RU2355952C2 - Method of heat recovery from low-pressure flows and installation for its implementation - Google Patents

Method of heat recovery from low-pressure flows and installation for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2355952C2
RU2355952C2 RU2007125516/06A RU2007125516A RU2355952C2 RU 2355952 C2 RU2355952 C2 RU 2355952C2 RU 2007125516/06 A RU2007125516/06 A RU 2007125516/06A RU 2007125516 A RU2007125516 A RU 2007125516A RU 2355952 C2 RU2355952 C2 RU 2355952C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
low
heat
coolant
flow
Prior art date
Application number
RU2007125516/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007125516A (en
Inventor
Генрих Карлович Зиберт (RU)
Генрих Карлович Зиберт
Алексей Генрихович Зиберт (RU)
Алексей Генрихович Зиберт
Илшат Минуллович Валиуллин (RU)
Илшат Минуллович Валиуллин
Татьяна Михайловна Феоктистова (RU)
Татьяна Михайловна Феоктистова
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтегазовой промышленности" (ЗАО "ЦКБ НГП")
Генрих Карлович Зиберт
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 "Центральное конструкторское бюро нефтегазовой промышленности" (ЗАО "ЦКБ НГП"), Генрих Карлович Зиберт filed Critical Закрытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтегазовой промышленности" (ЗАО "ЦКБ НГП")
Priority to RU2007125516/06A priority Critical patent/RU2355952C2/en
Publication of RU2007125516A publication Critical patent/RU2007125516A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2355952C2 publication Critical patent/RU2355952C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the methods and devices for the heat recovery from low-pressure flows to heat fluid media. The temperature of intermediate heat carrier is increased by ejecting the low-pressure hot flow with high-pressure circulating flow of the intermediate heat carrier, the low-pressure flow is cooled and separated from the intermediate heat carrier liquid flow under the pressure exceeding the initial low pressure, after the heat is recovered the pressure of the intermediate heat carrier is increased up to the initial value and the energy of the intermediate heat carrier liquid flow pressure is converted into heat energy. A low-pressure flow heat recovery installation comprises a separator with its inlet being connected to an ejector mixture outlet, a low-pressure gas outlet is connected to a fume stack and a liquid heat carrier outlet - to a pump; an ejector with the fittings for high-pressure heat carrier inlet, low-pressure hot flow inlet and mixture outlet is used as a contact device.
EFFECT: improving the efficiency of the low-pressure flow heat recovery without increasing hydraulic losses for the recovery, increasing heat amount over the recoverable one, reducing operational and capital expenditures on the installation for the method implementation, expanding the application range.
8 cl, 2 dwg

Description

Изобретения относятся к способам и устройствам утилизации тепла низконапорных потоков для нагрева текучих сред, преимущественно для нагрева технологических потоков углеводородных газов, конденсатов, водных растворов гликолей или метанола, а также для нагрева теплоносителей промышленных и бытовых зданий и сооружений, например, продуктами сгорания печей, огневых подогревателей, сбросных теплых потоков жидкостей.The invention relates to methods and devices for heat recovery of low-pressure flows for heating fluids, mainly for heating process streams of hydrocarbon gases, condensates, aqueous solutions of glycols or methanol, as well as for heating coolants in industrial and domestic buildings and structures, for example, products of combustion of furnaces, fire heaters, waste heat fluids.

Известны способ и устройство по утилизации тепла дымовых газов трубчатых печей путем применения воздухоподогревателя для подогрева воздуха, поступающего в печь для горения топлива, либо установкой котлов-утилизаторов, позволяющих получить водяной пар для технологических нужд предприятия или жилого района. (А.И.Скобло, Ю.К.Молоканов, А.И.Владимиров, В.А.Щелкунов. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. М. НЕДРА. 2000, стр.548-552). Способ включает подачу воздуха в теплообменник под давлением, где он через стенку теплообменной поверхности нагревается уходящими газами от продуктов горения топлива. Устройство включает теплообменник, установленный на выходе из корпуса печи, трубное пространство которого по входу воздуха соединено с напорным патрубком вентилятора, а по выходу воздуха с горелкой печи. Межтрубное пространство теплообменника по входу соединено с выходом горячих продуктов горения из печи, а по выходу с дымовой трубой.A known method and device for the utilization of heat of flue gases of tube furnaces by using an air heater to heat the air entering the furnace for burning fuel, or by installing waste heat boilers to produce water vapor for the technological needs of an enterprise or residential area. (A.I.Skoblo, Yu.K. Molokanov, A.I. Vladimirov, V. A. Shchelkunov. Processes and apparatuses for oil and gas processing and petrochemistry. M. NEDRA. 2000, pp. 548-552). The method includes supplying air to the heat exchanger under pressure, where it is heated through the wall of the heat exchange surface with flue gases from the combustion products of the fuel. The device includes a heat exchanger installed at the outlet of the furnace body, the pipe space of which at the air inlet is connected to the discharge pipe of the fan, and at the air outlet with the burner of the furnace. The annulus of the heat exchanger at the inlet is connected to the exit of hot combustion products from the furnace, and at the exit to the chimney.

