RU2650236C2 - Способ и устройство для защиты труб теплообменника, а также керамический конструктивный элемент - Google Patents
Способ и устройство для защиты труб теплообменника, а также керамический конструктивный элемент Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650236C2 RU2650236C2 RU2014101047A RU2014101047A RU2650236C2 RU 2650236 C2 RU2650236 C2 RU 2650236C2 RU 2014101047 A RU2014101047 A RU 2014101047A RU 2014101047 A RU2014101047 A RU 2014101047A RU 2650236 C2 RU2650236 C2 RU 2650236C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- gas
- pipe
- structural element
- ceramic
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 16
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001119 inconels 625 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/002—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using inserts or attachments
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
- F22B37/107—Protection of water tubes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
- F23J3/02—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys
- F23J3/023—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys cleaning the fireside of watertubes in boilers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M5/00—Casings; Linings; Walls
- F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls
- F23M5/085—Cooling thereof; Tube walls using air or other gas as the cooling medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/04—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
- F28F21/045—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone for domestic or space-heating systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
- F22B21/22—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight
- F22B21/30—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight bent in U-loop form
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G3/00—Steam superheaters characterised by constructional features; Details of component parts thereof
- F22G3/008—Protection of superheater elements, e.g. cooling superheater tubes during starting-up periods, water tube screens
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
- F23M2900/05001—Preventing corrosion by using special lining materials or other techniques
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/04—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
-
- 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
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для защиты труб теплообменников в котельных установках. В способе защиты труб теплообменника в котельных установках по меньшей мере с одной трубой теплообменника труба окружена керамическим конструктивным элементом, который по меньшей мере с двух противоположных сторон омывается потоком дымового газа, между трубой теплообменника и керамическим конструктивным элементом подают газ. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к способу защиты труб теплообменника в котельных установках, содержащих по меньшей мере одну теплообменную трубу, которая окружена керамическим конструктивным элементом, который по меньшей мере с двух противоположных сторон омывается потоком дымового газа. Кроме того, изобретение относится к устройству, содержащему трубу теплообменника, окружная поверхность которого окружена по меньшей мере одним керамическим конструктивным элементом.
Трубы теплообменника служат в котельных установках частично для испарения воды и частично для перегрева испаренной воды. Температуры в трубах теплообменника больших котельных установок с расположенными за ними турбинами должны быть возможно более высокими, поскольку с повышением температуры увеличивается коэффициент полезного действия установленной турбины.
В частности, в печах для сжигания твердых топлив, таких как, например, установки для сжигания отходов и биомассы, существует проблема коррозии труб теплообменника. Многочисленные исследования показали, что эта коррозия вызывается прилипающими слоями из золы и солей. Газообразные соединения в дымовом газе, такие как, например, HCl и SO2, оказывают влияние на состав этих слоев, однако не приводят непосредственно к воздействию коррозии на эти конструктивные элементы.
В установках сжигания отходов и биомассы наблюдаются скорости коррозии вплоть до 1 мм каждые 1000 часов.
В качестве мер защиты от коррозии используются керамические оболочки и металлические покрытия, которые либо привариваются при нанесении, либо напыляются термически.
В DE 3823439 С2 приведено описание готового керамического спеченного элемента из сцепленных друг с другом зубцов полуоболочек. Эти изготовленные предпочтительно из карбида кремния оболочки не прижились на практике, поскольку требуемый материал должен выполняться относительно толстым и тяжелым для выдерживания нагрузок. Поскольку зубчатое зацепление не допускает теплового расширения, то при высоких рабочих температурах образуются трещины вплоть до разрыва оболочек.
Описание другой керамической защитной оболочки из соединенных внахлестку полуоболочек из карбида кремния приведено в DE 202008006 044 U1.
Керамические облицовки на стенах, описание которых приведено, например, в DE 19816059 А1 и ЕР 0981015 А1, хорошо зарекомендовали себя на стенках топки. В противоположность этому использование керамических защитных оболочек для обтекаемых со всех сторон дымовым газом труб теплообменника, в частности в зоне перегрева, не практикуется. Наряду со статической нагрузкой стальной конструкции трубы теплообменника подвергаются в зоне перегрева механическим нагрузкам при очистке.
Широко распространены ударные приспособления, которые механически воздействуют на трубы в зоне перегрева с целью удаления наслоений. Предпринимаются также попытки удаления наслоений с помощью продувки водой или паром. За счет этого возникают дополнительные химические нагрузки. Эти нагрузки сильно ограничивают возможности использования керамических облицовок в качестве мер защиты от коррозии в зоне перегрева.
