RU2362090C1 - Contact jet heater - Google Patents
Contact jet heater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362090C1 RU2362090C1 RU2007144394/06A RU2007144394A RU2362090C1 RU 2362090 C1 RU2362090 C1 RU 2362090C1 RU 2007144394/06 A RU2007144394/06 A RU 2007144394/06A RU 2007144394 A RU2007144394 A RU 2007144394A RU 2362090 C1 RU2362090 C1 RU 2362090C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- nozzles
- gas
- hot air
- cold air
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Air Supply (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к использованию тепла дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей при нагреве воздуха, подаваемого на горение.The present invention relates to a power system, namely to the use of flue gas heat from boiler units and industrial furnaces when heating the air supplied to combustion.
Известен дымовсасывающий струйный воздухоподогреватель, который содержит газоход, полую теплообменную камеру, короб холодного воздуха, соединенный с патрубками с щелевыми воздушными соплами, служащими для подачи холодного воздуха в теплообменную камеру и образующими между собой по всей ее высоте горизонтальные прямоугольные каналы для прохода горячих дымовых газов в теплообменную камеру, установленные напротив каждого сопла в конце теплообменной камеры по всей ее высоте ловушки горячего воздуха, соединенные с патрубками и коробом горячего воздуха [1].Known smoke suction jet air heater, which contains a gas duct, a hollow heat exchanger chamber, a box of cold air connected to the nozzles with slotted air nozzles that serve to supply cold air to the heat exchanger chamber and forming horizontal rectangular channels between them along its entire height for the passage of hot flue gases into a heat exchange chamber mounted opposite each nozzle at the end of the heat exchange chamber along its entire height of the hot air trap, connected to the nozzles and duct g hot air [1].
Основным недостатком известного воздухоподогревателя является невозможность повышения температуры нагреваемого воздуха без значительного подмешивания дымовых газов, что снижает эффективность его работы.The main disadvantage of the known air heater is the inability to increase the temperature of the heated air without significantly mixing the flue gases, which reduces its efficiency.
Более близким к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее газовый короб, с размещенной в нем тепловой камерой, в начале которой от коллектора холодного воздуха через днище пропущены патрубки холодного воздуха, заканчивающиеся щелевыми соплами холодного воздуха, размещенными параллельно друг к другу и направленными в сторону движения дымовых газов, устроенные соосно напротив каждого сопла холодного воздуха, промежуточные ловушки-конфузоры, заканчивающиеся промежуточными щелевыми соплами, а в конце газового короба помещен ряд ловушек горячего воздуха, размещенных аналогично промежуточным ловушкам-конфузорам и соединенных через патрубки горячего воздуха с коллектором горячего воздуха [2].Closer to the proposed invention is a device containing a gas box, with a heat chamber located in it, at the beginning of which cold air pipes are passed through the bottom from the cold air collector, ending with slotted cold air nozzles placed parallel to each other and directed towards the smoke gases arranged coaxially opposite each cold air nozzle, intermediate confuser traps ending with intermediate slotted nozzles, and at the end of the gas box There are a number of hot air traps placed similarly to intermediate confuser traps and connected through hot air pipes to the hot air collector [2].
К недостаткам известного устройства относятся наличие значительного перемешивания воздушных струй с дымовыми газами при входе их в промежуточные ловушки конфузоры, обусловленное, в основном, сжатием потока дымовых газов в этом сечении, что ограничивает возможность дальнейшего повышения температуры дутьевого воздуха, увеличивает шаг в поперечных рядах между щелевыми соплами, промежуточными ловушками-конфузорами и ловушками горячего воздуха, увеличивая габариты короба и, таким образом, снижает эффективность работы устройства.The disadvantages of the known device include the presence of significant mixing of air jets with flue gases when they enter the intermediate traps confusers, due mainly to the compression of the flue gas stream in this section, which limits the possibility of further increasing the temperature of the blast air, increases the step in the transverse rows between the slotted nozzles, intermediate traps-confusers and traps of hot air, increasing the dimensions of the box and, thus, reduces the efficiency of the device.
