RU2338141C1 - Installation for recovery of waste furnace gas heat - Google Patents
Installation for recovery of waste furnace gas heat Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338141C1 RU2338141C1 RU2007100840/02A RU2007100840A RU2338141C1 RU 2338141 C1 RU2338141 C1 RU 2338141C1 RU 2007100840/02 A RU2007100840/02 A RU 2007100840/02A RU 2007100840 A RU2007100840 A RU 2007100840A RU 2338141 C1 RU2338141 C1 RU 2338141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- engine
- heating
- insulated channel
- installation
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термическому оборудованию, в частности к установкам утилизации тепла отходящих газов нагревательных и термических печей в кузнечно-штамповочном производстве.The invention relates to thermal equipment, in particular to installations for the utilization of heat of exhaust gases from heating and thermal furnaces in forging and stamping.
Известны устройства для использования тепла отходящих печных газов в теплообменнике (рекуператоре), установленном в газоотводящем тракте, на нагрев воздуха, поступающего в топливные горелки нагревательных печей [Немзер Г.Г. Теплотехнология кузнечно-прессового производства. - Л.: Машиностроение, 1988, с.208-210]. Эффективность использования тепла отходящих газов в рекуператорах не превышает 20-30%, ограничена предельной температурой нагрева воздуха для топливных горелок и не может использоваться при пуске и остановке пламенных печей.Known devices for using the heat of the exhaust furnace gases in a heat exchanger (recuperator) installed in the exhaust duct to heat the air entering the fuel burners of the heating furnaces [G. Nemzer Thermotechnology of forging and pressing production. - L .: Mechanical Engineering, 1988, p.208-210]. The efficiency of using the heat of the exhaust gases in the recuperators does not exceed 20-30%, is limited by the limiting temperature of air heating for fuel burners and cannot be used when starting and stopping flame furnaces.
В качестве прототипа принято устройство охлаждения и утилизации тепла отходящих из печи газов [Патент РФ №2082929, МПК F27D 17/00, опубл. 27.05.2003, Бюл. №15], содержащее нагревательную печь, отводящий продукты сгорания канал с теплообменниками, в которых циркулирует жидкометаллический теплоноситель (жидкий натрий), пароводяной контур с паротурбинной установкой и парогенератором, нагреваемым жидкометаллическим теплоносителем. Жидкометаллический теплоноситель позволяет производить отвод тепла при высокой температуре, получать в парогенераторе пар с высокими термодинамическими параметрами и обеспечить работу паротурбинной установки с высоким к.п.д. Однако данное устройство охлаждения и утилизации тепла обладает сложной конструкцией и низкой эффективностью работы в небольших пламенных нагревательных и термических печах, расположенных на значительных расстояниях друг от друга в кузнечно-штамповочном производстве. Периодический режим работы нагревательных термических печей также приводит к дополнительным затратам энергоресурсов при запуске и остановке известного устройства и дополнительному снижению его к.п.д.As a prototype, a device has been adopted for cooling and utilizing the heat of the exhaust gases from the furnace [RF Patent No. 2082929, IPC F27D 17/00, publ. 05/27/2003, Bull. No. 15], comprising a heating furnace, a channel that removes combustion products from a heat exchanger in which a liquid metal coolant (liquid sodium) circulates, a steam-water circuit with a steam turbine installation and a steam generator heated by a liquid metal coolant. The liquid metal coolant allows heat to be removed at high temperature, to obtain steam with high thermodynamic parameters in the steam generator, and to ensure the operation of the steam turbine unit with high efficiency However, this cooling and heat recovery device has a complex structure and low efficiency in small flame heating and thermal furnaces located at significant distances from each other in the forging and stamping industry. The periodic mode of operation of heating thermal furnaces also leads to additional energy costs when starting and stopping a known device and further reducing its efficiency
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности установок утилизации тепла отходящих печных газов, работающих с нагревательными и термическими печами кузнечно-штамповочного производства в условиях периодического отключения печей по технологическим причинам.The technical result of the invention is to increase the efficiency of heat recovery installations of exhaust furnace gases operating with heating and thermal furnaces of forging and stamping production under conditions of periodic shutdown of furnaces for technological reasons.
Для достижения технического результата в предлагаемой установке утилизации тепла отходящих печных газов, содержащей нагревательную печь с рабочей камерой с топливными горелками, теплоизолированный канал с теплообменными трубами нагревателя, по которому удаляются продукты сгорания из рабочей камеры печи, в начальной части внутренней поверхности теплоизолированного канала расположен цилиндр с поршнем двигателя с внешним подводом тепла, который соединен с теплообменными трубами для обеспечения движения рабочего тела в них. При этом поверхность цилиндра двигателя, находящаяся в теплоизолированном канале, выполнена с оребрением.To achieve a technical result in the proposed installation of heat recovery of exhaust gas of a furnace containing a heating furnace with a working chamber with fuel burners, a heat-insulated channel with heat-exchange pipes of the heater through which combustion products are removed from the furnace, in the initial part of the inner surface of the heat-insulated channel there is a cylinder with an engine piston with an external heat supply, which is connected to heat exchange pipes to ensure the movement of the working fluid in them. In this case, the surface of the engine cylinder located in the heat-insulated channel is made with fins.
