a hot heat-exchange surface (the surface area is chosen for reasons not exceeding the minimum possible temperature reserve). Further, the flow of heated gas is divided into two branches, one goes through the remaining sections of the gas-gas heat exchanger (the number of sections and the area of the heat-exchange surfaces are determined in a specific design), the other along the bypass channel. The temperature of the mixture is determined by the ratio of shares.
Температура уходящих газов должна лежать в диапазоне, удовлетворяющем условиям минимизации теплосодержания выбросов и отсутствия конденсации на протяжении всего газового тракта вплоть до устья дымовой трубы. Для этого осуществляется регулирование температуры поверхности устья трубы (минимальной из температур на протяжении всего газового тракта вследствие последовательного охлаждения) таким образом, чтобы она была выше температуры газов, выходящих из контактного теплообменника 1 (практически равной температуре точки росы вследствие насыщения водяными парами) на величину температурного запаса. Температурный запас должен быть не менее суммы следующих величин: роста температуры точки росы газов, определяемого максимально возможным ростом влагосодержания за счет воды брызгоуноса; максимально возможной разности температур по сечению газового тракта; максимальной погрешности измерительных приборов. Для управления процессом достаточно только значений температур по причине того, что при неизменном газовом составе и абсолютном влагосодержании газов на участке от каплеуловителя до устья трубы точка росы зависит только от температуры.The temperature of the flue gases must lie in a range that meets the conditions for minimizing the heat content of emissions and the absence of condensation throughout the gas path up to the mouth of the chimney. To do this, the temperature of the surface of the mouth of the pipe (the minimum temperature throughout the gas path due to sequential cooling) is controlled in such a way that it is higher than the temperature of the gases leaving the contact heat exchanger 1 (almost equal to the dew point temperature due to saturation with water vapor) by the temperature stock. The temperature reserve must be not less than the sum of the following values: the increase in temperature of the dew point of the gases, determined by the maximum possible increase in moisture content due to the spray water; the maximum possible temperature difference over the gas section; maximum error of measuring instruments. To control the process, only temperature values are sufficient due to the fact that with a constant gas composition and absolute moisture content of gases in the area from the droplet eliminator to the mouth of the pipe, the dew point depends only on temperature.
Регулирование температуры газов, выходящих из устья дымовой трубы и зависимой от нее температуры поверхности устья трубы, осуществляется следующим образом. При снижении температуры поверхности устья трубы, определяемой, по меньшей мере, одним температурным датчиком 21 на поверхности устья трубы, ниже величины, равной сумме температуры газов на выходе из контактного теплообменника 1, определяемой, по меньшей мере, одним температурным датчиком 22, и величины температурного запаса, блок управления посылает сигнал приводу клапана-регулятора 23 на увеличение угла открытия и, как следствие, пропускной способности; клапан-регулятор 24 обводного канала в противофазе уменьшает угол открытия и пропускную способность; увеличивается доля нагреваемых газов, проходящих через дополнительные секции газо-газового теплообменника, и общая температура газов после смешивания возрастает. Если через заданный промежуток времени температура не достигла необходимой величины, управляющий сигнал повторяется. При увеличении температуры поверхности устья трубы, определяемой, по меньшей мере, одним температурным датчиком 21 на поверхности устья трубы, выше величины, равной сумме температуры газов на выходе из контактного теплообменника 1, определяемой, по меньшей мере, одним температурным датчиком 22, величины температурного запаса и предустановленной величины, блок управления посылает сигнал приводу клапана-регулятора 23 на уменьшение угла открытия и, как следствие, пропускной способности; клапан-регулятор 24 обводного канала в противофазе увеличивает угол открытия и пропускную способность; уменьшается доля нагреваемых газов, проходящих через дополнительные секции газо-газового теплообменника, и общая температура газов после смешивания снижается. Если через заданный промежуток времени температура не упала ниже контрольной величины, управляющий сигнал повторяется. Это означает, что независимо от внешних условий, нагрузки и конструкции газового тракта и трубы газы не достигнут насыщенного состояния и конденсации не произойдет; при этом степень утилизации тепла уходящих газов будет максимальна для любого режима работы оборудования.The temperature control of the gases leaving the mouth of the chimney and the surface temperature of the mouth of the pipe dependent on it is carried out as follows. When the temperature of the surface of the pipe mouth, determined by at least one temperature sensor 21 on the surface of the pipe mouth, decreases below a value equal to the sum of the temperature of the gases at the outlet of the contact heat exchanger 1, determined by at least one temperature sensor 22, and the temperature stock, the control unit sends a signal to the actuator of the control valve 23 to increase the opening angle and, as a consequence, throughput; the valve-regulator 24 of the bypass channel in antiphase reduces the opening angle and throughput; the proportion of heated gases passing through additional sections of the gas-gas heat exchanger increases, and the total temperature of the gases increases after mixing. If after a specified period of time the temperature has not reached the required value, the control signal is repeated. With an increase in the temperature of the surface of the mouth of the pipe, determined by at least one temperature sensor 21 on the surface of the mouth of the pipe, above a value equal to the sum of the temperature of the gases at the outlet of the contact heat exchanger 1, determined by at least one temperature sensor 22, the value of the temperature reserve and a predetermined value, the control unit sends a signal to the actuator of the control valve 23 to reduce the opening angle and, as a consequence, throughput; the valve-regulator 24 of the bypass channel in antiphase increases the opening angle and throughput; the fraction of heated gases passing through additional sections of the gas-gas heat exchanger decreases, and the total temperature of the gases after mixing decreases. If after a specified period of time the temperature has not dropped below the control value, the control signal is repeated. This means that, regardless of the external conditions, load, and construction of the gas path and pipe, the gases will not reach a saturated state and condensation will not occur; at the same time, the degree of heat recovery of the flue gases will be maximum for any mode of operation of the equipment.
