RU2777998C1 - Operating method for the boiler plant - Google Patents
Operating method for the boiler plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777998C1 RU2777998C1 RU2021133219A RU2021133219A RU2777998C1 RU 2777998 C1 RU2777998 C1 RU 2777998C1 RU 2021133219 A RU2021133219 A RU 2021133219A RU 2021133219 A RU2021133219 A RU 2021133219A RU 2777998 C1 RU2777998 C1 RU 2777998C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- boiler
- water
- combustion products
- condensing surface
- Prior art date
Links
- 238000011017 operating method Methods 0.000 title 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000003570 air Substances 0.000 claims 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 abstract description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 6
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
Images
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 thermal power engineering and can be used in boiler plants operating on natural gas.
Известен аналог - способ работы котельной установки (см. патент РФ №2185568, БИ №20, 2002), по которому в котел подают питательную воду, органическое топливо и воздух, в котле сжигают органическое топливо и вырабатывают водяной пар, отводят из котла продувочную воду, водяной пар и продукты сгорания, которые охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе и конденсационном поверхностном теплообменнике, охлажденные ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике уходящие продукты сгорания подогревают в рекуперативном теплообменнике и отводят в атмосферу. Данный аналог принят за прототип.An analogue is known - a method of operating a boiler plant (see RF patent No. 2185568, BI No. 20, 2002), according to which feed water, organic fuel and air are supplied to the boiler, organic fuel is burned in the boiler and water vapor is produced, purge water is removed from the boiler , water vapor and combustion products, which are cooled in the superheater, water economizer, air heater and condensing surface heat exchanger, cooled below the dew point in the condensing surface heat exchanger, the outgoing combustion products are heated in the recuperative heat exchanger and discharged into the atmosphere. This analogue is taken as a prototype.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что при реализации известного способа котельная установка обладает пониженной экономичностью, так как подогрев охлажденных ниже точки росы уходящих продуктов сгорания в рекуперативном теплообменнике осуществляется высокопотенциальным теплоносителем - продувочной водой, подаваемой из барабана котла. В котельной установке отсутствует расширитель непрерывной продувки и не указывается способ использования вторичного водяного пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки, и концентрата продувки (неиспарившейся продувочной воды). Кроме того, не предусматривается интенсификация теплообмена на наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника, что снижает его тепло-производительность и экономичность котельной установки.The reason that prevents the achievement of the technical result indicated below when using the known method, taken as a prototype, is that when implementing the known method, the boiler plant has reduced efficiency, since the heating of the outgoing combustion products cooled below the dew point in the recuperative heat exchanger is carried out by a high-potential coolant - purge water supplied from the boiler drum. The boiler plant does not have a continuous blowdown expander and does not specify how to use the secondary steam produced in the continuous blowdown expander and the blowdown concentrate (non-evaporated blowdown water). In addition, no intensification of heat transfer on the outer surface of the condensing surface heat exchanger is provided, which reduces its heat output and the efficiency of the boiler plant.
Сущность изобретения заключается в следующем. С целью повышения экономичности котельной установки предлагается использовать расширитель непрерывной продувки и дополнительно установить в газоходе перед конденсационным поверхностным теплообменником по ходу продуктов сгорания парораспределительное устройство, выполненное в форме перфорированного коллектора, и соединить его паропроводом с расширителем непрерывной продувки. Посредством парораспределительного устройства необходимо осуществлять подачу потока вторичного водяного пара из расширителя непрерывной продувки в поток уходящих продуктов сгорания и его равномерное распределение по сечению газохода. В процессе работы котельной установки будет осуществляться конденсация вторичного водяного пара, подаваемого из расширителя непрерывной продувки, на наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника, что дополнительно интенсифицирует процесс теплоотдачи, повышает теплопроизводительность конденсационного поверхностного теплообменника и экономичность котельной установки. Кроме того, подогрев уходящих продуктов сгорания в рекуперативном теплообменнике необходимо производить не высокопотенциальным теплоносителем - продувочной водой, а концентратом продувки (неиспарившейся продувочной водой), образующимся в расширителе непрерывной продувки после испарения части продувочной воды.The essence of the invention is as follows. In order to increase the efficiency of the boiler plant, it is proposed to use a continuous blowdown expander and additionally install a steam distribution device made in the form of a perforated collector in the gas duct in front of the condensing surface heat exchanger along the combustion products, and connect it with a steam pipeline to the continuous blowdown expander. By means of the steam distribution device, it is necessary to supply the flow of secondary steam from the continuous blowdown expander to the flow of outgoing combustion products and its uniform distribution over the cross section of the flue. During the operation of the boiler plant, the secondary water vapor supplied from the continuous blowdown expander will be condensed on the outer surface of the condensing surface heat exchanger, which further intensifies the heat transfer process, increases the heat output of the condensing surface heat exchanger and the efficiency of the boiler plant. In addition, the heating of the outgoing combustion products in the recuperative heat exchanger must be carried out not with a high-potential coolant - purge water, but with a purge concentrate (non-evaporated purge water) formed in the continuous purge expander after evaporation of part of the purge water.