Недостатками этого способа и устройства являются:The disadvantages of this method and device are:

- повышение гидравлического сопротивления печи по тракту продуктов горения, что ведет к увеличению габаритов печи и дымовой трубы;- increase the hydraulic resistance of the furnace along the path of combustion products, which leads to an increase in the dimensions of the furnace and chimney;

- ограничение скорости дымовых газов перепадом давления на дымовой трубе;- restriction of the speed of flue gases by the pressure drop across the chimney;

- частичная утилизация тепла дымовых газов, только в количестве необходимом для нагрева воздуха на горение топлива, а при применении котлов утилизаторов происходит утилизация тепла дымовых газов только до температуры выше температуры пара;- partial recovery of flue gas heat, only in the amount necessary for heating the air for fuel combustion, and when using recovery boilers, flue gas heat is recovered only to a temperature above the vapor temperature;

- наличие вредных механических и газообразных выбросов в атмосферу;- the presence of harmful mechanical and gaseous emissions into the atmosphere;

- невозможность получения тепла больше утилизированного с низконапорных потоков;- the impossibility of obtaining heat more utilized from low-pressure flows;

- усложнение монтажа и ремонта теплообменника, установленного на большой высоте;- complication of installation and repair of a heat exchanger installed at a high height;

- большие габариты, материалоемкость, а следовательно, и капитальные затраты из-за низких скоростей низконапорных потоков и необходимости больших теплообменных поверхностей.- large dimensions, material consumption, and, consequently, capital costs due to the low speeds of low-pressure flows and the need for large heat transfer surfaces.

Известен способ нагрева текучих сред и устройство для его осуществления (патент № 2295095, МПК F24H 1/10. В указанном способе теплом продуктов сгорания испаряют промежуточный теплоноситель (воду), парами воды разбавляют газы продуктов сгорания для снижения температуры их конденсации, смесью нагревают текучую среду, после чего нагреваемой средой из смеси конденсируют промежуточный теплоноситель.A known method of heating fluids and a device for its implementation (Patent No. 2295095, IPC F24H 1/10. In this method, the heat of the combustion products evaporate the intermediate coolant (water), dilute the gases of the combustion products with water vapor to reduce the temperature of their condensation, the fluid is heated with a mixture , after which the intermediate medium is condensed from the mixture with a heated medium.

Устройство включает камеру использования тепла радиации для испарения промежуточного теплоносителя, камеру утилизации тепла уходящей газовой смеси, змеевик конденсации промежуточного теплоносителя нагреваемой средой.The device includes a chamber for using heat of radiation for evaporation of the intermediate heat carrier, a chamber for utilizing heat of the outgoing gas mixture, a condensation coil of the intermediate heat carrier with a heated medium.

Недостатком данного способа и устройства являются:The disadvantage of this method and device are:

- ограниченность температуры и количества тепла потоком продуктов сгорания;- limited temperature and amount of heat by the flow of combustion products;

- наличие выбросов механических примесей и продуктов сгорания выше температуры конденсации при атмосферном давлении;- the presence of emissions of mechanical impurities and combustion products above the condensation temperature at atmospheric pressure;

- сложность применения для модернизации существующих печей (подогревателей).- the complexity of the application for the modernization of existing furnaces (heaters).

- значительные габариты из-за низких скоростей утилизируемых потоков продуктов сгорания и паров промежуточного теплоносителя.- significant dimensions due to the low speeds of the utilized flows of combustion products and vapors of the intermediate coolant.

Задача, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, заключается в повышении эффективности процесса утилизации тепла низконапорных потоков без увеличения гидравлических потерь на их утилизацию, увеличение количества тепла выше количества утилизируемого, снижение эксплуатационных и капитальных затрат на установку для осуществления способа, расширение диапазона применения.The problem to which the claimed group of inventions is directed is to increase the efficiency of the heat recovery process of low-pressure flows without increasing hydraulic losses for their utilization, increase the amount of heat above the quantity utilized, reduce the operating and capital costs of the installation for implementing the method, expand the range of applications.

Единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - способу достигается тем, что в способе утилизации тепла низконапорных потоков, включающем использование тепловой энергии низконапорных потоков для нагрева принудительно циркулирующего потока промежуточного теплоносителя при их прямом контакте и последующего отбора тепла от промежуточного теплоносителя, температуру промежуточного теплоносителя повышают эжектированием низконапорного горячего потока высоконапорным циркулирующим потоком промежуточного теплоносителя, охлаждают и отделяют охлажденный низконапорный поток от промежуточного жидкостного потока теплоносителя при давлении выше исходного низконапорного, а после снятия тепла повышают давление промежуточного теплоносителя до первоначального, превращают энергию давления жидкостного промежуточного теплоносителя в тепловую энергию. Прямой контакт низконапорного потока с промежуточным теплоносителем осуществляют в паровой фазе, причем паровую фазу промежуточного теплоносителя образуют нагревом промежуточного жидкостного потока низконапорным потоком или подводят тепло от постороннего источника пара. Съем тепла с нагретого теплоносителя осуществляют до и (или) после повышения его давления. Отбор тепла с низконапорного потока осуществляют дополнительно контактом с частью охлажденного промежуточного теплоносителя. Нагретый промежуточный теплоноситель используют для нагрева воздуха, топлива подогревателей и (или) технологических и бытовых потоков.A single technical result in the implementation of the group of inventions on the object-method is achieved by the fact that in the method of heat recovery of low-pressure flows, including the use of thermal energy of low-pressure flows for heating the forced-circulating flow of the intermediate coolant when they are in direct contact and subsequent heat removal from the intermediate coolant, the temperature of the intermediate coolant increase by ejecting a low-pressure hot stream by a high-pressure circulating intermediate flow coolant, cooled and the cooled low pressure stream is separated from the intermediate liquid coolant stream at a pressure higher than the initial low pressure, and after removing the heat pressurized coolant to the initial intermediate, the intermediate is converted to energy of the liquid coolant pressure into thermal energy. Direct contact of the low-pressure stream with the intermediate coolant is carried out in the vapor phase, the vapor phase of the intermediate coolant being formed by heating the intermediate liquid stream with a low-pressure stream or heat is supplied from an external source of steam. Heat is removed from the heated coolant before and (or) after increasing its pressure. The heat is removed from the low pressure stream by additional contact with a portion of the cooled intermediate coolant. Heated intermediate heat carrier is used to heat air, fuel heaters and (or) technological and domestic flows.

Единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - устройство достигается тем, что в установке утилизации тепла низконапорных газов для осуществления предложенного способа, включающей камеру с линией отбора низконапорного потока, контактное устройство для смешения теплоносителя с горячим низконапорным потоком, теплообменник для снятия тепла от смеси теплоносителя с низконапорным потоком, насос для возврата охлажденного теплоносителя на контакт с низконапорным потоком, внедрен сепаратор, вход которого соединен с выходом смеси из эжектора, выход охлажденного низконапорного газа соединен с дымовой трубой, а выход жидкого теплоносителя с насосом, а в качестве контактного устройства использован жидкостный эжектор с патрубками входа высоконапорного теплоносителя и низконапорного горячего потока и выхода смеси. В верхней части сепаратора установлена насадка, при этом вход подачи охлажденного теплоносителя сепаратора соединен с выходом теплообменника. Штуцер насоса высоконапорного нагретого теплоносителя соединен с теплообменниками нагрева воздуха и (или) нагрева топлива подогревателя, нагрева технологических потоков, например испарения воды.A single technical result in the implementation of the group of inventions on the object - the device is achieved by the fact that in the installation of heat recovery of low-pressure gases for the implementation of the proposed method, comprising a chamber with a low-pressure flow line, a contact device for mixing the coolant with a hot low-pressure stream, a heat exchanger for removing heat from the mixture coolant with a low pressure flow, a pump for returning the cooled coolant to contact with a low pressure flow, a separator is introduced, the input of which it is single with the outlet of the mixture from the ejector, the outlet of the cooled low-pressure gas is connected to the chimney, and the outlet of the liquid coolant is connected to the pump, and the liquid ejector with nozzles for the inlet of the high-pressure coolant and the low-pressure hot stream and the outlet of the mixture is used as a contact device. A nozzle is installed in the upper part of the separator, while the inlet of the cooled separator coolant is connected to the outlet of the heat exchanger. The pump fitting of the high-pressure heated coolant is connected to heat exchangers for heating the air and (or) heating the fuel of the heater, heating the process streams, for example, water evaporation.

Заявителем и авторами не обнаружены аналогичные признаки, которые могли бы обеспечить повышение эффективности процесса утилизации тепла низконапорных потоков без увеличения гидравлических потерь на их утилизацию, увеличение количества тепла выше количества утилизируемого, снижение эксплуатационных и капитальных затрат на установку для осуществления способа, расширение диапазона применения.The applicant and the authors did not find similar signs that could provide an increase in the efficiency of the heat recovery process for low-pressure flows without increasing hydraulic losses for their utilization, an increase in the amount of heat higher than the amount of heat utilized, a decrease in the operating and capital costs of the installation for implementing the method, and an expansion in the range of applications.

На фигуре 1 изображена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ утилизации тепла низконапорных потоков, и установка для его осуществления с одной ступенью контакта в эжекторе.The figure 1 shows a diagram illustrating the proposed method of heat recovery of low-pressure flows, and installation for its implementation with one step of contact in the ejector.

