RU2382937C1

RU2382937C1 - Boiler plant

Info

Publication number: RU2382937C1
Application number: RU2009104008/06A
Authority: RU
Inventors: Евгений Иванович Гаврилов (RU); Евгений Иванович Гаврилов; Виталий Евгеньевич Кудряшов (RU); Виталий Евгеньевич Кудряшов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (ОАО "ЭНИН")
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-02-27

Abstract

FIELD: heating systems.

SUBSTANCE: invention is designed for heat recovery of combustion products and can be used in power engineering. Boiler plant includes boiler with furnace in which there located are burners connected to air path with air heater and fuel path - with fuel preparation point, discharge flue gas duct with contact heat exchanger located in it, fuel heater and heat exchanger of external consumers. Contact heat exchanger is connected through discharge heated water path to air heater, fuel heater and heat exchanger of external consumers, the outlet paths of which are connected as to cooled water by means of common discharge line to inlet of contact heat exchanger and to fuel preparation point.

EFFECT: invention provides increase in heat efficiency of exhaust flue gases being used and economy of boiler plant as a whole when firing coal-water fuel in it.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловой электростанции для сжигания водоугольного топлива.The invention relates to energy and can be used in a thermal power plant for burning water-coal fuel.

Известна установка для сжигания органического топлива, в которой процесс сжигания топлива осуществляется в топке котла в присутствии воздуха, нагреваемого дымовыми газами в воздухоподогревателе. Далее дымовые газы, проходя по контактному теплообменнику, нагревают воду, очищаются ею и выбрасываются в атмосферу. Нагретую в контактном теплообменнике воду далее подают во второй контактный теплообменник, где она, вступая в контакт с воздухом-окислителем, нагревает и увлажняет его. После этого охлажденную воду насосом возвращают в первый контактный теплообменник и подвергают нагреву дымовыми газами, а предварительно подогретый и увлажненный до насыщения воздух подогревают в воздухоподогревателе и подают в топку котла (А.с. СССР №814844, кл. С01В 3/32, F23B 7/00).A known installation for burning organic fuel, in which the process of burning fuel is carried out in the furnace of the boiler in the presence of air heated by flue gases in the air heater. Further, the flue gases passing through the contact heat exchanger heat the water, clean it and are released into the atmosphere. The water heated in the contact heat exchanger is then fed to the second contact heat exchanger, where it, coming into contact with the oxidizing air, heats and moisturizes it. After that, the cooled water is returned to the first contact heat exchanger by a pump and heated by flue gases, and the air preheated and moistened to saturation is heated in an air heater and fed into the boiler furnace (AS USSR No. 814844, class C01B 3/32, F23B 7 / 00).

Недостаток такой установки состоит в том, что из-за низкого потенциала нагретой воды и ограниченного объема воздуха-окислителя, подаваемого в топку котла, удается сконденсировать только часть паров воды, содержащихся в дымовых газах (не более 50%). Оставшаяся часть паров воды выбрасываются в атмосферу, что приводит к значительным теплопотерям с уходящими дымовыми газами и выводу из цикла значительного количества воды, содержащейся в сжигаемом водоугольном топливе.The disadvantage of this installation is that due to the low potential of heated water and the limited amount of air oxidizing agent supplied to the boiler furnace, it is possible to condense only part of the water vapor contained in the flue gas (not more than 50%). The remaining part of the water vapor is emitted into the atmosphere, which leads to significant heat loss with flue gases and the withdrawal from the cycle of a significant amount of water contained in the combusted coal-water fuel.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является котельная установка, содержащая топку котла с газоходом, снабженным контактным теплообменником-конденсатором, водяной тракт которого подключен на выходе к узлу приготовления жидкого топлива в виде эмульгатора и контактному теплообменнику-нагревателю дутьевого воздуха; охлажденная вода из нагревателя дутьевого воздуха подается в контактный теплообменник-конденсатор для последующего нагрева отходящими дымовыми газами, теплообменник предварительного подогрева жидкого топлива от внешнего источника тепла. Этот теплообменник подающим трубопроводом соединен с входом в эмульгатор (А.с. СССР №989233, кл. F22B 33/18, F24H 1/10, F24H 3/04, // F23D 11/16).Closest to the claimed invention is a boiler installation comprising a boiler furnace with a gas duct equipped with a contact heat exchanger-condenser, the water path of which is connected at the outlet to the liquid fuel preparation unit in the form of an emulsifier and a contact heat exchanger-heater of blast air; chilled water from the blast air heater is supplied to a contact heat exchanger-condenser for subsequent heating by exhaust flue gases, a heat exchanger preheating liquid fuel from an external heat source. This heat exchanger is connected by a feed line to the inlet to the emulsifier (AS USSR No. 989233, class F22B 33/18, F24H 1/10, F24H 3/04, // F23D 11/16).