В радиационных газовых каналах хорошо зарекомендовали себя наваренные покрытия в качестве эффективной защиты от коррозии. В качестве сварочного материала предпочтительно применяется материал 2.4858 (Inconel 625).
Однако температуры материала свыше 400°С, которые возникают в зоне перегрева и в зоне испарения при высоких рабочих давлениях, значительно ограничивают коррозионную защиту этого материала. Также использование других присадочных материалов, таких как, например, 2.4606 (Inconel 686), не обеспечивает существенного улучшения по сравнению с другими присадочными материалами.
Способы термического напыления все чаще используются в качестве мер защиты от коррозии. Опыты с различными композициями материалов в качестве защитного слоя от коррозии на различных конструктивных элементах котлов показали, что такие защитные слои могут непредсказуемо выходить из строя в течение короткого времени. Поэтому долговременная и надежная в работе защита от коррозии невозможна также с помощью таких термически напыленных защитных слоев.
Защита от коррозии влияет на коэффициент полезного действия парогенератора. Большинство установок для сжигания отходов и биогаза работают с температурами пара 400°С при давлении 40 бар, с целью удерживания в пределах коррозии. Повышение температуры связано со значительно повышенными скоростями коррозии котельных труб и за счет этого с уменьшением готовности установки. Известные меры защиты от коррозии не могут обеспечивать в данном случае удовлетворительного улучшения.
Поэтому в основу изобретения положена задача значительного уменьшения коррозии труб теплообменника в котельных установках также при температурах намного выше 400°С.
Эта задача решена с помощью способа защиты труб теплообменника в котельных установках по меньшей мере с одной трубой теплообменника, которая окружена керамическим конструктивным элементом, который по меньшей мере с двух противоположных сторон омывается потоком дымового газа, в котором в примыкающее к трубе теплообменника и к керамическому конструктивному элементу пространство подают газ. При этом в рамках изобретения под газом следует понимать газообразную текучую среду, жидкую текучую среду и любую текучую среду в лежащих промежуточно агрегатных состояниях, таких как различные виды пара.
В основе изобретения лежит понимание того, что трубы теплообменника, которые свободно проходят в топке и предпочтительно подвешены к потолку топки, могут быть эффективно защищены с помощью керамических конструктивных элементов, когда между трубой теплообменника и керамическим элементом подается газ.
Свободно висящие в дымоходе трубы теплообменника доступны лишь на одном конце. Когда газ подается в зону между трубой теплообменника и керамическим элементом, то существует опасность попадания этого газа тотчас через первые зазоры между керамическими элементами в топку и поэтому отсутствия эффективной защиты всех труб теплообменника. Поэтому подача газа применялась лишь для труб теплообменника на мембранных стенках котельных установок, поскольку там газ можно простым образом подавать в любую зону труб теплообменника и, в частности, на особенно нагружаемые термически зоны.
Термически особенно нагружаемые зоны расположенных внутри котла труб теплообменника далеко удалены от мембранных стенок и поэтому трудно достижимы для подаваемого газа. Кроме того, слишком большое количество подаваемого в топку или в дымоходы газа отрицательно влияет на коэффициент полезного действия установки.
Однако было установлено, что при соответствующем давлении и соответствующем выполнении керамических элементов можно подавать газ до термически наиболее сильно нагружаемых зон труб теплообменника, который затем внутри зазора между трубой теплообменника и керамическим элементом защищает трубу теплообменника за счет того, что небольшое повышенное давление подаваемого потока газа предотвращает проникновение дымовых газов через конструктивный элемент к трубам теплообменника.
Пространство может быть образовано различными конструктивными элементами. Предпочтительно оно образовано лишь с помощью трубы теплообменника и керамического конструктивного элемента.
Особенно предпочтительно, когда газ подается на наиболее горячее место между трубой теплообменника и керамическим элементом. Это приводит к тому, что наибольшее давление газа имеется там, где труба теплообменника особенно сильно нагружена термически. В зависимости от конструкции котельной установки может быть предпочтительным подавать газ в месте с наибольшим давлением дымового газа, т.е. наибольшего противодавления на керамическом элементе.
Керамический конструктивный элемент может быть выполнен так, что подаваемый газ направляется в керамическом конструктивном элементе. Однако поскольку керамический конструктивный элемент выполнен, как правило, из нескольких керамических элементов, то имеется опасность преждевременного выхода подаваемого газа между керамическими элементами, и поэтому не все зоны трубы теплообменника будут омываться газом. Также строительный раствор, который предпочтительно вводится между керамическими элементами, часто не может предотвращать выход газа.