На фигуре 2 изображена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ утилизации тепла низконапорных потоков, и установка для его осуществления с двумя зонами контакта - в эжекторе и в сепараторе.Figure 2 shows a diagram illustrating the proposed method of heat recovery of low pressure flows, and installation for its implementation with two contact zones - in the ejector and in the separator.

Объект - способ утилизации тепла низконапорных потоков осуществляется следующим образом.Object - a method of heat recovery of low-pressure flows is as follows.

Продукты сгорания 1, образованные, например, при сжигании топлива, подаваемого для сжигания по линии 2, в присутствии окислителя-воздуха, поступающего по линии 3, подают в качестве низконапорного горячего потока на нагрев продукта 4, который поступает для нагрева по линии 5 и отводится потребителю по линии 6. Низконапорный горячий поток используют для нагрева и испарения высоконапорного промежуточного теплоносителя (воды), который поступает в подогреватель по линии 7. Полученный водяной пар отбирают и подают по линии 8 в качестве активного потока для эжектирования горячего низконапорного потока (продукты сгорания 1), который по линии 9 отбирают из дымовой трубы, предотвращая их выброс в атмосферу.The combustion products 1, formed, for example, by burning the fuel supplied for combustion through line 2, in the presence of an oxidizing agent-air entering through line 3, is supplied as a low-pressure hot stream to heat the product 4, which is supplied for heating through line 5 and is discharged to the consumer through line 6. A low-pressure hot stream is used to heat and evaporate a high-pressure intermediate coolant (water), which enters the heater through line 7. The resulting water vapor is taken and fed through line 8 as active eye for ejecting low-pressure stream of hot (combustion product 1), which is taken along line 9 of the chimney, preventing their release into the atmosphere.

Смесь, полученную в результате эжектирования низконапорного потока водяным паром, отбирают по линии 10 и охлаждают путем теплообмена, например топливом 11, воздухом 12, технологическим продуктовым потоком 13. Нагретые топливо и воздух используют для горения, направляя их в нагреватель по линиям 2 и 3 соответственно, а продуктовый поток 13 подают в линию 5. Охлажденную газожидкостную смесь по линии 14 направляют для разделения. Газовый поток, отделенный от промежуточного теплоносителя при давлении выше исходного низконапорного потока, отбирают по линии 15. Промежуточный теплоноситель после разделения отбирают и подают по линии 16, повышают его давление и направляют по линии 7 для испарения и последующей рециркуляции по линии 8 в качестве активного потока для эжектирования горячего низконапорного потока (продукты сгорания 1).The mixture obtained by ejecting a low-pressure stream with water vapor is taken off line 10 and cooled by heat exchange, for example, fuel 11, air 12, process product stream 13. Heated fuel and air are used for combustion, directing them to the heater along lines 2 and 3, respectively and the product stream 13 is fed to line 5. The cooled gas-liquid mixture along line 14 is sent for separation. The gas stream separated from the intermediate coolant at a pressure above the initial low-pressure stream is taken along line 15. The intermediate coolant after separation is taken and fed through line 16, its pressure is increased and sent through line 7 for evaporation and subsequent recirculation through line 8 as an active stream for ejection of a hot low-pressure flow (combustion products 1).

Количеством циркулирующего промежуточного теплоносителя вводят дополнительное требуемое тепло, превращая перепад давления на входе и выходе насоса в тепловую энергию, которая дополнительно к утилизированному теплу низконапорных газов повышает температуру промежуточного теплоносителя.The amount of circulating intermediate coolant introduces additional required heat, converting the pressure drop at the inlet and outlet of the pump into thermal energy, which in addition to the utilized heat of low-pressure gases increases the temperature of the intermediate coolant.

На фиг.2 изображен вариант способа утилизации тепла низконапорных газов, по которому смесь после эжектирования охлаждают холодным потоком 17, поступающим от потребителя тепла, и (или) дополнительно охлаждают отделенный в результате сепарации низконапорный поток перед отбором его по линии 15 частью циркулирующего промежуточного теплоносителя, который подают по линии 18 после его охлаждения. Паровую фазу, подаваемую по линии 19 в качестве активного потока для эжектирования горячего низконапорного потока, получают в испарителе 20 путем подвода тепла от постороннего источника к промежуточному теплоносителю. Подвод тепла осуществляют после повышения давления промежуточного теплоносителя, отбираемого после сепарации по линии 16, очищения его от примесей путем отбора жидкости через линию 21 на регенерацию и охлаждения. Система утилизации тепла подпитывается водой.Figure 2 shows a variant of the method of heat recovery of low-pressure gases, in which the mixture after ejection is cooled by a cold stream 17 from the heat consumer, and (or) additionally cooled low-pressure stream separated as a result of separation before it is withdrawn through part 15 of the circulating intermediate coolant, which is served on line 18 after cooling. The vapor phase supplied through line 19 as an active stream for ejecting a hot low-pressure stream is obtained in the evaporator 20 by supplying heat from an external source to the intermediate coolant. The heat supply is carried out after increasing the pressure of the intermediate coolant taken after separation along line 16, purifying it from impurities by taking liquid through line 21 for regeneration and cooling. The heat recovery system is fueled by water.