Недостатком этого известного устройства помимо тех, что и у описанной выше известной установки, является то, что устройство не обеспечивает возможность необходимой подготовки к сжиганию водоугольной суспензии. Это обусловлено тем, что узел приготовления топлива, выполненный в виде эмульгатора, не предусматривает возможность приготовления жидкого топлива из твердого, каковым является исходный уголь. Кроме того, в прототипе для предварительного подогрева жидкого топлива необходимо использование отдельного теплообменника с подводом к нему тепла извне. При этом использование для нагрева дутьевого воздуха контактного теплообменника в случае сжигания водоугольного топлива не эффективно, так как это топливо имеет низкую теплоту сгорания и внесение дополнительной влаги в топку с дутьевым воздухом потребует в этом случае использования дорогостоящих мазута или плазменных горелок для поджига и поддержания горения.The disadvantage of this known device, in addition to those of the above-described known installation, is that the device does not provide the necessary preparation for burning a coal-water suspension. This is due to the fact that the fuel preparation unit, made in the form of an emulsifier, does not provide for the possibility of preparing liquid fuel from solid, which is the source coal. In addition, in the prototype for the preliminary heating of liquid fuel, it is necessary to use a separate heat exchanger with external heat supplied to it. In this case, the use of a contact heat exchanger for heating blast air in the case of burning water-coal fuel is not effective, since this fuel has a low heat of combustion and the introduction of additional moisture into the furnace with blast air will require the use of expensive fuel oil or plasma torches to ignite and maintain combustion.

Перечисленные недостатки снижают эффективность и экономичность известного устройства (прототипа).These disadvantages reduce the effectiveness and efficiency of the known device (prototype).

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности использования тепла отходящих дымовых газов и экономичности котельной установки в целом при сжигании в ней водоугольного топлива.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of use of heat of the exhaust flue gases and the efficiency of the boiler plant as a whole when burning water-coal fuel in it.

Поставленная задача достигается тем, что в котельной установке, содержащей котел с топкой, в которой размещены горелки, соединенные воздушным трактом с воздухонагревателем и топливным трактом с узлом приготовления топлива, отводящий газоход с размещенным в нем контактным теплообменником, подогреватель топлива и теплообменник внешних потребителей, контактный теплообменник отводящим трактом нагретой воды соединен с воздухонагревателем, подогревателем топлива и теплообменником внешних потребителей, выходные тракты которых по охлажденной воде соединены общей отводящей линией со входом в контактный теплообменник и с узлом приготовления топлива, а воздухоподогреватель выполнен поверхностным.The problem is achieved in that in a boiler installation containing a boiler with a furnace, in which burners are located, connected by an air duct to an air heater and a fuel tract with a fuel preparation unit, a flue duct with a contact heat exchanger placed in it, a fuel heater and an external consumer heat exchanger, contact the heat exchanger is connected to the air heater, the fuel heater and the heat exchanger of external consumers, the exhaust ducts of which are cooled water are connected by a common discharge line with the entrance to the contact heat exchanger and with the fuel preparation unit, and the air heater is made surface.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена схема котельной установки.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a boiler installation.

Котельная установка содержит котел с топкой 1, в которой размещены горелки 2 для сжигания водоугольного топлива, соединенные воздушным трактом 3 с воздухонагревателем 4 и топливным трактом 5 через подогреватель топлива 6 и топливный насос 7 с узлом 8 приготовления готового для сжигания топлива. Установка содержит отводящий газоход 9 и размещенный в нем контактный теплообменник 10, поддон 11 которого отводящим трактом нагревателя воды соединен с воздухонагревателем 4, подогревателем топлива 6 и теплообменником 12 внешних потребителей.The boiler installation includes a boiler with a furnace 1, in which burners 2 for burning coal-water fuel are placed, connected by an air path 3 to an air heater 4 and a fuel path 5 through a fuel heater 6 and a fuel pump 7 with a unit 8 for preparing fuel ready for burning. The installation comprises a flue gas duct 9 and a contact heat exchanger 10 located therein, a tray 11 of which is connected to the air heater 4 by the exhaust path of the water heater, the fuel heater 6 and the heat exchanger 12 of external consumers.

Указанные воздухонагреватель 4, подогреватель топлива 6 и теплообменник 12 трактами охлажденной воды соединены общей отводящей линией 13 через запорно-регулирующую арматуру 14 с контактным теплообменником 10 и узлом 8 приготовления водоугольного топлива.Said air heater 4, fuel heater 6 and heat exchanger 12 are connected by chilled water paths via a common outlet line 13 through shut-off and control valves 14 with contact heat exchanger 10 and a unit for preparing carbon-coal fuel.