Техническим результатом изобретения является уменьшение перемешивания газового и воздушного потоков в сечениях входа воздушных струй в промежуточные ловушки-конфузоры, что позволяет увеличить температуру нагрева воздуха без дополнительного подмешивания дымовых газов, уменьшить габариты воздухоподогревателя и повысить эффективность его работыThe technical result of the invention is to reduce the mixing of gas and air flows in the sections of the air jets entering the intermediate traps-confusers, which allows to increase the temperature of heating the air without additional mixing of flue gases, reduce the dimensions of the air heater and increase its efficiency
Технический результат достигается тем, что предлагаемый контактный струйный воздухоподогреватель содержит газовый короб, образующий тепловую камеру, соединенную с газоходом, в начале которой через верхнюю стенку пропущены патрубки холодного воздуха, соединенные с одного торца с коллектором холодного воздуха и воздуховодом, а с другого заканчивающиеся щелевыми соплами холодного воздуха, размещенными параллельно друг к другу и направленными в сторону движения дымовых газов; устроенные соосно напротив каждого сопла холодного воздуха, промежуточные ловушки-конфузоры, заканчивающиеся промежуточными щелевыми соплами; в конце газового короба ловушки горячего воздуха, размещенные напротив промежуточных ловушек-конфузоров и соединенных через патрубки горячего воздуха с коллектором горячего воздуха и воздуховодом, причем длина L сопел каждого продольного ряда равна расстоянию между ними по продольной оси X, в свою очередь, равной расчетной длине воздушной струи, все сопла размещены в коробе в шахматном порядке таким образом, что их выходные щели в каждом продольном ряду смещены относительно выходных щелей сопел соседнего ряда на расстояние X.The technical result is achieved by the fact that the proposed contact jet air heater comprises a gas box forming a heat chamber connected to a gas duct, at the beginning of which cold air tubes are passed through the upper wall, connected at one end to a cold air collector and air duct, and ending with slot nozzles at the other cold air placed parallel to each other and directed towards the movement of flue gases; arranged coaxially opposite each nozzle of cold air, intermediate traps-confusers ending with intermediate slotted nozzles; at the end of the gas box, hot air traps, opposite the intermediate traps-confusers and connected through hot air pipes to the hot air collector and the duct, the length L of the nozzles of each longitudinal row is equal to the distance between them along the longitudinal axis X, in turn, equal to the calculated length air jet, all nozzles are staggered in the box in such a way that their exit slots in each longitudinal row are offset relative to the output slots of the nozzles of the adjacent row by a distance of X
Устройство и принцип действия контактного струйного воздухоподогревателя приведено на фиг.1-5.The device and principle of operation of the contact jet air heater shown in Fig.1-5.
Контактный струйный воздухоподогреватель содержит: короб 1, соединенный с газоходом 2, в начале которого от коллектора холодного воздуха 3, соединенного с воздуховодом 4, через верхнюю стенку пропущены патрубки холодного воздуха 5, заканчивающиеся щелевыми соплами холодного воздуха 6, размещенными параллельно друг к другу и направленными в сторону движения дымовых газов; устроенные соосно напротив каждого сопла холодного воздуха 6, промежуточные ловушки-конфузоры 7, заканчивающиеся промежуточными щелевыми соплами 8; помещенный в конце газового короба 1 ряд ловушек горячего воздуха 9, размещенных аналогично промежуточным ловушкам-конфузорам 7 и соединенным через патрубки горячего воздуха 10 с коллектором горячего воздуха 11 и воздуховодом 4, причем длина L сопел 6 и 8 каждого продольного ряда равна расстоянию между ними по продольной оси X, в свою очередь, равной расчетной длине воздушной струи, сопла 6 и 8 размещены в коробе в шахматном порядке таким образом, что выходные щели сопел 6 и 8 каждого ряда смещены относительно выходных щелей сопел 6 и 8 соседнего ряда на расстояние X.The contact jet air heater comprises: a
В основу работы предлагаемого контактного струйного воздухоподогревателя положены свойства затопленной турбулентной плоской струи воздуха, которая, распространяясь в направлении истечения, перемешивается с окружающей газовой средой, причем перемешивание сопровождается вовлечением в воздушную струю масс газовой среды, сообщением периферийной части газовой среды движения, совпадающего с направлением струи. При этом, наряду с перемешиванием граничных слоев воздушной струи и газовой среды, происходит интенсивный теплообмен между ними, значительно превышающий скорость теплопередачи через стенку, так как в этом случае отсутствует термическое сопротивление стенки с загрязнениями и конвективный теплообмен осуществляется непосредственно между частицами воздуха и газа, а также начинает играть существенную роль лучистый теплообмен, что приводит к быстрому выравниванию температуры воздушной струи и газовой среды [3, с.326-339], [4, с.50-60]. Кроме того, частичное смешение воздуха с дымовыми газами и последующее использование полученной смеси для горения позволяет уменьшить содержание в дымовых газах NOx и SOx [5, с.457]. Для уменьшения перемешивания воздушной струи с дымовыми газами с одновременным обеспечением высокой температуры ее нагрева используется повторное сжатие одной