Пример.Example.

Расход нагреваемого продукта (газа) в печи, м3/ч - 15320;The consumption of the heated product (gas) in the furnace, m 3 / h - 15320;

Температура нагреваемого продукта, С° - 20-50;The temperature of the heated product, ° C - 20-50;

Давление нагреваемого продукта, МПа - 0,03;The pressure of the heated product, MPa - 0.03;

Расход топливного газа, м3/ч - 225;Fuel gas consumption, m 3 / h - 225;

Расход промежуточного теплоносителя, кг/с - 5Consumption of an intermediate heat carrier, kg / s - 5

Теплота сгорания топлива, кДж/м3 - 37500;Calorific value, kJ / m 3 - 37500;

Количество воздуха, необходимого для сгорания топлива, м33 - 10;The amount of air required for combustion of fuel, m 3 / m 3 - 10;

Коэффициент избытка воздуха, - 1,15;The coefficient of excess air is 1.15;

Количество дымовых газов, м3/ч - 8300The amount of flue gases, m 3 / h - 8300

Температура горения топлива, С° - 1820;Fuel combustion temperature, С ° - 1820;

Температура дымовых газов, С° - 700;Flue gas temperature, С ° - 700;

Температура дымовых газов после подогрева продуктов и промежуточного теплоносителя, С° - 330;The temperature of the flue gas after heating the products and the intermediate coolant, C ° - 330;

Плотность дымовых газов с воздухом, кг/м3 - 1,28Density of flue gases with air, kg / m 3 - 1.28

Давление промежуточного теплоносителя на выходе из насосаThe pressure of the intermediate coolant at the outlet of the pump

(входе в эжектор), МПа - 0,424;(entrance to the ejector), MPa - 0.424;

Давление смеси на выходе из эжектора, МПа - 0,05;The pressure of the mixture at the outlet of the ejector, MPa - 0.05;

Температура промежуточного теплоносителя на входе вThe temperature of the intermediate coolant at the inlet to

теплообменник, С° - (250-260);heat exchanger, C ° - (250-260);

Температура промежуточного теплоносителя на выходе изThe temperature of the intermediate coolant at the outlet of

теплообменника, С° - 40;heat exchanger, С ° - 40;

Температура выхода газа из сепаратора в дымовую трубу,The temperature of the gas outlet from the separator into the chimney,

С° - (80-100);C ° - (80-100);

Количество утилизируемого тепла продуктов сгорания,The amount of utilized heat of the combustion products,

кДж/м3 - 4500.kJ / m 3 - 4500.

Количество вносимого тепла от срабатывания давления наThe amount of heat introduced by pressure

насосе, кВт - 2,5.pump, kW - 2.5.

