RU2620619C1 - Work method of boiler plant - Google Patents
Work method of boiler plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620619C1 RU2620619C1 RU2016115396A RU2016115396A RU2620619C1 RU 2620619 C1 RU2620619 C1 RU 2620619C1 RU 2016115396 A RU2016115396 A RU 2016115396A RU 2016115396 A RU2016115396 A RU 2016115396A RU 2620619 C1 RU2620619 C1 RU 2620619C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boiler
- exhaust
- combustion products
- air
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/08—Installation of heat-exchange apparatus or of means in boilers for heating air supplied for combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B33/00—Steam-generation plants, e.g. comprising steam boilers of different types in mutual association
- F22B33/18—Combinations of steam boilers with other apparatus
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе.The invention relates to the field of power engineering and can be used in boiler plants operating on natural gas.
Известен аналог - способ работы котельной установки (см. А.А. Кудинов. Горение органического топлива. М.: ИНФРА-М, 2015, рис. 5.3, с. 115), согласно которому в котел подают питательную воду, топливо и воздух, в котле в процессе сжигания топлива образуются продукты сгорания и вырабатывается перегретый водяной пар, образовавшиеся продукты сгорания последовательно охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе и по основному газоходу дымососом отводят в атмосферу, в качестве топлива используют природный газ. Данный способ принят за прототип.A known analogue is the method of operation of a boiler plant (see A.A. Kudinov. Combustion of organic fuel. M: INFRA-M, 2015, Fig. 5.3, p. 115), according to which feed water, fuel and air are supplied to the boiler, in the boiler, during combustion of the fuel, combustion products are generated and superheated water vapor is generated, the resulting combustion products are sequentially cooled in a superheater, water economizer, air heater and through the main gas duct with a smoke exhaust, they are taken into the atmosphere, and natural gas is used as fuel. This method is adopted as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что при реализации известного способа котельная установка обладает пониженной надежностью и экономичностью, так как не производится предварительный подогрев воздуха перед подачей его в воздухоподогреватель котла, а продукты сгорания отводят в атмосферу при температуре 120-130°С, значительно превышающую точку росы, равную 55-56°С при работе котельной установки на природном газе. Отсутствие предварительного подогрева воздуха обусловливает низкотемпературную коррозию теплообменной поверхности воздухоподогревателя, что снижает надежность работы котельной установки. Кроме того, при отводе продуктов сгорания в атмосферу при температуре 120-130°С в котельной установке полезно не используется скрытая теплота конденсации содержащихся в уходящих продуктах сгорания водяных паров, что снижает экономичность котельной установки.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted as a prototype include the fact that when implementing the known method, the boiler installation has reduced reliability and efficiency, since air is not preheated before being fed into the boiler’s air heater, and the products combustion is discharged into the atmosphere at a temperature of 120-130 ° C, significantly exceeding the dew point, equal to 55-56 ° C during operation of the boiler plant on natural gas. The lack of preheating of the air causes low-temperature corrosion of the heat exchange surface of the air heater, which reduces the reliability of the boiler plant. In addition, when the combustion products are vented to the atmosphere at a temperature of 120-130 ° C in the boiler installation, it is useful not to use the latent heat of condensation of the water vapor contained in the exhaust products of combustion, which reduces the efficiency of the boiler installation.
Технический результат - повышение надежности и экономичности котельной установки.The technical result is an increase in the reliability and efficiency of the boiler installation.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе работы котельной установки, по которому в котел подают питательную воду, топливо и воздух, в котле в процессе сжигания топлива образуются продукты сгорания и вырабатывается перегретый водяной пар, образовавшиеся продукты сгорания последовательно охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе и по основному газоходу дымососом отводят в атмосферу, в качестве топлива используют природный газ, особенность заключается в том, что осуществляют предварительный подогрев до температуры 20-30°С воздуха перед подачей его в воздухоподогреватель котла, работающего на природном газе, частью уходящих продуктов сгорания с их охлаждением ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике, установленном в байпасном газоходе на всасывающей стороне дымососа. Кроме того, особенность способа заключается в том, что в расчетном режиме работы котельной установки при температуре наружного воздуха (-28) – (-32)°С по байпасному газоходу в конденсационный поверхностный теплообменник направляют 20-30% уходящих продуктов сгорания. Кроме того, особенность способа заключается в том, что перед отводом в атмосферу охлажденные ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике уходящие продукты сгорания подогревают в расчетном режиме работы котельной установки при температуре наружного воздуха (-28) – (-32)°С до температуры 100-110°С путем их смешения с потоком неохлажденных уходящих продуктов сгорания, проходящим по основному газоходу.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of operation of the boiler installation, which feed water, fuel and air are supplied to the boiler, combustion products are formed in the boiler during fuel combustion and superheated water vapor is generated, the resulting combustion products are subsequently cooled in steam superheater, water economizer, air preheater and the main flue gas exhaust pipe exhaust into the atmosphere, natural gas is used as fuel, especially It means that the air is preheated to a temperature of 20-30 ° C before being supplied to the air heater of a natural gas boiler with a part of the exhaust products of cooling with their cooling below the dew point in a condensing surface heat exchanger installed in the bypass duct on the suction side smoke exhaust. In addition, the peculiarity of the method lies in the fact that in the calculated mode of operation of the boiler unit at an outdoor temperature of (-28) - (-32) ° C, 20-30% of the exhaust gases are sent to the condensing surface heat exchanger through a bypass duct. In addition, the peculiarity of the method lies in the fact that, before being discharged into the atmosphere, the dew points cooled below the dew point in a condensing surface heat exchanger are heated up in the calculated mode of operation of the boiler plant at an outdoor temperature of (-28) - (-32) ° С to a temperature of 100 -110 ° C by mixing them with a stream of uncooled exhaust combustion products passing through the main gas duct.