и той же воздушной струи, что позволяет снизить градиент скорости на оси струи и, соответственно, примеси дымовых газов в ней [6, с.378].The work of the proposed contact jet air heater is based on the properties of a flooded turbulent plane stream of air, which, propagating in the direction of flow, mixes with the surrounding gas medium, the mixing being accompanied by the involvement of the masses of the gas medium in the message of the peripheral part of the gas medium moving in coincidence with the direction of the jet . At the same time, along with the mixing of the boundary layers of the air stream and the gas medium, intense heat exchange occurs between them, significantly exceeding the rate of heat transfer through the wall, since in this case there is no thermal resistance of the wall with contaminants and convective heat transfer is carried out directly between the air and gas particles, and also begins to play a significant role radiant heat transfer, which leads to a quick equalization of the temperature of the air stream and the gas environment [3, p. 326-339], [4, p. 50-60]. In addition, partial mixing of air with flue gases and the subsequent use of the resulting mixture for combustion can reduce the content of flue gases NO x and SO x [5, p. 457]. To reduce the mixing of an air stream with flue gases while ensuring a high temperature of its heating, re-compression of the same air stream is used, which allows to reduce the velocity gradient on the axis of the stream and, accordingly, the flue gas impurities in it [6, p. 378].
Предлагаемый контактный струйный воздухоподогреватель работает следующим образом. Дымовые газы при разрежении, соответствующем режиму работы котельного агрегата или промышленной печи через газоход 2 поступают в газовый короб 1, куда также вентилятором высокого давления по коллектору холодного воздуха 3 из воздуховода 4 через входные патрубки 5 из щелевых сопел 6, количество которых выбирается, исходя из условия создания устойчивых плоских струй, со скоростью воздуха достаточной для последующих сжатий и образования повторных струй, воздух подают в виде параллельных плоских струй, нагреваемых со всех сторон движущимися дымовыми газами, увлекаемыми этими струями, которые далее попадают в промежуточные ловушки-конфузоры 7. При этом в пограничных слоях струй и спутного потока дымовых газов происходит частичное перемешивание и вовлечение в воздушные струи некоторой части дымовых газов, интенсивный конвективный и лучистый теплообмен между дымовыми газами и воздухом и, соответственно, быстрый нагрев воздушных струй и охлаждение дымовых газов. Нагретые до промежуточной температуры и частично смешанные с дымовыми газами, воздушные струи в промежуточных ловушках-конфузорах 7, расстояние до которых Х определяется, исходя из условий обеспечения достаточной кинетической энергии струи для повторного сжатия и истечения повторных струй при заданном промежуточном смешении и соответствующей ему температуре нагрева, сжимаются и истекают из промежуточных сопел 8 в виде повторных плоских струй. При этом площади входных сечений ловушек-конфузоров 7 должны соответствовать заданному расходу воздуха при скорости струи на расстоянии от сопла X, а площади сечений промежуточных сопел 8, созданию устойчивых повторных плоских струй со скоростью воздуха меньшей первоначальной струи, но достаточной для последующего сжатия и истечения, которые взаимодействуют с дымовыми газами аналогично вышеописанному. Нагретые до требуемой температуры воздушные струи с некоторой примесью дымовых газов, количество которых задают из требуемой рециркуляции, попадают в прямоугольные входные отверстия ловушек горячих струй 9, расположенных аналогично ловушкам-конфузорам 7, с площадью, соответствующей расходу горячего воздуха при скорости входа струи в ловушки 9, откуда через выходные патрубки 10, коллектор горячего воздуха 11, воздух подают в воздуховод 4 для проведения процесса горения в топку котельного агрегата или промышленную печь, а охлажденные дымовые газы выходят из газового короба 1 в газоход 2.The proposed contact jet air heater operates as follows. Flue gases at a vacuum corresponding to the operating mode of the boiler unit or industrial furnace through the
Шахматный порядок размещения в коробе 1 сопел 6 и 8 с длиной L=Х, входных сечений ловушек 9, продольное расстояние между ними и смещение выходных щелей сопел 6 и 8 по продольным рядам относительно соседнего ряда на значения, равные также Х, обеспечивают одинаковое сечение спутного потока дымовых газов на выходе из сопел 6 и 8 и входе в сопла 8 (f1=f2) и далее по всей длине аппарата, кроме периферийных зон (фиг.5) и, таким образом, предотвращают турбулизацию и связанное с этим явлением дополнительное перемешивание дымовых газов с воздухом в поперечных сечениях на входе в сопла-ловушки 7. Это позволяет увеличить температуру нагрева дутьевого воздуха без дополнительного подмешивания в него дымовых газов и уменьшить ширину аппарата.The staggered order of placement in the
Таким образом, предлагаемый контактный струйный воздухоподогреватель позволяет уменьшить перемешивание газового и воздушного потоков с одновременным увеличением температуры нагрева воздуха, уменьшить габариты аппарата и увеличить эффективность его работы.Thus, the proposed contact jet air heater can reduce the mixing of gas and air flows with a simultaneous increase in the temperature of heating the air, reduce the dimensions of the apparatus and increase its efficiency.