Объект устройство - установка для осуществления способа утилизации тепла низконапорных потоков содержит подогреватель 22 со змеевиком 23 для нагрева продукта, змеевиком 24 для превращения высоконапорного промежуточного теплоносителя из жидкой фазы в паровую, камеру 25, снабженную на выходе в дымовую трубу 26 заслонкой 27 и штуцером отбора низконапорных потоков 28, жидкостный эжектор 29 с патрубками входа 30 высоконапорного теплоносителя, патрубками входа 31 низконапорного горячего потока и патрубками выхода 32 смеси, теплообменники 33, 34, 35 (фиг.1) и 36, 37, 38 (фиг.2) для снятия тепла с нагретых смеси и промежуточного теплоносителя, насос 39 для возврата охлажденного теплоносителя на контакт с низконапорным потоком, сепаратор 40, вход которого соединен через теплообменники 33, 34 (фиг.1) или через теплообменник 36 (фиг.2) с выходом 32 эжектора 29, выход охлажденного низконапорного газа 41 соединен с трубой 26, а выход промежуточного теплоносителя 42 с насосом 39. Сепаратор 40 может быть снабжен насадкой 43 и входом для подачи охлажденного промежуточного теплоносителя 44, соединенного с теплообменником 37 (фиг.2). Для превращения высоконапорного теплоносителя из жидкой фазы в паровую предусмотрен паровой испаритель 20 (фиг.2). Сепаратор 40 снабжен штуцером 45 для подачи воды.The object device - installation for implementing the method of heat recovery of low-pressure flows contains a heater 22 with a coil 23 for heating the product, a coil 24 for converting a high-pressure intermediate coolant from a liquid phase to a vapor, a chamber 25, equipped with a shutter 27 at the outlet to the chimney 26 and a low-pressure extraction fitting flows 28, a liquid ejector 29 with nozzles for the inlet 30 of the high-pressure coolant, nozzles for the inlet 31 of the low-pressure hot stream and nozzles for the outlet 32 of the mixture, heat exchangers 33, 34, 35 (Fig. 1) 36, 37, 38 (FIG. 2) for removing heat from the heated mixture and the intermediate coolant, a pump 39 for returning the cooled coolant to contact with a low pressure stream, a separator 40, the inlet of which is connected through heat exchangers 33, 34 (FIG. 1) or through the heat exchanger 36 (figure 2) with the outlet 32 of the ejector 29, the outlet of the cooled low-pressure gas 41 is connected to the pipe 26, and the outlet of the intermediate coolant 42 with the pump 39. The separator 40 may be equipped with a nozzle 43 and an input for supplying a cooled intermediate coolant 44, connected to heat exchanger 37 (f D.2). To convert a high-pressure coolant from a liquid phase to a vapor, a steam evaporator 20 is provided (FIG. 2). The separator 40 is equipped with a fitting 45 for supplying water.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Продукты сгорания 1, образованные в подогревателе 22, например, при сжигании топлива, подаваемого по линии 2, в присутствии окислителя-воздуха, поступающего по линии 3, подают в качестве горячего низконапорного потока на нагрев продукта 4 в змеевике 23. Горячий низконапорный поток используют и для нагрева и испарения высоконапорного промежуточного теплоносителя (воды) в змеевике 24 (фиг.1), расположенном в камере 25, которую отделяют от дымовой трубы 26 заслонкой 27. Промежуточный теплоноситель подают в змеевик 24 по линии 7 насосом 39. Паровую фазу (фиг.2) промежуточного теплоносителя, можно получить в испарителе 20 путем подвода тепла от постороннего источника. Подвод тепла осуществляют после повышения насосом 39 давления промежуточного теплоносителя, отбираемого из сепаратора 40 по линии 16, очищения его от примесей путем отбора жидкости через линию 21 на регенерацию и охлаждения в теплообменнике 38.The combustion products 1 formed in the heater 22, for example, when burning the fuel supplied through line 2, in the presence of an oxidizing agent-air entering through line 3, is supplied as a hot low-pressure stream to heat the product 4 in the coil 23. A hot low-pressure stream is used and for heating and evaporation of a high-pressure intermediate coolant (water) in a coil 24 (Fig. 1) located in a chamber 25, which is separated from the chimney 26 by a shutter 27. An intermediate coolant is supplied to the coil 24 through line 7 by a pump 39. The vapor phase (fi d.2) an intermediate heat carrier, can be obtained in the evaporator 20 by supplying heat from an external source. The heat supply is carried out after the pump 39 increases the pressure of the intermediate coolant taken from the separator 40 via line 16, purifies it from impurities by taking the liquid through line 21 for regeneration and cooling in the heat exchanger 38.

Высоконапорный промежуточный теплоноситель в виде пара подают в качестве активного потока по линии 8 (фиг.1) или по линии 19 (фиг.2) на патрубок входа 30 эжектора 29 для эжектирования горячего низконапорного потока, подаваемого из камеры 25 через штуцер 28 на второй вход 31 эжектора 29. После эжектирования нагретую смесь подают через патрубок выхода 32 эжектора 29 в теплообменники 33, 34, 35 (фиг.1) или 36 (фиг.2) для утилизации тепла смеси, при этом энергию давления превращают в тепловую энергию. В сепараторе 40 производят отделение из смеси газового потока, отделяют низконапорный поток от промежуточного теплоносителя при давлении выше исходного в камере 25. Дополнительно охлаждают отделенный в результате сепарации газовый поток перед отбором его из сепаратора 40 на насадке 43 частью циркулирующего промежуточного теплоносителя, который подают для орошения на вход 44 сепаратора 40 по линии 18 после его охлаждения в теплообменниках 38 и 37 (фиг.2). Отделенный газовый поток с выхода 41 сепаратора 40 по линии 15 направляют в дымовую трубу 26. Промежуточный теплоноситель через выход 42 сепаратора 40 отбирают по линии 16, повышая его давление до первоначального с помощью насоса 39, и направляют на рециркуляцию. На фиг.2 показан вариант снятия тепла с жидкостных потоков высоконапорного промежуточного теплоносителя после насоса 39 на теплообменниках 38, 37. Система утилизации тепла подпитывается водой через штуцер 45.A high-pressure intermediate coolant in the form of steam is supplied as an active stream through line 8 (Fig. 1) or along line 19 (Fig. 2) to the inlet pipe of the ejector 29 for ejecting the hot low-pressure stream supplied from the chamber 25 through the nozzle 28 to the second inlet 31 of the ejector 29. After ejection, the heated mixture is fed through the outlet pipe 32 of the ejector 29 to the heat exchangers 33, 34, 35 (FIG. 1) or 36 (FIG. 2) to utilize the heat of the mixture, while the pressure energy is converted into thermal energy. In the separator 40, a gas stream is separated from the mixture, the low-pressure stream is separated from the intermediate coolant at a pressure higher than the source in the chamber 25. Additionally, the gas stream separated by separation is cooled before being taken out of the separator 40 on the nozzle 43 with a part of the circulating intermediate coolant, which is supplied for irrigation to the input 44 of the separator 40 along line 18 after cooling in the heat exchangers 38 and 37 (figure 2). The separated gas stream from the outlet 41 of the separator 40 via line 15 is sent to the chimney 26. The intermediate coolant through the outlet 42 of the separator 40 is taken along line 16, increasing its pressure to the initial one using the pump 39, and is sent for recirculation. Figure 2 shows a variant of heat removal from liquid flows of a high-pressure intermediate heat carrier after a pump 39 on heat exchangers 38, 37. The heat recovery system is fed with water through a nozzle 45.