Поэтому предлагается вводить газ через проходящую в керамическом конструктивном элементе трубу. Эта труба может быть из керамики и состоять, например, также из нескольких трубных элементов. Однако предпочтительно, что эта труба является металлической трубой. Поскольку эта труба проходит в керамическом конструктивном элементе, и внутренняя сторона трубы охлаждается подаваемым газом, то газ можно подавать в металлической трубе к наиболее сильно нагружаемому термически месту трубы теплообменника. Оттуда газ может распределяться, и затем газ действует в качестве защиты для труб теплообменника, когда керамический конструктивный элемент образует непроницаемую оболочку. Эта труба предпочтительно расположена между трубами теплообменника. Предпочтительно она лежит посередине между подводящей и отводящей трубой теплообменника.
Подаваемый в месте наибольшего противодавления в зону между трубой теплообменника и керамическим элементом газ может проходить в зазорах между трубой теплообменника и керамическим конструктивным элементом вдоль труб теплообменника с целью предотвращения проникновения дымового газа к трубе теплообменника по всей длине труб теплообменника.
В частности, при особенно длинных трубах теплообменника может быть предпочтительным подавать газ в нескольких местах. Поэтому предлагается подавать газ через несколько находящихся на расстоянии вдоль трубы теплообменника отверстий, расположенных в газовой трубе. Служащий в качестве запирающего воздуха газ может затем распределяться по высоте радиационного пароперегревателя с помощью нескольких подводов. Это может осуществляться через отверстия между средним каналом подачи воздуха и трубами перегревателя внутри керамического конструктивного элемента, который может быть выполнен в виде пакета фасонных кирпичей. При дефекте керамических конструктивных элементов это приводит к надежному снабжению запирающим воздухом также над местом дефекта.
Положенная в основу изобретения задача решена также с помощью устройства, содержащего трубу теплообменника, окружная поверхность которой окружена по меньшей мере одним керамическим конструктивным элементом, и которое имеет подвод газа к примыкающему к трубе теплообменника и к керамическому конструктивному элементу пространству. Устройство относится к трубам теплообменника, которые не только с одной стороны защищены керамическим конструктивным элементом, а вся окружная поверхность которых окружена по меньшей мере одним керамическим конструктивным элементом. За счет этого труба теплообменника на всей окружной поверхности окружена и защищена керамическим конструктивным элементом, в то время как подвод газа предотвращает проникновение дымового газа через зазоры в керамическом конструктивном элементе к трубе теплообменника.
Поскольку окружная поверхность трубы теплообменника окружена керамическим конструктивным элементом, предлагается осуществлять подачу газа сначала в направлении труб теплообменника в керамическом конструктивном элементе, прежде чем газ снова будет возвращаться обратно в продольном направлении труб теплообменника и при этом создавать у зазоров в керамическом конструктивном элементе давление газа, которое предотвращает проникновение дымового газа.
Поэтому подвод газа должен иметь нагнетатель. Этот нагнетатель позволяет устанавливать давление газа так, что не слишком много газа попадает через керамический конструктивный элемент в топку и, с другой стороны, по всей длине труб теплообменника создается достаточное противодавление с целью предотвращения проникновения дымового газа к трубам теплообменника.
Для обеспечения этого простым образом предлагается, что подвод газа имеет направляемую в керамическом конструктивном элементе газовую трубу. Направляющая в керамическом конструктивном элементе удерживает газовую трубу и обеспечивает возможность опоры газовой трубы на керамику керамического конструктивного элемента.
Подвешенные в топке трубы теплообменника во многих применениях изогнуты U-образно с целью подачи воды или пара в топку и отвода снова из топки. При таком выполнении предлагается, что подвод газа заканчивается в зоне дуги. Это позволяет, в частности, охлаждать особенно нагружаемую зону дуги свежим подводимым газом и/или предпочтительно создавать в этом нагружаемом месте противодавление, которое предотвращает проникновение дымового газа к трубе теплообменника.
Для обеспечения, в частности, также при дефекте в керамическом конструктивном элементе достаточного снабжения запирающим воздухом предлагается, что газовая труба имеет несколько расположенных на расстоянии вдоль трубы теплообменника отверстий. Эти отверстия предпочтительно распределены по высоте радиационного пароперегревателя или вдоль трубы теплообменника.