Для повышения надежности и экономичности котельной установки, работающей на природном газе, предлагается осуществлять предварительный подогрев до температуры 20-30°С воздуха перед подачей его в воздухоподогреватель котла уходящими продуктами сгорания в конденсационном поверхностном теплообменнике, установленном в байпасном газоходе на всасывающей стороне дымососа. При этом по байпасному газоходу в конденсационный поверхностный теплообменник необходимо направлять только часть уходящих продуктов сгорания (в расчетном режиме около 20-30%), чтобы в нем осуществлялось их охлаждение ниже точки росы с конденсацией части содержащихся в уходящих продуктах сгорания водяных паров. Остальное количество уходящих продуктов сгорания (в расчетном режиме около 70-80%) целесообразно направлять по основному газоходу и смешивать с потоком охлажденных ниже точки росы уходящих продуктов сгорания для их подогрева до температуры 100-110°С с целью исключения конденсации в наружных газоходах и в дымовой трубе водяных паров, оставшихся в уходящих продуктах сгорания. За расчетный режим принимается режим работы котельной установки при температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки. Предварительный подогрев воздуха перед подачей его в воздухоподогреватель котла повышает надежность котельной установки за счет исключения низкотемпературной коррозии теплообменной поверхности воздухоподогревателя. Охлаждение ниже точки росы части уходящих продуктов сгорания позволяет полезно использовать в котле как физическую теплоту уходящих продуктов сгорания, так и скрытую теплоту конденсации части содержащихся в продуктах сгорания водяных паров, что повышает экономичность котельной установки. Кроме того, конденсат водяных паров, выделяющийся из продуктов сгорания в процессе их охлаждения ниже точки росы, полезно используется в котельной установке, что дополнительно повышает ее экономичность.To increase the reliability and efficiency of a natural gas boiler plant, it is proposed to preheat the air to a temperature of 20-30 ° C before supplying it to the boiler air heater with exhaust products in a condensing surface heat exchanger installed in the bypass duct on the suction side of the smoke exhauster. At the same time, only a part of the exhaust gases (in the estimated mode of about 20-30%) must be directed to the condensation surface heat exchanger via the bypass gas duct, so that it is cooled below the dew point with condensation of a part of the water vapor contained in the exhaust products. The remaining amount of exhaust gas (in the estimated mode of about 70-80%) should be directed along the main gas duct and mixed with the flow of exhaust gas cooled down below the dew point to heat them up to a temperature of 100-110 ° C in order to prevent condensation in the external flues and the chimney of water vapor remaining in the exhaust products of combustion. The calculation mode is the operating mode of the boiler unit at an outdoor temperature equal to the average temperature of the coldest five-day period. Preheating the air before feeding it into the boiler’s air heater increases the reliability of the boiler installation by eliminating low-temperature corrosion of the heat exchange surface of the air heater. Cooling below the dew point of a portion of the exhaust gas products makes it possible to use both the physical heat of the exhaust gas products and the latent heat of condensation of a portion of the water vapor contained in the combustion products in the boiler, which increases the efficiency of the boiler plant. In addition, the condensate of water vapor released from the combustion products during their cooling below the dew point is useful in a boiler plant, which further increases its efficiency.
На чертеже представлена схема котельной установки, поясняющая предлагаемый способ. The drawing shows a diagram of a boiler installation, explaining the proposed method.