Использование предлагаемого способа и устройства для сепарации жидкости от газового потока позволило обеспечить повышение эффективности процесса утилизации тепла низконапорных потоков без увеличения гидравлических потерь в нагревателе на их утилизацию, увеличение количества тепла выше количества утилизируемого, снижение эксплуатационных и капитальных затрат на установку для осуществления способа, расширение диапазона применения.Using the proposed method and device for separating liquid from a gas stream made it possible to increase the efficiency of the heat recovery process of low-pressure flows without increasing hydraulic losses in the heater for their utilization, increasing the amount of heat above the amount of utilized, reducing operating and capital costs for the installation for implementing the method, expanding the range application.

Claims (8)

1. Способ утилизации тепла низконапорных потоков, включающий использование тепловой энергии низконапорных потоков для нагрева циркулирующего высоконапорного потока промежуточного теплоносителя при их прямом контакте и последующего отбора тепла от промежуточного теплоносителя, отличающийся тем, что температуру промежуточного теплоносителя повышают эжектированием низконапорного горячего потока высоконапорным циркулирующим потоком промежуточного теплоносителя, охлаждают и отделяют охлажденный низконапорный поток от промежуточного жидкостного потока теплоносителя при давлении выше исходного низконапорного, а после снятия тепла повышают давление промежуточного теплоносителя до первоначального, превращают энергию давления жидкостного промежуточного теплоносителя в тепловую энергию.1. The method of heat recovery of low-pressure flows, including the use of thermal energy of low-pressure flows for heating the circulating high-pressure flow of the intermediate coolant when they are in direct contact and subsequent heat removal from the intermediate coolant, characterized in that the temperature of the intermediate coolant is increased by ejecting a low-pressure hot flow by a high-pressure circulating flow of the intermediate coolant , cool and separate the cooled low-pressure stream from the intermediate of liquid coolant stream at a pressure higher than the initial low pressure, and after removing the heat increase of the intermediate pressure coolant to the original, converting the energy of the liquid intermediate pressure coolant into thermal energy. 2. Способ утилизации тепла низконапорных потоков по п.1, отличающийся тем, что прямой контакт низконапорного потока с промежуточным теплоносителем осуществляют в паровой фазе, причем паровую фазу промежуточного теплоносителя образуют нагревом промежуточного жидкостного потока низконапорным потоком или подводят тепло от постороннего источника пара.2. The method of heat recovery of low-pressure flows according to claim 1, characterized in that the direct contact of the low-pressure stream with the intermediate coolant is carried out in the vapor phase, wherein the vapor phase of the intermediate coolant is formed by heating the intermediate liquid stream with a low-pressure stream or heat is supplied from an external source of steam. 3. Способ утилизации тепла низконапорных потоков по п.1, отличающийся тем, что съем тепла с нагретого теплоносителя осуществляют до и(или) после повышения его давления.3. The method of heat recovery of low-pressure flows according to claim 1, characterized in that the heat is removed from the heated coolant before and (or) after increasing its pressure. 4. Способ утилизации тепла низконапорных потоков по п.1, отличающийся тем, что отбор тепла с низконапорного потока осуществляют дополнительно контактом с частью охлажденного промежуточного теплоносителя.4. The method of heat recovery of low-pressure flows according to claim 1, characterized in that the heat is removed from the low-pressure stream by additional contact with a part of the cooled intermediate heat carrier. 5. Способ утилизации тепла низконапорных потоков по п.1, отличающийся тем, что нагретый промежуточный теплоноситель используют для нагрева воздуха, топлива подогревателей и(или) технологических и бытовых потоков.5. The method of heat recovery of low-pressure flows according to claim 1, characterized in that the heated intermediate heat carrier is used to heat air, fuel, heaters and (or) technological and domestic flows. 6. Установка для утилизации тепла низконапорных потоков, включающая камеру с линией отбора низконапорного потока, контактное устройство для смешения теплоносителя с горячим низконапорным потоком, теплообменник для снятия тепла от смеси теплоносителя с низконапорным потоком, насос для возврата охлажденного теплоносителя на контакт с низконапорным потоком, отличающаяся тем, что в нее веден сепаратор, вход которого соединен с выходом смеси из эжектора, выход охлажденного низконапорного газа соединен с дымовой трубой, выход жидкого теплоносителя - с насосом, а в качестве контактного устройства использован эжектор с патрубками входа высоконапорного теплоносителя и низконапорного горячего потока и выхода смеси.6. Installation for heat recovery of low-pressure flows, including a chamber with a low-pressure flow sampling line, a contact device for mixing the coolant with a hot low-pressure flow, a heat exchanger for removing heat from the mixture of the coolant with a low-pressure flow, a pump for returning the cooled coolant to contact with a low-pressure flow, characterized the fact that a separator is introduced into it, the inlet of which is connected to the outlet of the mixture from the ejector, the outlet of the cooled low-pressure gas is connected to the chimney, the exit of liquid heat ositelya - with a pump, and as a contact device is used to input the ejector nozzles of the high-low pressure coolant and the hot exit stream and the mixture. 7. Установка для утилизации тепла низконапорных потоков по п.6, отличающаяся тем, что в верхней части сепаратора установлена насадка, при этом вход подачи охлажденного промежуточного теплоносителя сепаратора соединен с выходом теплообменника.7. Installation for heat recovery of low-pressure flows according to claim 6, characterized in that a nozzle is installed in the upper part of the separator, while the inlet of the cooled intermediate separator coolant is connected to the outlet of the heat exchanger. 8. Установка для утилизации тепла низконапорных потоков по п.6, отличающаяся тем, что штуцер насоса высоконапорного нагретого теплоносителя соединен с теплообменниками нагрева воздуха и(или) нагрева топлива подогревателя, нагрева технологических потоков, например, испарения воды. 8. Installation for heat recovery of low-pressure flows according to claim 6, characterized in that the nozzle of the pump of high-pressure heated coolant is connected to heat exchangers for heating air and (or) heating fuel heater, heating process streams, for example, water evaporation.
RU2007125516/06A 2007-07-06 2007-07-06 Method of heat recovery from low-pressure flows and installation for its implementation RU2355952C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125516/06A RU2355952C2 (en) 2007-07-06 2007-07-06 Method of heat recovery from low-pressure flows and installation for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125516/06A RU2355952C2 (en) 2007-07-06 2007-07-06 Method of heat recovery from low-pressure flows and installation for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007125516A RU2007125516A (en) 2009-01-20
RU2355952C2 true RU2355952C2 (en) 2009-05-20