Подаваемый газ является, как правило, воздухом. Однако в качестве газа можно также применять способствующий сгоранию газ, такой как кислород, или же влияющий на сгорание газ. Так, например, в качестве газа можно подавать также дымовой газ, такой как, в частности, повторно применяемый дымовой газ после устройства очисти отходящих газов.
Для способа согласно изобретению и устройства согласно изобретению пригоден керамический конструктивный элемент предпочтительно более чем с 85% карбида кремния, выполненный по меньшей мере из двух прямоугольных керамических элементов, которые в разрезе имеют дугообразные волны и скреплены друг с другом выровненными друг с другом волновыми впадинами, так что два участка трубы теплообменника расположены в двух противоположно лежащих волновых впадинах, и обеспечивается возможность расположения между этими волновыми впадинами в двух противоположно лежащих волновых впадинах участка подводящей газ трубы.
Такой керамический конструктивный элемент обеспечивает возможность особенно простым образом защищать участки трубы теплообменника, подводить газ и создавать между керамическими элементами давление газа, которое предотвращает прохождение дымового газа к участкам трубы теплообменника. При этом керамический конструктивный элемент предпочтительно выполнен так, что предотвращается контакт между трубой теплообменника и керамическим элементом.
Ниже приводится описание способа и предпочтительного варианта выполнения устройства, а также керамического конструктивного элемента со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - первый дымоход котельной установки со свисающими с потолка змеевиками пароперегревателя;
фиг. 2 - разрез дымохода по линии АА на фиг. 1;
фиг. 3 - трубы теплообменника с керамическими элементами в увеличенном масштабе;
фиг. 4 - разрез керамического элемента для изогнутой трубы и
фиг. 5 - разрез керамического элемента для прямых труб.
Показанная на фиг. 1 котельная установка 1 состоит из колосниковой решетки 2, топки 3 и подвешенного к потолку 4 змеевика 5 пароперегревателя. Змеевик 5 пароперегревателя окружен керамическим конструктивным элементом 6, который состоит из нескольких керамических элементов 7, которые с помощью строительного раствора соединены друг с другом. Керамический конструктивный элемент 6 через трубопровод 8 соединен с вентилятором 9, и трубы 10 теплообменника в змеевике 5 пароперегревателя соединены с котельной установкой 11.
Это обеспечивает возможность подачи с помощью каналов 12 из вентилятора 9 и газовых труб 13 воздуха между трубами 10 теплообменника и керамическим конструктивным элементом 6. Поскольку керамический конструктивный элемент 6 состоит из нескольких керамических элементов 7, которые свободно прилегают друг к другу, и строительный раствор между ними часто является ненадежным уплотнением, то при утечке воздух через керамический конструктивный элемент 6 может проходить в дымоход 14 и за счет этого предотвращать проникновение дымового газа из дымохода 14 к трубам 10 теплообменника.
На фиг. 2 показан потолок 4 дымохода 14 с котельной установкой 11. Потолок 4 предпочтительно выполнен так, что посредством простого открывания потолка 4 можно по одной линии направлять в дымоход 14 не только трубы 10 теплообменника, но также газовые трубы 13. При этом предпочтительно, когда один керамический элемент 7 керамического конструктивного элемента 6 проходит через потолок 4 с целью обеспечения также при колебаниях длины в зоне труб 10 теплообменника и керамических элементов 7 полного покрытия труб 10 теплообменника внутри дымохода 14.
Показанный на фиг. 3 нижний конец части пароперегревателя 5 имеет две дуговые плиты и прямоугольную плиту 22. Все плиты состоят из двух керамических элементов 23, 24, 25, 26 и 27, 28. Имеющие форму дуги плиты 20, 21 состоят из двух элементов 23, 24 или соответственно 25, 26, которые закреплены друг на друге с помощью винтового соединения 29, 30 или соответственно 31, 32, так что керамические элементы образуют две противоположно лежащие стороны керамического конструктивного элемента 6, которые могут омываться дымовым газом.
Выполненная из двух прямоугольных керамических элементов 27, 28 плита 22 показана в открытом положении, так что видны волны на внутренней стороне керамических элементов 27, 28, которые при выравнивании друг с другом образуют круговое пространство 38, 39 для подвода и отвода U-образной трубы 10 теплообменника, и между ними образуют пространство 50 для газовой трубы 13. U-образная дуга трубы 10 теплообменника и прохождение газовой трубы показаны пунктирной линией. Это показывает, что газовая труба 13 подвода 12 газа заканчивается в зоне дуги 35 отверстием 36.