Котельная установка содержит топку котла 1 с барабаном 2, пароперегреватель 3, водяной экономайзер 4, воздухоподогреватель 5, конденсационный поверхностный теплообменник 6, установленный в байпасном газоходе 7, основной газоход 8 и дымосос 9. В байпасном газоходе 7 дополнительно установлены сборник 10 конденсата водяных паров продуктов сгорания с гидравлическим затвором 11 и сепарационное устройство-каплеуловитель 12.The boiler installation contains a
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
В топку котла 1 подают топливо (природный газ) и воздух, питательную воду подогревают в водяном экономайзере 4 и направляют в барабан 2. В топке котла 1 в процессе сжигания природного газа образуются продукты сгорания и вырабатывается водяной пар, который выделяется в барабане 2. Из барабана 2 котла водяной пар направляют в пароперегреватель 3, где его перегревают до заданной температуры и отводят потребителю (не показан).Fuel (natural gas) and air are fed into the furnace of
Продукты сгорания природного газа из топки котла 1 последовательно проходят пароперегреватель 3, водяной экономайзер 4, воздухоподогреватель 5, где охлаждаются до температуры 120-130°С. После воздухоподогревателя 5 общий поток уходящих продуктов сгорания разделяют на две части путем установки байпасного газохода 7. Первую часть продуктов сгорания (в расчетном режиме около 70-80%) отводят в основной газоход 8, а оставшееся количество уходящих продуктов сгорания (в расчетном режиме около 20-30%) по байпасному газоходу 7 направляется в конденсационный поверхностный теплообменник 6, в нагреваемый тракт которого подается атмосферный воздух. За расчетный режим принимается режим работы котельной установки при температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки.Natural gas combustion products from the furnace of the
В конденсационном поверхностном теплообменнике 6 в процессе теплообмена уходящих продуктов сгорания и воздуха продукты сгорания охлаждают ниже точки росы, а воздух подогревают до температуры 20-30°С и направляют в воздухоподогреватель 5. При этом происходит конденсация части содержащихся в уходящих продуктах сгорания водяных паров и полезно используются как физическая теплота уходящих продуктов сгорания, так и скрытая теплота конденсации части содержащихся в них водяных паров, что снижает потери теплоты с уходящими продуктами сгорания и повышает экономичность котельной установки. Затем охлажденные ниже точки росы продукты сгорания проходят сепарационное устройство-каплеуловитель 12, где от продуктов сгорания отделяется капельная влага, и направляются в основной газоход 8, где смешиваются с неохлажденными продуктами сгорания и подогреваются. Общий поток уходящих продуктов сгорания в расчетном режиме при температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневке, при температуре 100-110°С дымососом 9 отводят в атмосферу.In the condensation
Конденсат водяных паров, выделяющийся из уходящих продуктов сгорания в процессе их охлаждения ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике 6 поступает в сборник 10, затем через гидравлический затвор 11 непрерывно отводится в бак чистых стоков (не показан) и полезно используется в котельной установке.Condensate of water vapor released from the exhaust gas products during their cooling below the dew point in the condensation
Таким образом, предварительный подогрев до температуры 20-30°С воздуха перед подачей его в воздухоподогреватель котла, работающего на природном газе, уходящими продуктами сгорания с их охлаждением ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике, установленном в байпасном газоходе, позволяет повысить надежность котельной установки путем исключения низкотемпературной коррозии теплообменной поверхности воздухоподогревателя и ее экономичность за счет полезного использования в котле как физической теплоты уходящих продуктов сгорания, так и скрытой теплоты конденсации части содержащихся в них водяных паров. Кроме того, конденсат водяных паров, выделяющийся из продуктов сгорания в процессе их охлаждения ниже точки росы, полезно используется в котельной установке.Thus, preheating the air to a temperature of 20-30 ° C before supplying it to the air heater of a natural gas boiler with exhaust products of combustion with their cooling below the dew point in the condensing surface heat exchanger installed in the bypass duct allows to increase the reliability of the boiler plant by elimination of low-temperature corrosion of the heat exchange surface of the air heater and its efficiency due to the beneficial use in the boiler as the physical heat of the waste products combustion gas, and the latent heat of condensation of part of the water vapor contained in them. In addition, the condensate of water vapor released from the combustion products during their cooling below the dew point is useful in a boiler plant.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115396A RU2620619C1 (en) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | Work method of boiler plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115396A RU2620619C1 (en) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | Work method of boiler plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620619C1 true RU2620619C1 (en) | 2017-05-29 |