Водо-воздушный теплообменник 14 может быть как рекуперативным, так и контактным, если марка топлива, оборудование и режим сжигания допускают высокую влажность дутьевого воздуха. В последнем случае теплоутилизатор в режиме малого разбора горячей воды работает в более благоприятном режиме - водяной эквивалент влажного воздуха значительно выше сухого за счет теплоты фазового перехода и воздух способен отобрать больше тепловой энергии у продуктов сгорания, увеличивая глубину теплоутилизации. В дополнение уменьшается выброс оксидов азота и улучшаются массогабаритные характеристики теплообменника, т.к. коэффициент «мокрой» теплоотдачи больше, чем «сухой», отношение площади теплообменной поверхности к объему у контактного теплообменника выше, к тому же материал насадки, как правило, дешевле материалов поверхностного теплообменника.The water-air heat exchanger 14 can be either recuperative or contact, if the fuel grade, equipment and the combustion mode allow high humidity of the blast air. In the latter case, the heat exchanger in the mode of small analysis of hot water operates in a more favorable mode - the water equivalent of moist air is much higher than dry due to the heat of phase transition and air is able to take more thermal energy from the combustion products, increasing the depth of heat recovery. In addition, the emission of nitrogen oxides is reduced and the overall dimensions of the heat exchanger are improved, because the coefficient of “wet” heat transfer is greater than the “dry” one, the ratio of the area of the heat exchange surface to the volume of the contact heat exchanger is higher, moreover, the packing material is usually cheaper than the materials of the surface heat exchanger.
Теплоутилизатор применяется как приставка к существующему топливоиспользующему оборудованию, что позволяет в случае необходимости отключить его и работать в обычном режиме без утилизации тепла, а также как составная часть вновь проектируемого оборудования. Применение приставки, например, к существующим котлам позволяет получить помимо экологического и прямого энергетического эффекта еще и косвенный - регенеративное теплоиспользование (часть утилизированного тепла возвращается в котел в виде подогретого воздуха и воды, идущей на подпитку и ГВС) повышает среднюю температуру горения, что снижает недожог топлива и отложение сажи на теплообменных поверхностях. Вновь устанавливаемое топливоиспользующее оборудование может использовать уже существующие трубы и дутьевые вентиляторы, т.к. у них появляется запас пропускной способности из-за снижения объемов охлажденных и лишенных части водяных паров уходящих газов.The heat recovery unit is used as a prefix to existing fuel-consuming equipment, which allows, if necessary, to turn it off and work in normal mode without heat recovery, as well as an integral part of newly designed equipment. The application of the prefix, for example, to existing boilers makes it possible to obtain, in addition to the environmental and direct energy effect, an indirect effect - regenerative heat use (part of the recovered heat is returned to the boiler in the form of heated air and water going to make-up and domestic hot water) increases the average combustion temperature, which reduces the underburning fuel and soot deposits on heat exchange surfaces. Newly installed fuel-powered equipment can use existing pipes and blowers, as they have a reserve of bandwidth due to a decrease in the volume of chilled and devoid of water vapor flue gases.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006131240/06A RU2323384C1 (en) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | Heat waste recover |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006131240/06A RU2323384C1 (en) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | Heat waste recover |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2323384C1 true RU2323384C1 (en) | 2008-04-27 |
Family
ID=39453162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006131240/06A RU2323384C1 (en) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | Heat waste recover |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2323384C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2495335C1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Condensation water-heating boiler |
| RU2533591C1 (en) * | 2013-10-18 | 2014-11-20 | Александр Иванович Баженов | Liquid heating method and liquid heater on its basis |