На фиг. 4 показан разрез дуговой плиты 20 с винтовыми соединениями 29 и 30. Внутренняя сторона элементов 23 и 24 имеет две волновые впадины 38, 39 для размещения труб 10 теплообменника и между ними две волновые впадины 40, 41 для размещения газовой трубы 13.
Соответствующим образом, как показано на фиг. 5, прямоугольная плита 22 выполнена из двух керамических элементов 27, 28, которые соединены с геометрическим замыканием друг с другом и имеют на своей внутренней стороне волновые впадины 42-45 для трубы 10 теплообменника и волновые впадины 46, 47 для газовой трубы 13.
Газовая труба 13 может иметь распределенные по ее длине отверстия 51, 52, 53 с целью обеспечения при дефектном керамическом конструктивном элементе дальнейшего омывания газом лежащих выше зон трубы теплообменника.
Claims (12)
1. Способ защиты труб (10) теплообменника в котельных установках (1) по меньшей мере с одной трубой (10) теплообменника, которая окружена керамическим конструктивным элементом (6), который по меньшей мере с двух противоположных сторон омывается потоком дымового газа, отличающийся тем, что в примыкающее к трубе (10) теплообменника и к керамическому конструктивному элементу (6) пространство (48, 49, 50) подают газ.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пространство (48, 49, 50) образовано трубой (10) теплообменника и керамическим конструктивным элементом (6).
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что газ подают в наиболее горячем месте между трубой (10) теплообменника и керамическим конструктивным элементом (6).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газ подают через направляемую в керамическом конструктивном элементе (6) газовую трубу (13).
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газ подают в нескольких местах.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что газ подают через несколько находящихся на расстоянии вдоль трубы (10) теплообменника отверстий (51, 52, 53), расположенных в газовой трубе (13).
7. Устройство для защиты труб теплообменника, содержащее трубу теплообменника, окружная поверхность которой окружена по меньшей мере одним керамическим конструктивным элементом (6), отличающееся подводом (12) газа к примыкающему к трубе (10) теплообменника и к керамическому конструктивному элементу (6) пространству (48, 49, 50).
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что подвод (12) газа имеет нагнетатель (9).
9. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что подвод (12) газа имеет введенную в керамический конструктивный элемент (6) газовую трубу (13).
10. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что труба (10) теплообменника изогнута U-образно, и подвод (12) газа заканчивается в зоне дуги (35).
11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что газовая труба (13) имеет несколько расположенных на расстоянии вдоль трубы (10) теплообменника отверстий (51, 52, 53).
12. Керамический конструктивный элемент (6) для защиты труб теплообменника предпочтительно более чем с 85% карбида кремния, выполненный по меньшей мере из двух прямоугольных керамических элементов (7), которые в разрезе имеют дугообразные волны и скреплены друг с другом выровненными друг с другом волновыми впадинами, так что два участка трубы теплообменника расположены в двух противоположно лежащих волновых впадинах (38, 39), и обеспечивается возможность расположения между этими волновыми впадинами в двух противоположно лежащих волновых впадинах (40, 41) участка подводящей газ трубы.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013000424.1A DE102013000424A1 (de) | 2013-01-14 | 2013-01-14 | Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von Wärmetauscherrohren sowie Keramikbauteil |
| DE102013000424.1 | 2013-01-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014101047A RU2014101047A (ru) | 2015-07-20 |