На фиг.1 представлена схема установки утилизации тепла отходящих печных газов.Figure 1 presents the installation diagram of the heat recovery of flue gases.
На фиг.2 приведен разрез, показывающий теплоизоляционный канал нагревательной печи с цилиндром двигателя с внешним подводом тепла, теплообменными трубами нагревателя и оребрением.FIG. 2 is a sectional view showing a heat-insulating channel of a heating furnace with an engine cylinder with external heat input, heater heat exchange tubes, and fins.
Установка утилизации тепла отходящих печных газов состоит из нагревательной печи 1 с теплоизолированной рабочей камерой 2, в которой установлены топливные горелки 3. В рабочей камере 2 на загрузочном столе 4 размещаются нагреваемые заготовки 5. В своде 6 нагревательной печи 1 выполнен теплоизолированный канал 7, по внутренней поверхности 8 которого отходящие печные газы в виде продуктов сгорания удаляются из рабочей камеры 2 печи. В начальной части теплоизолированного канала 7, примыкающей к рабочей камере 2, на внутренней поверхности 8 расположен цилиндр 9 и теплообменные трубы 10 нагревателя, сообщающие цилиндр 9 и регенератор двигателя 11 с внешним подводом тепла. Цилиндр 9 содержит поршень 12, за счет перемещения которого осуществляется движение рабочего тела (газа) в теплообменных трубах 10. Для интенсификации нагрева рабочего тела (газа) поверхность цилиндра 9, находящаяся в теплоизолированном канале 7 выполнена с оребрением 13 (см. фиг.2).The heat recovery unit for the exhaust furnace gases consists of a heating furnace 1 with a heat-insulated working chamber 2, in which fuel burners 3 are installed. In the working chamber 2, heated workpieces 5 are placed on the loading table 4. In the roof 6 of the heating furnace 1, a heat-insulated
За теплообменными трубами 10 нагревателя двигателя 11 в теплоизолированном канале 7 установлен рекуператор 14 для нагрева воздуха, поступающего в топливные горелки 3.Behind the
Установка утилизации тепла отходящих печных газов работает следующим образом. Топливо смешивается с воздухом в горелке 3 и сгорает в рабочей камере 2, нагревая стальные заготовки 5 перед ковкой и горячей объемной штамповкой до 1150-1250°С. Отходящие печные газы в виде продуктов сгорания с температурой 1100-1200°С под действием естественной или искусственной тяги удаляются из рабочей камеры 2 в теплоизолированный канал 7. Проходя по внутренней поверхности 8 теплоизолированного канала 7, отходящие печные газы (продукты сгорания) нагревают теплообменные трубы 10 и оребрение 13 цилиндра 9 двигателя 11 и поддерживают высокую температуру (900-1000°С) рабочего тела (газа) в теплообменных трубах 10 и в цилиндре 9 двигателя. При таком уровне нагрева рабочего тела путем осуществления термодинамического цикла с периодическим расширением и сжатием рабочего тела в цилиндре 9 обеспечивается работа двигателя 11 с внешним подводом тепла с эффективным к.п.д. преобразования тепла в механическую энергию 30-40 %, что в несколько раз превосходит к.п.д. паротурбинных установок аналогичной мощности. Тепло, отводимое от рабочего тела в охладителе двигателя 11, также может быть использовано в системах отопления помещения и горячего водоснабжения. В установках утилизации тепла отходящих печных газов могут применяться двигатели с внешним подводом тепла мощностью от 1 до 100 кВт, при этом в теплоизолированном канале 7 может быть последовательно установлено несколько двигателей 11 для более полной утилизации тепла отходящих печных газов. Запуск и остановка двигателей 11 с внешним подводом тепла производится без значительных затрат внешней энергии и просто механизируется. На выходе двигателя 11 преобразованная тепловая энергия может быть получена в виде механической энергии для привода электрогенератора, насоса, холодильного агрегата или компрессора, а также в виде сжатого газа под высоким давлением.Installation of heat recovery of exhaust flue gases is as follows. The fuel is mixed with air in the burner 3 and burns in the working chamber 2, heating the steel billet 5 before forging and hot forging to 1150-1250 ° C. Exhaust furnace gases in the form of combustion products with a temperature of 1100-1200 ° C under the action of natural or artificial traction are removed from the working chamber 2 into a thermally insulated
Использование двигателя 11 с внешним подводом тепла может сочетаться с применением рекуператоров 14 для нагрева воздуха, поступающего в топливные горелки 3, или других устройств утилизации тепла отходящих печных газов.The use of an engine 11 with an external supply of heat can be combined with the use of recuperators 14 for heating the air entering the fuel burners 3, or other heat recovery devices of the exhaust furnace gases.