| RU2561812C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-09-10 | Геннадий Юрьевич Князькин | Method of heat recovery and smoke gas drying and device for its realisation |
| RU2620619C1 (en) * | 2016-04-20 | 2017-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Work method of boiler plant |
| RU2659644C1 (en) * | 2017-09-07 | 2018-07-03 | Игорь Львович Ионкин | Condensation heat exchanger |
| RU2752333C1 (en) * | 2020-11-02 | 2021-07-26 | Акционерное общество "НИПИгазпереработка" (АО "НИПИГАЗ") | Method for heat recovery of water vapor condensate and heat exchanger |
| RU2784567C1 (en) * | 2022-10-06 | 2022-11-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК") | Flue gas heat recovery unit |
-
2006
- 2006-08-30 RU RU2006131240/06A patent/RU2323384C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2495335C1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Condensation water-heating boiler |
| RU2533591C1 (en) * | 2013-10-18 | 2014-11-20 | Александр Иванович Баженов | Liquid heating method and liquid heater on its basis |
| WO2015057104A1 (en) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | Александр Иванович БАЖЕНОВ | Method for heating a liquid and liquid heater based thereon |
| RU2561812C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-09-10 | Геннадий Юрьевич Князькин | Method of heat recovery and smoke gas drying and device for its realisation |
| RU2620619C1 (en) * | 2016-04-20 | 2017-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Work method of boiler plant |
| RU2659644C1 (en) * | 2017-09-07 | 2018-07-03 | Игорь Львович Ионкин | Condensation heat exchanger |
| RU2752333C1 (en) * | 2020-11-02 | 2021-07-26 | Акционерное общество "НИПИгазпереработка" (АО "НИПИГАЗ") | Method for heat recovery of water vapor condensate and heat exchanger |
| RU2796717C1 (en) * | 2022-08-25 | 2023-05-29 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Heating boiler heat recovery plant |
| RU2784567C1 (en) * | 2022-10-06 | 2022-11-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК") | Flue gas heat recovery unit |
| RU2810957C1 (en) * | 2023-07-31 | 2024-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Flue gas heat recovery unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101521622B1 (en) | System to removing a white smoke | |
| CN207350355U (en) | A kind of flue gas in power station boiler condenses reheating energy conserving system | |
| JP5881751B2 (en) | Boiler unit extraction steam sludge drying system with heat compensation | |
| RU2323384C1 (en) | Heat waste recover | |
| US20090241814A1 (en) | Method and System for Heating of Water Based on Hot Gases | |
| CN106940025A (en) | Fire coal boiler fume is purified and waste heat recovery processing system and method | |
| JP2014509559A5 (en) | ||
| CN102269401A (en) | Low-temperature flue gas waste heat recovery utilization method | |
| CN108194939B (en) | Device and method for waste heat cascade utilization and white smoke elimination of thermal power plant | |
| CN109798534A (en) | A kind of residual heat from boiler fume utilizes and takes off white integral system | |
| RU2436011C1 (en) | Flue gas heat utilisation device and method of its operation | |
| US20190242576A1 (en) | Flue gas treatment system and method | |
| CN108800975A (en) | A kind of flue gas cooling heat exchanger of the desulfurization duct mouth with refrigerating plant | |
| CN2417388Y (en) | Non low temp. corrosion type air preheater | |
| CN206755210U (en) | Fire coal boiler fume purifies and waste heat recovery processing system | |
| CN210568552U (en) | Boiler energy-saving and flue gas whitening system | |
| RU2659644C1 (en) | Condensation heat exchanger | |
| CN207214097U (en) | A kind of coal-burning boiler based on smoke evacuation vapor internal-circulation type condensing units | |
| RU2735042C1 (en) | Condensation heat recovery unit | |
| RU156854U1 (en) | EXHAUST GAS HEAT DISPOSAL ASSEMBLY | |
| CN108443904A (en) | A kind of power-plant flue gas based on heat pipe heat exchanging technology disappears white system | |
| RU2561812C1 (en) | Method of heat recovery and smoke gas drying and device for its realisation | |
| US10221726B2 (en) | Condensing heat recovery steam generator | |
| RU2606296C2 (en) | Method of flue gases deep heat recovery | |
| Ionkin et al. | Application of condensing heat utilizers at heat-power engineering objects |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120831 |