| RU2650236C2 true RU2650236C2 (ru) | 2018-04-11 |
Family
ID=49955883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014101047A RU2650236C2 (ru) | 2013-01-14 | 2014-01-14 | Способ и устройство для защиты труб теплообменника, а также керамический конструктивный элемент |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10520266B2 (ru) |
| EP (2) | EP3018411B1 (ru) |
| JP (1) | JP6489345B2 (ru) |
| AU (2) | AU2014200208B2 (ru) |
| BR (1) | BR102014000846B1 (ru) |
| CA (1) | CA2839217C (ru) |
| DE (1) | DE102013000424A1 (ru) |
| DK (2) | DK2754961T3 (ru) |
| ES (2) | ES2649472T3 (ru) |
| HK (1) | HK1199921A1 (ru) |
| NO (1) | NO3022122T3 (ru) |
| PL (2) | PL3018411T3 (ru) |
| PT (1) | PT2754961T (ru) |
| RU (1) | RU2650236C2 (ru) |
| SG (2) | SG10201800286YA (ru) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013000424A1 (de) | 2013-01-14 | 2014-07-17 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von Wärmetauscherrohren sowie Keramikbauteil |
| DE102013001092A1 (de) * | 2013-01-23 | 2014-07-24 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Verfahren zum Führen einer Leitung in einer Verbrennungsanlage sowie Vorrichtung mit einer derartigen Leitung |
| CH710596A1 (de) | 2015-01-07 | 2016-07-15 | Mokesys Ag | Wärmetauscher für einen Innenraum einer Verbrennungsanlage. |
| US10094552B2 (en) * | 2016-10-27 | 2018-10-09 | Suncue Company Ltd | Multistage boiler heat exchange apparatus |
| CH714933B1 (de) | 2018-04-26 | 2021-06-15 | Mokesys Ag | Feuerfeste Wand, insbesondere für einen Verbrennungsofen. |
| CN112595146B (zh) * | 2020-12-29 | 2023-09-12 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 管道壳体由换热设备构成的高温流体运输管道、适用的换热设备以及换热方法 |
| CN112577338B (zh) | 2020-12-30 | 2023-07-25 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 内部安置有换热设备的高温流体运输管道，适用的换热设备及换热方法 |
| CN113137596A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-20 | 华能国际电力股份有限公司上海石洞口第一电厂 | 一种高温再热器防磨装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2175846A1 (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-11 | Donald G. Rexford | Ceramic Ferrule and Ceramic Ferrule Refractory Wall for Shielding Tube Sheet/Boiler Tube Assembly of Heat Exchanger |
| DE19816059A1 (de) * | 1998-04-09 | 1999-10-14 | Juenger & Graeter Gmbh Feuerfe | Ofenwand eines Verbrennungsofens |
| EP0981015A1 (de) * | 1998-08-20 | 2000-02-23 | Asea Brown Boveri AG | Dampferzeuger für überhitzten Dampf für Verbrennungsanlagen mit korrosiven Rauchgasen |
| RU2002132657A (ru) * | 2000-05-05 | 2004-07-10 | Дау Глобал Текнолоджиз Инк. (Us) | Установка и способ быстрого охлаждения горячего газа |
| DE102010032612A1 (de) * | 2010-07-28 | 2012-03-29 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Verfahren zum Schutz von Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen, Formkörper, Wärmetauscherrohr und Dampfkesselanlage |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3034769A (en) * | 1956-10-26 | 1962-05-15 | Bertin & Cie | Heat exchangers |
| US3110273A (en) * | 1960-09-22 | 1963-11-12 | United Nuclear Corp | Transpiration cooled boiler baffle |
| US3414753A (en) * | 1964-12-01 | 1968-12-03 | Westinghouse Electric Corp | Removal of vaporized cooling liquid from heat exchange element by power jets |
| FR1517826A (fr) † | 1966-12-13 | 1968-03-22 | Hispano Suiza Sa | Perfectionnements apportés aux fours de trempe à refroidissement par circulation gazeuse |
| US3450199A (en) * | 1967-07-10 | 1969-06-17 | Continental Aviat & Eng Corp | Heat exchanger |
| US3983927A (en) * | 1975-06-25 | 1976-10-05 | Dorr-Oliver Incorporated | Heat exchanger for fluidized bed reactor |
| JPS5237662U (ru) * | 1975-09-10 | 1977-03-17 | ||
| LU78707A1 (ru) * | 1977-12-19 | 1978-06-21 | ||
