RU2709251C1 - Способ подогрева воздуха для обогрева промышленных и производственных объектов - Google Patents
Способ подогрева воздуха для обогрева промышленных и производственных объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2709251C1 RU2709251C1 RU2019120765A RU2019120765A RU2709251C1 RU 2709251 C1 RU2709251 C1 RU 2709251C1 RU 2019120765 A RU2019120765 A RU 2019120765A RU 2019120765 A RU2019120765 A RU 2019120765A RU 2709251 C1 RU2709251 C1 RU 2709251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- combustion chamber
- heating
- heat exchanger
- supplied
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 17
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F3/00—Cooling or drying of air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/46—Recuperation of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам теплоснабжения различных объектов как наземного, так и подземного назначения, и предназначено для получения тепловой энергии (горячего воздуха) и подачи ее на объект. Предложен способ подогрева воздуха дымовыми газами, поступающими из камеры сгорания твердого топлива во встроенный в нее пластинчатый рекуперативный газовоздушный теплообменник. Подогретый в воздушной рубашке, ограждающей камеру сгорания, первичный воздух направляют в активную зону камеры сгорания, а вторичный воздух подают в дожигательную зону, процесс горения топлива осуществляют в высокотемпературном кипящем слое, а образующиеся дымовые газы направляют в теплообменник, после чего горячий воздух по воздуховодам направляют к объекту, а очищенный в золоуловителе дымовой газ удаляют в атмосферу. Техническим результатом является снижение металлоемкости установки, увеличение КПД установки, увеличение температуры подаваемых дымовых газов на теплообменник до 1000°С. 1 ил.
Description
Изобретение относится к системам теплоснабжения различных объектов как наземного, так и подземного назначения, и предназначено для получения тепловой энергии (горячего воздуха) и подачи ее на объект.
Известна воздухонагревательная установка, содержащая образованную обмуровкой камеру сгорания, котельно-вспомогательное оборудование и воздухоподогреватель, подключенный трубопроводом горячего воздуха к камере смешения холодного и горячего воздуха, размещенной перед вентилятором. В обмуровке и/или перед ней со стороны камеры сгорания расположены трубы топочных экранов, которые охлаждают камеру сгорания и защищают обмуровку от высокотемпературного воздействия топочной среды, перегрева и разрушения. (RU 2345292, МПК F24H 3/02, F24Н 7/00, опубл. 27.01.2009)
Недостатком известного устройства является большая масса обмуровки камеры сгорания, громоздкость и низкая надежность.
Наиболее близким техническим решением является способ подогрева шахтного вентиляционного воздуха, который осуществляют следующим образом. Топливо сжигают в камере сгорания, а для интенсификации процесса сгорания в камеру подают вторичное дутье, обеспечивающее изотермический режим по всему ее объему. Вторичный воздух дополнительно подогревают в конвективной рубашке боковых стенок камеры сгорания до температуры 250-300°. При этом конвективная рубашка камеры сгорания одновременно выполняет роль теплоизоляции. Продукты сгорания топлива (дымовые газы) через газоход подают в нагревательный контур теплообменника, а в нагреваемый контур теплообменника подают атмосферный воздух. Полученный в результате горячий атмосферный воздух подают по воздуховоду в качестве горячей присадки непосредственно во всасывающий канал шахтного вентилятора главного проветривания подземных горных выработок (RU 2386034 МПК E21F 3/00, E21F 1/00, F24H 3/02 опубл. 10.04.2010).
Недостатками известного способа является невысокая экономичность, высокий удельный расход топлива и низкий КПД воздухонагревательной установки.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в уменьшении удельного расхода топлива, возможности использования низкокалорийного и некондиционного топлива, повышение КПД установки, увеличение температуры газов, подаваемых на теплообменник.
Существующая техническая проблема решается тем, что в известном способе подогрева воздуха, включающем нагрев атмосферного воздуха дымовыми газами, поступающими из камеры сгорания твердого топлива, подогрев воздуха в воздушной рубашке камеры сгорания, использование вторичного дутья в камере сгорания, согласно изобретению, в воздушной рубашке, ограждающей камеру сгорания, осуществляют подогрев, подаваемого вентилятором, первичного воздуха, который направляют в активную зону камеры сгорания, а вторичный воздух подают в дожигательную зону, процесс горения топлива осуществляют в высокотемпературном кипящем слое, при этом образующиеся дымовые газы направляют во встроенный в камеру сгорания пластинчатый рекуперативный газо-воздушный теплообменник для нагрева подаваемого в него наружного воздуха, после чего горячий воздух по воздуховодам направляют к объекту, а очищенный в золоуловителе дымовой газ удаляют в атмосферу.
Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, достигается за счет применения технологии высокотемпературного кипящего слоя в камере сгорания и установки в ней пластинчатого рекуперативного газо-воздушного теплообменника. Это позволяет снизить металлоемкость энергокомплекса, увеличить КПД установки, увеличить температуру подаваемых дымовых газов на теплообменник до 1000°С.