Нагревательные и термические печи в машиностроительном производстве располагаются в соответствии с размещением кузнечно-штамповочного оборудования на значительном расстоянии друг от друга. Компактные, эффективные и автономные двигатели с внешним подводом тепла, способные работать в автоматизированном режиме, могут обеспечить не только высокий уровень утилизации тепла отходящих печных газов, но и распределение полученной механической энергии в виде сжатого газа, электроэнергии или жидкости под давлением по производству.Heating and thermal furnaces in engineering production are located in accordance with the location of the forging and stamping equipment at a considerable distance from each other. Compact, efficient and self-contained engines with external heat input, capable of operating in an automated mode, can provide not only a high level of heat recovery of the flue gases, but also the distribution of the received mechanical energy in the form of compressed gas, electricity or liquid under pressure from production.
Применение данного технического решения предполагается в нагревательных и термических печах кузнечно-штамповочного и термического производств машиностроительного завода. Использование двигателей с внешним подводом тепла, работающих от пламенных печей, для привода тепловых насосов и компрессоров позволит полностью обеспечить потребность производства в отоплении помещений, горячем водоснабжении, холодоснабжении и сжатом воздухе и сократить потребление электрической энергии от внешних источников.The application of this technical solution is expected in heating and thermal furnaces of the forging and stamping and thermal industries of the engineering plant. The use of engines with an external supply of heat operating from flame furnaces to drive heat pumps and compressors will fully satisfy the production need for space heating, hot water supply, cold supply and compressed air and reduce the consumption of electric energy from external sources.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100840/02A RU2338141C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Installation for recovery of waste furnace gas heat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100840/02A RU2338141C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Installation for recovery of waste furnace gas heat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007100840A RU2007100840A (en) | 2008-07-20 |
RU2338141C1 true RU2338141C1 (en) | 2008-11-10 |
Family
ID=40230381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007100840/02A RU2338141C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Installation for recovery of waste furnace gas heat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2338141C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521539C2 (en) * | 2009-09-25 | 2014-06-27 | Альстом Текнолоджи Лтд | Method and system for recovering heat from furnace waste gases and furnace burning fossil fuel |
-
2007
- 2007-01-09 RU RU2007100840/02A patent/RU2338141C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521539C2 (en) * | 2009-09-25 | 2014-06-27 | Альстом Текнолоджи Лтд | Method and system for recovering heat from furnace waste gases and furnace burning fossil fuel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007100840A (en) | 2008-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2015165200A1 (en) | Parallel motion heat energy power machine and work-doing method therefor | |
RU2399781C1 (en) | Combined electric energy, heat and cold generation method | |
WO2011082949A3 (en) | Combined cycle power plant and method of operating such power plant | |
CN103758659B (en) | High-efficiency compact internal-combustion engine-organic Rankine bottoming cycle combined system and method for work thereof | |
RU2338141C1 (en) | Installation for recovery of waste furnace gas heat | |
RU57434U1 (en) | DETANDER-GENERATOR UNIT | |
CN203717159U (en) | External-heating engine | |
RU2747704C1 (en) | Cogeneration gas turbine power plant | |
CN215566146U (en) | Air-steam double-medium coupling circulation efficient power generation system | |
CN204780257U (en) | Printing and dyeing control system with screw rod expander power generation facility | |
RU2582377C1 (en) | Method for operation of expander-generator installation of electric power plant | |
RU2335643C1 (en) | Thermal electric power station | |
CN104863652A (en) | Waste heat power generation method and device adopting Brayton cycle | |
CN213540507U (en) | Combined heat and power system | |
CN203892046U (en) | Negative pressure power machine | |
RU2775611C1 (en) | Thermal power plant | |
RU2095702C1 (en) | Heat-and-cold producing plant and its operation process | |
CN117213248A (en) | Process equipment for utilizing waste heat of calcium carbide and tail gas of calcium carbide furnace | |
RU51112U1 (en) | HEAT GAS TURBINE INSTALLATION | |
RU2127815C1 (en) | Heat power plant with cooler | |
RU116186U1 (en) | COGENERATION MACHINE | |
RU93026055A (en) | METHOD FOR TRANSFORMING THERMAL ENERGY TO MECHANICAL IN A GAS TURBINE ENGINE AND A GAS TURBINE ENGINE | |
RU146400U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU48366U1 (en) | AUTONOMOUS HEAT POWER PLANT | |
RU49199U1 (en) | DETANDER-GENERATOR INSTALLATION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090110 |