| US4290388A (en) * | 1979-08-03 | 1981-09-22 | Foster Wheeler Limited | Vapor generator |
| DE3312599A1 (de) * | 1983-04-08 | 1984-10-11 | Krupp-Koppers Gmbh, 4300 Essen | Russblaeser zum beseitigen von ablagerungen in gasdurchstroemten raeumen, wie waermetauschern, reaktionsraeumen und dergleichen |
| DE3806044A1 (de) * | 1988-02-26 | 1989-08-31 | Steinmueller Gmbh L & C | Feuerraumwand |
| DE3823439C2 (de) | 1988-07-11 | 1996-06-13 | Peter Dipl Ing Weinsheimer | Schalenförmiges Schutzelement für Rohre |
| GB2263330A (en) * | 1992-01-10 | 1993-07-21 | Robert Geoffrey Ambler | Superheater tube protection device |
| JPH1054529A (ja) * | 1996-08-14 | 1998-02-24 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 高温空気加熱器 |
| DE19645390C2 (de) * | 1996-11-04 | 2000-01-13 | Metallgesellschaft Ag | Mittel- oder Hochdruckwärmetauscher mit einer wärmedämmenden Verkleidung |
| FR2785670B1 (fr) * | 1998-11-10 | 2001-01-05 | Mediterranee Const Ind | Dispositif de protection contre la corrosion et/ou l'abrasion d'un panneau de tubes notamment d'un surchauffeur d'une chaudiere et procede de fixation de coquilles de protection a au moins une paroi d'un tel panneau |
| US6244330B1 (en) * | 1998-11-16 | 2001-06-12 | Foster Wheeler Corporation | Anti-vibration ties for tube bundles and related method |
| JP2001280863A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Ebara Corp | 熱交換器及び該熱交換器を備えた発電装置 |
| DE10042391A1 (de) * | 2000-08-29 | 2002-03-28 | Energo Tech Ag Mariapfarr | Heizkessel |
| US6890479B2 (en) * | 2001-09-19 | 2005-05-10 | Amerifab, Inc. | System and method for steel making |
| US6675747B1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-01-13 | Foster Wheeler Energy Corporation | System for and method of generating steam for use in oil recovery processes |
| DE202008006044U1 (de) | 2008-05-02 | 2008-07-17 | Imerys Kiln Furniture Hungary Ltd. | Keramische Schutzhülle aus SiC |
| CH699405B1 (de) * | 2008-08-26 | 2021-06-15 | Mokesys Ag | Feuerfeste Wand, insbesondere für einen Verbrennungsofen. |
| DE102013000424A1 (de) | 2013-01-14 | 2014-07-17 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von Wärmetauscherrohren sowie Keramikbauteil |
-
2013
- 2013-01-14 DE DE102013000424.1A patent/DE102013000424A1/de not_active Ceased
-
2014
- 2014-01-10 DK DK14000089.4T patent/DK2754961T3/en active
- 2014-01-10 PL PL15002969T patent/PL3018411T3/pl unknown
- 2014-01-10 EP EP15002969.2A patent/EP3018411B1/de active Active
- 2014-01-10 EP EP14000089.4A patent/EP2754961B2/de active Active
- 2014-01-10 PT PT140000894T patent/PT2754961T/pt unknown
- 2014-01-10 DK DK15002969.2T patent/DK3018411T3/en active
- 2014-01-10 ES ES14000089.4T patent/ES2649472T3/es active Active
- 2014-01-10 ES ES15002969.2T patent/ES2626840T3/es active Active
- 2014-01-10 PL PL14000089T patent/PL2754961T3/pl unknown
- 2014-01-13 US US14/153,487 patent/US10520266B2/en active Active
- 2014-01-13 CA CA2839217A patent/CA2839217C/en active Active
- 2014-01-14 AU AU2014200208A patent/AU2014200208B2/en not_active Ceased
- 2014-01-14 JP JP2014004433A patent/JP6489345B2/ja active Active
- 2014-01-14 SG SG10201800286YA patent/SG10201800286YA/en unknown
- 2014-01-14 RU RU2014101047A patent/RU2650236C2/ru active
- 2014-01-14 BR BR102014000846-2A patent/BR102014000846B1/pt active IP Right Grant
- 2014-01-14 SG SG2014002919A patent/SG2014002919A/en unknown
- 2014-06-20 NO NO14744453A patent/NO3022122T3/no unknown
-
2015
- 2015-01-15 HK HK15100427.6A patent/HK1199921A1/xx not_active IP Right Cessation
-
2018
- 2018-02-21 AU AU2018201234A patent/AU2018201234B2/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2175846A1 (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-11 | Donald G. Rexford | Ceramic Ferrule and Ceramic Ferrule Refractory Wall for Shielding Tube Sheet/Boiler Tube Assembly of Heat Exchanger |