Кроме того, данная технология позволяет:
- производить регулирование производительности установки в пределах 30-100% без значительного изменения КПД установки (что не достижимо для слоевых способов сжигания топлива);
- использовать уголь с фракцией как 0-6 мм в качестве основного топлива, так и 0-50 мм, с зольностью до 30-35%, использовать в качестве топлива некондиционные угли, малопригодные для коммерческой реализации;
- значительно снизить расход электроэнергии на 1 МВт по сравнению с котельной, на 60-70%;
- исключить использование и ремонт вспомогательного оборудования (насосы, теплообменники, трубопроводы)
- осуществлять длительную работу топки без ремонтов.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется технологической схемой подогрева воздуха. Схема содержит камеру сгорания 1, с решеткой 2 высокотемпературного кипящего слоя, питатель топлива 3, вентилятор первичного воздуха 4, вентилятор вторичного воздуха 5, пластинчатый рекуперативный газо-воздушный теплообменник 6, встроенный в камеру сгорания 1, вентилятор наружного воздуха 7, воздуховод 8, газоходы 9, золоудалитель 10, дымосос 11, дымовая труба 12. Камера сгорания 1 имеет воздушную рубашку 13, и оснащена шлаковым бункером 14.
Подогрев воздуха осуществляется следующим образом.
Питателем топлива 3 пластинчатого типа, оснащенного разгонным коробом, на решетку 2 высокотемпературного кипящего слоя подается уголь. Решетка 2 представляет собой узкую наклонную подвижную колосниковую решетку, перемещающую топливо и очаговые остатки в направлении от фронтовой стенки камеры сгорания 1 к задней, где осуществляется выгрузка очаговых остатков. Камера сгорания 1 имеет ограждение в виде воздушной рубашки 13, из которой подогретый воздух направляется на всас вентилятора первичного воздуха 4. Снаружи воздушной рубашки крепится теплоизоляция (маты прошивные) и обшивка из оцинкованного листа.
Топка камеры сгорания 1 имеет семь воздушных зон, из которых:
- зона а вспомогательная, расположена под передним уплотнением, воздух в нее подается от вентилятора первичного воздуха 4, служит для предотвращения проскока продуктов сгорания наружу;
- зоны b-d рабочие активные, над ними осуществляется сжигание в высокотемпературном кипящем слое, воздух в них подается от вентилятора первичного воздуха 4;
- зоны e-g рабочие дожигательные, над ними осуществляется дожигание коксовых частиц и охлаждение шлака перед сбросом его в шлаковый бункер 14, воздух в них подается от вентилятора вторичного воздуха 5.
В кипящем слое частицы топлива последовательно проходят через стадии нагрева, испарения влаги, выхода (и возгорания) летучих, зажигания и горения коксовых частиц. Над последними тремя рабочими зонами решетки осуществляется дожигание шлака; на выходе из решетки шлак сбрасывается в шлаковый бункер 14.
Дымовые газы, образованные в результате горения топлива поступают во встроенный пластинчатый рекуперативный газо-воздушный теплообменник 6, изготовленный из жаропрочной стали, который предназначен для нагрева воздуха от -45 до 300°С. Температура дымовых газов на входе в теплообменник достигает 850-1000°С. Теплообменник 6 состоит из листов (пластин), к которым приварены волнообразные ребра, образующие вертикальные каналы со стороны газов и горизонтальные - со стороны воздуха. Ребра служат для увеличения поверхности нагрева и турбулизации потока, что интенсифицирует теплообмен. Конфигурация волнообразных ребер в газовых каналах, а также шаг их приварки, выбираются таким образом, чтобы минимизировать образование отложений и допустить возможность их чистки традиционными методами.
Наружный воздух вентилятором 7 подается в теплообменник 6 и нагревается проходящими через него дымовыми газами до требуемой температуры. Затем горячий воздух по воздуховодам 8 горячего воздуха поступает на нужды потребителей тепла, а дымовые газы, пройдя теплообменник 6, по перепускному газоходу 9 поступают для очистки в золоуловитель 10, который подбирается исходя из требуемой степени очистки. Далее дымовые газы удаляются в атмосферу дымососом 11 через дымовую трубу 12.
Технология подогрева воздуха осуществляется в автоматическом режиме. На камере сгорания 1 предусмотрены гильзы для установки датчика разрежения и датчика температуры на выходе из камеры сгорания. Для контроля температуры газов перед теплообменником 6 в перепускном газоходе 9 предусмотрена гильза для установки датчика температуры. Система автоматизации обеспечивает срабатывание защит и прекращение подачи топлива при:
- превышении температуры газов на выходе из топочного блока;
- падении разрежения в топке;
- падении давления воздуха после вентилятора первичного воздуха;
- неисправности цепей защиты.
Предлагаемая технология позволяет увеличить КПД установки, снизить расход топлива и увеличить температуру подаваемых на теплообменник газов до 1000°.