Family
ID=59031915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115396A RU2620619C1 (en) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | Work method of boiler plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620619C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698382C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-08-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Boiler plant |
RU2701285C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-09-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Operating method of boiler plant |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1086296A1 (en) * | 1983-01-10 | 1984-04-15 | Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники И Оборудования Зданий И Сооружений Мпсм Ссср | Boiler plant |
SU1765611A1 (en) * | 1990-05-28 | 1992-09-30 | Украинское Отделение Всесоюзного Государственного Научно-Исследовательского И Проектно-Конструкторского Института "Внипиэнергопром" | Boiler plant |
EP0555636A1 (en) * | 1992-02-08 | 1993-08-18 | Balcke-Dürr AG | Process for preheating the combustion air of a power plant boiler |
US5560209A (en) * | 1993-12-10 | 1996-10-01 | Bdag Balcke-Durr Aktiengesellschaft | Arrangement for improving efficiency of a power plant |
RU2148206C1 (en) * | 1998-06-24 | 2000-04-27 | Ульяновский государственный технический университет | Boiler plant |
RU2323384C1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-04-27 | Сергей Леонидович Торопов | Heat waste recover |
CN101900347A (en) * | 2010-08-03 | 2010-12-01 | 山东泓奥电力科技有限公司 | System for high-grade recycling waste heat of smoke discharged from boiler of power station |
RU156854U1 (en) * | 2015-04-27 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | EXHAUST GAS HEAT DISPOSAL ASSEMBLY |
-
2016
- 2016-04-20 RU RU2016115396A patent/RU2620619C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1086296A1 (en) * | 1983-01-10 | 1984-04-15 | Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники И Оборудования Зданий И Сооружений Мпсм Ссср | Boiler plant |
SU1765611A1 (en) * | 1990-05-28 | 1992-09-30 | Украинское Отделение Всесоюзного Государственного Научно-Исследовательского И Проектно-Конструкторского Института "Внипиэнергопром" | Boiler plant |
EP0555636A1 (en) * | 1992-02-08 | 1993-08-18 | Balcke-Dürr AG | Process for preheating the combustion air of a power plant boiler |
US5560209A (en) * | 1993-12-10 | 1996-10-01 | Bdag Balcke-Durr Aktiengesellschaft | Arrangement for improving efficiency of a power plant |
RU2148206C1 (en) * | 1998-06-24 | 2000-04-27 | Ульяновский государственный технический университет | Boiler plant |
RU2323384C1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-04-27 | Сергей Леонидович Торопов | Heat waste recover |
CN101900347A (en) * | 2010-08-03 | 2010-12-01 | 山东泓奥电力科技有限公司 | System for high-grade recycling waste heat of smoke discharged from boiler of power station |
RU156854U1 (en) * | 2015-04-27 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | EXHAUST GAS HEAT DISPOSAL ASSEMBLY |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698382C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-08-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Boiler plant |
RU2701285C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-09-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Operating method of boiler plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2471133C2 (en) | Method and plant to manufacture cement clinker with simultaneous generation of power | |
TW201224383A (en) | Material heat treatment separation and energy recovery system | |
US11035259B2 (en) | Method and system for stack heat recovery | |
RU2620619C1 (en) | Work method of boiler plant | |
RU2436011C1 (en) | Flue gas heat utilisation device and method of its operation | |
RU2701285C1 (en) | Operating method of boiler plant | |
KR100694492B1 (en) | Device for preventing white plume phenomenon with self heating | |
CN204084434U (en) | A kind of single low-temperature receiver composite boiler waste heat recovery and Integrated Processing Unit | |
RU2620611C1 (en) | Method of boiler plant work | |
RU2185569C1 (en) | Boiler plant | |
RU2611138C1 (en) | Method of operating combined-cycle power plant | |
RU2610355C1 (en) | Tpp flue gases heat and condensate utilizer | |
RU2015105043A (en) | METHOD AND SYSTEM OF DEEP DISPOSAL OF HEAT OF PRODUCTS OF COMBUSTION OF BOILERS OF POWER PLANTS | |
RU2606296C2 (en) | Method of flue gases deep heat recovery | |
RU2777998C1 (en) | Operating method for the boiler plant | |
RU2810862C1 (en) | Boiler unit operation method | |
RU2743865C1 (en) | Method of boiler plant operation | |
RU2810863C1 (en) | Boiler unit | |
RU2555919C1 (en) | Surface-mounted heat recovery unit for deep heat recovery of flue gases, and its operation method | |
RU2698382C1 (en) | Boiler plant | |
RU2556478C1 (en) | Boiler plant operation method | |
US10495307B2 (en) | Optimization of gas fired radiant tube heaters | |
RU2805186C9 (en) | Boiler unit | |
RU2805187C9 (en) | Boiler unit operation method | |
RU2565948C1 (en) | Boiler plant operation mode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190421 |