Установка, кроме того, содержит встроенный в контактный теплообменник 10 каплеуловитель 15, байпасную линию 16 дымовых газов, насос 17 подачи нагретой воды из поддона 11 через декарбонизатор 18 и запорно-регулирующую арматуру 14 к указанным выше воздухонагревателю, подогревателю топлива и теплообменнику внешних потребителей. При этом для решения поставленной задачи воздухоподогреватель выполнен поверхностным.In addition, the installation comprises a droplet trap 15 integrated in the contact heat exchanger 10, a flue gas bypass line 16, a heated water supply pump 17 from the sump 11 through the decarbonizer 18 and shut-off and control valves 14 to the above-mentioned air heater, fuel heater and heat exchanger of external consumers. Moreover, to solve the problem, the air heater is made surface.

Установка работает следующим образом. Отходящие из котла с топкой 1 дымовые газы через отводящий газоход 9 поступают в контактный теплообменник 10, где, контактируя с поступающей охлажденной водой, охлаждаются, а содержащийся в них водяной пар конденсируется. Далее дымовые газы проходят каплеуловитель 15 и дымососом направляются в дымовую трубу. При этом для предотвращения возможности выпадения конденсата в дымовой трубе и подводящих к ней газоходах возможно смешение уходящих из контактного теплообменника дымовых газов с более горячими дымовыми газами, частично отбираемыми из отводящего газохода 9 по байпасной линии 16 помимо контактного теплообменника.Installation works as follows. The flue gases leaving the boiler with a furnace 1 through a flue gas duct 9 enter a contact heat exchanger 10 where, in contact with the incoming chilled water, they are cooled, and the water vapor contained in them is condensed. Next, the flue gases pass droplet eliminator 15 and the exhaust fan are directed into the chimney. In this case, to prevent the possibility of condensation in the chimney and the gas ducts leading to it, it is possible to mix the flue gases leaving the contact heat exchanger with hotter flue gases, partially taken from the exhaust gas duct 9 along the bypass line 16 in addition to the contact heat exchanger.

Нагретая в контактном теплообменнике вода собирается в его поддоне 11 и насосом 17 через декарбонизатор 18 поступает в воздухонагреватель 4, подогреватель топлива 6 и теплообменник 12 внешних потребителей. Затем охлажденная в воздухонагревателе 4, подогревателе топлива 6 и теплообменнике внешних потребителей 12 вода через общую отводящую линию 13 и запорно-регулирующую арматуру 14 поступает в контактный теплообменник 10 и узел приготовления водоугольного топлива 8, что сокращает потребление воды от внешних источников узлом 8.Heated water in the contact heat exchanger is collected in its pan 11 and pump 17 through the decarbonizer 18 enters the air heater 4, the fuel heater 6 and the heat exchanger 12 of external consumers. Then, the water cooled in the air heater 4, the fuel heater 6, and the heat exchanger of the external consumers 12 through the common outlet line 13 and the shut-off and control valves 14 enters the contact heat exchanger 10 and the preparation of coal-water fuel 8, which reduces the consumption of water from external sources by the unit 8.

Готовое водоугольное топливо из узла 8 приготовления топлива насосом 7 подается в подогреватель 6, а затем по трубопроводу 5 поступает к горелкам 2 топки 1 котла. Нагретый в воздухонагревателе 4 дутьевой воздух по воздушному тракту 3 подается через горелки 2 в топку котла.The finished coal-water fuel from the fuel preparation unit 8 is pumped by the pump 7 to the heater 6, and then through the pipeline 5 it goes to the burners 2 of the furnace 1 of the boiler. The blast air heated in the air heater 4 is supplied through the air path 3 through the burners 2 to the boiler furnace.

Таким образом, использование котельной установки предложенной конструкции позволяет повысить эффективность и экономичность работы за счет сокращения теплопотерь с уходящими дымовыми газами, возврата в цикл затрачиваемой на приготовление водоугольного топлива воды, возврата в топку котла с подогретым топливом и подогретым дутьевым воздухом части тепла, затрачиваемого при сжигании водоугольного топлива на испарение содержащейся в нем воды, и дополнительного отпуска тепла внешним потребителям.Thus, the use of a boiler plant of the proposed design allows to increase the efficiency and economy of work by reducing heat loss with flue gases, returning to the cycle of water consumed for the preparation of coal water, returning to the boiler furnace with heated fuel and heated blast air part of the heat consumed during combustion coal-water fuel for evaporation of the water contained in it, and additional heat supply to external consumers.

Claims

1. A boiler installation comprising a boiler with a furnace, in which burners are placed, connected by an air path to an air heater and a fuel path - to a fuel preparation unit, a flue duct with a contact heat exchanger placed in it, a fuel heater and an external consumer heat exchanger, characterized in that the contact the heat exchanger is connected to the air heater, the fuel heater and the heat exchanger of external consumers, the outlet tracts of which are connected via chilled water s with a common discharge line with the entrance to the contact heat exchanger and with the fuel preparation unit.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the air heater is made surface.