Family

ID=40375400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007125516/06A RU2355952C2 (en) 2007-07-06 2007-07-06 Method of heat recovery from low-pressure flows and installation for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2355952C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007125516A (en) 2009-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202595161U (en) Blast furnace top gas recovery system
CN103398591B (en) Waste heat utilization system for aluminium melting furnace
TW201245055A (en) System for drying sludge by steam extracted from boiler set with thermal compensation
CN104456610B (en) A kind of flue gas waste heat recovery system of steam jet heat pump circulation
CN102058994B (en) Device and method for condensing, drying and heating flue gas
CN104279754B (en) Natural gas heat conducting oil boiler waste heat comprehensive utilization system
CN219995936U (en) Flue gas cooling device
CN105570918A (en) Energy-saving boiler
RU2541489C2 (en) Method and device for evaporation of cryogenic media
RU2355952C2 (en) Method of heat recovery from low-pressure flows and installation for its implementation
CN104119962A (en) Technology for heating rich oil by coke oven flue gas waste heat
CN104501198A (en) Heat-conducting oil boiler waste heat power generation system
RU2295095C1 (en) Method of heating fluid media and device for realization of this method
CN204421038U (en) Heat conducting oil boiler afterheat generating system
EP3988199A1 (en) Gradual cooling and simultaneous cleaning of flue gases
CN208545354U (en) A kind of coke dry quenching furnace air leading-in conduit of preheated air
CN101021361B (en) Steam phase transforming heating furnace
CN204176674U (en) The two preheating afterheat energy-saving system of heat carrier furnace
CN103471421B (en) Device for recovering waste heat of high-temperature flue and exhaust heat recovering method thereof
CN202869322U (en) Chimney with heat energy recovery device
KR101937192B1 (en) Energy production system using waste gas generated from waste plastic emulsification process and method thereof
CN204254668U (en) A kind of flue gas waste heat recovery system of steam jet heat pump circulation
RU2176766C2 (en) Hot-water boiler
CN201024087Y (en) Residual heat heater for liquid carbinol hydrogen production combusting system
RU2296107C1 (en) Apparatus for freshening of sea water

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20091217

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

Effective date: 20180707