| DE19816059A1 (de) * | 1998-04-09 | 1999-10-14 | Juenger & Graeter Gmbh Feuerfe | Ofenwand eines Verbrennungsofens |
| EP0981015A1 (de) * | 1998-08-20 | 2000-02-23 | Asea Brown Boveri AG | Dampferzeuger für überhitzten Dampf für Verbrennungsanlagen mit korrosiven Rauchgasen |
| RU2002132657A (ru) * | 2000-05-05 | 2004-07-10 | Дау Глобал Текнолоджиз Инк. (Us) | Установка и способ быстрого охлаждения горячего газа |
| DE102010032612A1 (de) * | 2010-07-28 | 2012-03-29 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Verfahren zum Schutz von Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen, Formkörper, Wärmetauscherrohr und Dampfkesselanlage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2839217A1 (en) | 2014-07-14 |
| SG10201800286YA (en) | 2018-02-27 |
| BR102014000846B1 (pt) | 2020-12-01 |
| JP2014139504A (ja) | 2014-07-31 |
| CA2839217C (en) | 2021-05-25 |
| SG2014002919A (en) | 2014-08-28 |
| DE102013000424A1 (de) | 2014-07-17 |
| EP2754961B1 (de) | 2017-09-13 |
| NO3022122T3 (ru) | 2018-01-06 |
| PL2754961T3 (pl) | 2018-07-31 |
| EP3018411A2 (de) | 2016-05-11 |
| PT2754961T (pt) | 2017-12-11 |
| AU2018201234A1 (en) | 2018-03-15 |
| AU2018201234B2 (en) | 2019-01-17 |
| EP2754961A2 (de) | 2014-07-16 |
| US10520266B2 (en) | 2019-12-31 |
| EP3018411A3 (de) | 2016-06-15 |
| EP2754961A3 (de) | 2014-12-10 |
| HK1199921A1 (en) | 2015-07-24 |
| EP2754961B2 (de) | 2023-08-09 |
| AU2014200208B2 (en) | 2018-01-04 |
| PL3018411T3 (pl) | 2017-08-31 |
| AU2014200208A1 (en) | 2014-07-31 |
| DK3018411T3 (en) | 2017-06-12 |
| BR102014000846A2 (pt) | 2014-11-25 |
| DK2754961T3 (en) | 2017-12-11 |
| JP6489345B2 (ja) | 2019-03-27 |
| EP3018411B1 (de) | 2017-03-08 |
| US20140196873A1 (en) | 2014-07-17 |
| ES2626840T3 (es) | 2017-07-26 |
| RU2014101047A (ru) | 2015-07-20 |
| ES2649472T3 (es) | 2018-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2650236C2 (ru) | Способ и устройство для защиты труб теплообменника, а также керамический конструктивный элемент | |
| KR20100097101A (ko) | 수관벽 화로 테이블을 갖는, 도시의 고체 쓰레기 연료 스팀 발생기 | |
| US8863675B2 (en) | Steam generator for producing superheated steam in a waste incineration plant | |
| US6269754B1 (en) | Steam generator for superheated steam for incineration plants with corrosive flue gases | |
| JP6678452B2 (ja) | ボイラ及び腐食抑制方法 | |
| US20160258692A1 (en) | Thermal device, its use, and method for heating a heat transfer medium | |
| KR20100004148A (ko) | 자체구조식 조립형 연도 | |
| UA74301C2 (ru) | Нагреватель воздуха | |
| FI126903B (fi) | Terminen laite, sen käyttö ja menetelmä lämmönsiirtoväliaineen kuumentamiseksi | |
| CN204593442U (zh) | 具有防焦水冷却装置的链条炉排锅炉 | |
| JP7130569B2 (ja) | 熱交換器及びボイラ並びに熱交換器の吸熱量調整方法 | |
| JP2003139400A (ja) | 熱交換装置 | |
| KR100747739B1 (ko) | 보일러 탈황설비의 가스쿨러 진동저감 구조 | |
| RU2647752C2 (ru) | Способ прокладывания канала в установке для сжигания, а также устройство, имеющее такого рода канал | |
| LT7037B (lt) | Įrenginys, skirtas dūmavamzdžio katilo šilumokaičio vamzdžių vidinių paviršių apsaugai nuo korozijos ir abrazyvinio dilimo | |
| AU2017200128B2 (en) | Method and device for producing superheated steam by means of the heat produced in the boiler of an incineration plant | |
| RU141859U1 (ru) | Теплообменный блок | |
| RU2290571C1 (ru) | Котел жаротрубно-дымогарный | |
| JP2009063091A (ja) | 高温ガス排気部の断熱構造体および該断熱構造体の断熱施工方法 | |
| PL234425B1 (pl) | Trójczynnikowy wymiennik kondensacyjny do odzysku ciepła i mokrego oczyszczania niskotemperaturowych spalin zwłaszcza w kotłach energetycznych | |
| Dillon et al. | Case Histories of Failures in Heat Recovery Steam Generating Systems | |
| PL230020B1 (pl) | Sposób modyfikacji kotłów wodnych i parowych | |
| CN105716285A (zh) | 一种利用烟气余热的分层式热水锅炉加热器 | |
| JP2012037124A (ja) | 腐食性高温ガス用熱交換器 | |
| PL57980B3 (ru) |