ЛитератураLiterature
1. Пат. России №2230258, М.кл. F23L 15/04, 2002.1. Pat. Russia №2230258, M.cl. F23L 15/04, 2002.
2. Пат России №2294487, М.кл. F23L 15/04, 2007.2. Pat of Russia No. 2294487, M.cl. F23L 15/04, 2007.
3. А.Д.Альтшуль и др. Гидродинамика и аэродинамика. - М.: Стройиздат, 1983, 415 с.3. A. D. Altshul et al. Hydrodynamics and aerodynamics. - M.: Stroyizdat, 1983, 415 p.
4. И.А.Шепелев. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. - М.: Стройиздат, 1978, 145 с.4. I.A. Shepelev. Aerodynamics of air flows indoors. - M.: Stroyizdat, 1978, 145 p.
5. Г.М.Делягин и др. Теплогенерирующие установки. - М.: Стройиздат, 1986, 560 с.5. G. M. Delyagin and others. Heat-generating installations. - M.: Stroyizdat, 1986, 560 p.
6. Г.Н.Абрамович. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1976, 888 с.6. G.N. Abramovich. Applied gas dynamics. - M .: Nauka, 1976, 888 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144394/06A RU2362090C1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Contact jet heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144394/06A RU2362090C1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Contact jet heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2362090C1 true RU2362090C1 (en) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007144394/06A RU2362090C1 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Contact jet heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2362090C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108796196A (en) * | 2018-08-17 | 2018-11-13 | 海安金锻工业有限公司 | A kind of solid smelting furnace of laser heating |
-
2007
- 2007-11-29 RU RU2007144394/06A patent/RU2362090C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108796196A (en) * | 2018-08-17 | 2018-11-13 | 海安金锻工业有限公司 | A kind of solid smelting furnace of laser heating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100351044B1 (en) | Absorption water heater/chiller and high temperature regenerator therefor | |
JPH03221785A (en) | Steam pump using counter-current exchange between air and combustion product without intermediate fluid | |
US9790570B2 (en) | Apparatus and method for the thermal treatment of lump or agglomerated material | |
CN103814109A (en) | Coke dry quenching facility | |
KR100293836B1 (en) | By air current | |
JPS5849791B2 (en) | industrial furnace | |
FI75661C (en) | Process and apparatus for reheating sulfur-purified smoke gases. | |
RU2362090C1 (en) | Contact jet heater | |
US4050885A (en) | Method of drying gypsum wallboard and apparatus therefor | |
US5165386A (en) | Compact gas-fired air heater | |
CN106876049B (en) | Baking device | |
US3827861A (en) | Device for thermal afterburning of exhaust air | |
US3532329A (en) | Strip heating apparatus | |
RU2294487C2 (en) | Method and device for heating air by flue gas | |
CN210861032U (en) | Novel low-nitrogen energy-saving steam generator | |
RU2378573C1 (en) | Recuperative burner for gaseous fuel | |
RU2230258C1 (en) | Smoke suction jet-type air heater | |
JPH0987750A (en) | Method and device for heating strip | |
RU187793U1 (en) | Dual flow cross-precision recuperator | |
CN215676490U (en) | Kiln combustion-supporting air supply system | |
CN107014213A (en) | Heat accumulating type used for industrial furnace impacts heat transfer unit (HTU) | |
SU1263972A1 (en) | Heating plant | |
RU2263851C2 (en) | Heating boiler | |
KR200432038Y1 (en) | Boiler of heat fin | |
Danon et al. | Emission Measurements in a Multi-Burner FLOX® Furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091130 |