Claims (1)
- Способ подогрева воздуха для обогрева промышленных и производственных объектов, включающий нагрев атмосферного воздуха дымовыми газами, поступающими из камеры сгорания твердого топлива, подогрев воздуха в воздушной рубашке камеры сгорания, использование вторичного воздуха в камере сгорания, отличающийся тем, что в воздушной рубашке, ограждающей камеру сгорания, осуществляют подогрев подаваемого вентилятором первичного воздуха, который направляют в активную зону камеры сгорания, а вторичный воздух подают в дожигательную зону, процесс горения топлива осуществляют в высокотемпературном кипящем слое, при этом образующиеся дымовые газы направляют во встроенный в камеру сгорания пластинчатый рекуперативный газовоздушный теплообменник для нагрева подаваемого в него наружного воздуха, после чего горячий воздух по воздуховодам направляют к объекту, а очищенный в золоуловителе дымовой газ удаляют в атмосферу.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019120765A RU2709251C1 (ru) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | Способ подогрева воздуха для обогрева промышленных и производственных объектов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019120765A RU2709251C1 (ru) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | Способ подогрева воздуха для обогрева промышленных и производственных объектов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2709251C1 true RU2709251C1 (ru) | 2019-12-17 |
Family
ID=69006891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019120765A RU2709251C1 (ru) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | Способ подогрева воздуха для обогрева промышленных и производственных объектов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2709251C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU7470U1 (ru) * | 1996-10-21 | 1998-08-16 | Акционерное общество открытого типа "Коммунэнерго" | Устройство для сжигания твердого топлива |
| RU2386034C1 (ru) * | 2008-07-08 | 2010-04-10 | Александр Васильевич Кривошапко | Способ подогрева шахтного вентиляционного воздуха и устройство для его осуществления |
| EA020876B1 (ru) * | 2011-01-05 | 2015-02-27 | Сергей Суренович Лачинян | Твердотопливный котел |
| DE202017107929U1 (de) * | 2017-12-28 | 2018-01-15 | Herz Energietechnik Gmbh | Anlage zur Verbrennung organischen Materials |
| EP3339733A1 (de) * | 2016-12-21 | 2018-06-27 | HERZ Energietechnik GmbH | Anlage für die rückgewinnung von wärme |
-
2019
- 2019-07-01 RU RU2019120765A patent/RU2709251C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU7470U1 (ru) * | 1996-10-21 | 1998-08-16 | Акционерное общество открытого типа "Коммунэнерго" | Устройство для сжигания твердого топлива |
| RU2386034C1 (ru) * | 2008-07-08 | 2010-04-10 | Александр Васильевич Кривошапко | Способ подогрева шахтного вентиляционного воздуха и устройство для его осуществления |
| EA020876B1 (ru) * | 2011-01-05 | 2015-02-27 | Сергей Суренович Лачинян | Твердотопливный котел |
| EP3339733A1 (de) * | 2016-12-21 | 2018-06-27 | HERZ Energietechnik GmbH | Anlage für die rückgewinnung von wärme |
| DE202017107929U1 (de) * | 2017-12-28 | 2018-01-15 | Herz Energietechnik Gmbh | Anlage zur Verbrennung organischen Materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102482578A (zh) | 在余热锅炉停机状态下为焦炉室保温的方法及设备 | |
| CN107388578A (zh) | 一种热风炉 | |
| CN101131255A (zh) | 生物质能源热管热风炉 | |
| RU2660987C1 (ru) | Пиролизный котел-утилизатор | |
| RU195412U1 (ru) | Теплогенератор | |
| RU2488696C2 (ru) | Теплоэнергетический комплекс для теплоснабжения горных выработок и помещений большого объема | |
| RU194770U1 (ru) | Теплоэнергетическая установка для теплоснабжения горных выработок и помещений большого объема | |
| RU2709251C1 (ru) | Способ подогрева воздуха для обогрева промышленных и производственных объектов | |
| CN102478306A (zh) | 一种新型热管热风炉 | |
| CN101113841A (zh) | 双层反烧热管热风炉 | |
| RU158389U1 (ru) | Водогрейный твердотопливный котел | |
| CN107062599A (zh) | 一种可用再生燃油与生物质燃料的环保热风炉 | |
| CN207247541U (zh) | 一种热风炉 | |
| RU2243450C1 (ru) | Печь михеенко | |
| RU169379U1 (ru) | Воздухонагревательная установка для получения комбинированной тепловой энергии | |
| CN108680040A (zh) | 烧结矿显热高效分配利用系统及分配方法 | |
| RU2732753C1 (ru) | Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха | |
| CN103629813B (zh) | 一种燃煤热风炉 | |
| CN103512191B (zh) | 微分式动态热交换节能环保锅炉 | |
| CN108844055B (zh) | 锅炉 | |
| CN111412462A (zh) | 循环流化床锅炉床下点火装置 | |
| RU2345292C2 (ru) | Воздухонагревательная установка | |
| RU2218525C2 (ru) | Камерный огневой воздухонагреватель | |
| CN2092063U (zh) | 高效卧式燃煤热风炉 | |
| RU2720428C1 (ru) | Теплоэнергетический комплекс для теплоснабжения горных выработок и помещений большого объема и способ |