Технический результат - повышение экономичности котельной установки.The technical result is an increase in the efficiency of the boiler plant.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе работы котельной установки, по которому в котел подают питательную воду, органическое топливо и воздух, в котле сжигают органическое топливо и вырабатывают водяной пар, отводят из котла продувочную воду, водяной пар и продукты сгорания, которые охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе и конденсационном поверхностном теплообменнике, охлажденные ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике уходящие продукты сгорания подогревают в рекуперативном теплообменнике и отводят в атмосферу, особенность способа работы котельной установки заключается в том, что отводимую из котла продувочную воду направляют в расширитель непрерывной продувки, образующийся в расширителе непрерывной продувки из продувочной воды вторичный водяной пар по паропроводу направляют в поток уходящих продуктов сгорания посредством парораспределительного устройства, выполненного в форме перфорированного коллектора и установленного в газоходе перед конденсационным поверхностным теплообменником по ходу продуктов сгорания, осуществляют конденсацию вторичного водяного пара на наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника, охлажденные в конденсационном поверхностном теплообменнике ниже точки росы уходящие продукты сгорания подогревают в рекуперативном теплообменнике отводимым из расширителя непрерывной продувки концентратом (неиспарившейся продувочной водой).The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of operation of the boiler plant, according to which feed water, organic fuel and air are supplied to the boiler, organic fuel is burned in the boiler and steam is produced, purge water, steam and products are removed from the boiler. combustion, which are cooled in the superheater, water economizer, air heater and condensing surface heat exchanger, cooled below the dew point in the condensing surface heat exchanger, the outgoing combustion products are heated in the recuperative heat exchanger and discharged into the atmosphere, the peculiarity of the method of operation of the boiler plant is that the purge water is sent to the continuous blowdown expander, which is formed in the continuous blowdown expander from the blowdown water; in the form of a perforated collector and installed in the gas duct in front of the condensing surface heat exchanger along the combustion products, the secondary water vapor is condensed on the outer surface of the condensing surface heat exchanger, the outgoing combustion products cooled in the condensing surface heat exchanger below the dew point are heated in the recuperative heat exchanger by the discharged from the continuous blowdown expander concentrate (unevaporated purge water).
На чертеже представлена схема котельной установки, поясняющая предлагаемый способ.The drawing shows a diagram of the boiler plant, 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 газоходе 7, рекуперативный теплообменник 8, расширитель непрерывной продувки 9, трубопровод 10 непрерывного отвода продувочной воды из барабана 2 котла 1, парораспределительное устройство 11, выполненное в форме перфорированного коллектора, паропровод 12, дымосос 13, бак-резервуар 14 сбора конденсата водяных паров, выделяющегося из продуктов сгорания при их охлаждении ниже точки росы. В газоходе 7 дополнительно установлены сборник 15 конденсата водяных паров из продуктов сгорания с гидравлическим затвором 16 и сепарационное устройство-каплеуловитель 17.The boiler plant contains a
Способ работы котельной установки осуществляется следующим образом.The method of operation of the boiler plant is carried out as follows.
В топку котла 1 подают органическое 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, водяной пар направляют в пароперегреватель 3, где его перегревают до заданной температуры и отводят потребителю (на чертеже не показан). Из барабана 2 котла 1 по трубопроводу 10 отводят продувочную воду в расширитель непрерывной продувки 9.Organic fuel (natural gas) and air are supplied to the
В расширителе непрерывной продувки 9 часть продувочной воды вскипает, образуются вторичный водяной пар и концентрат продувки (неиспарившаяся продувочная вода). Вторичный водяной пар по паропроводу 12 отводят в парораспределительное устройство 11, выполненное в форме перфорированного коллектора. Посредством парораспределительного устройства 11 производят подачу потока вторичного водяного пара в поток уходящих продуктов сгорания перед конденсационным поверхностным теплообменником 6 по ходу продуктов сгорания. При этом осуществляют равномерное распределение потока вторичного водяного пара по сечению газохода 7. На наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника 6 в процессе тепломассообмена осуществляется конденсация вторичного водяного пара, что дополнительно интенсифицирует процесс теплоотдачи, повышает теплопроизводительность конденсационного поверхностного теплообменника 6 и экономичность котельной установки. Конденсат вторичного водяного пара непрерывно отводят в сборник 15.In the continuous blowdown expander 9, a part of the blowdown water boils, secondary water vapor and a blowdown concentrate (non-evaporated blowdown water) are formed. The secondary water vapor is discharged through the steam line 12 to the
Оставшуюся неиспарившуюся продувочную воду (концентрат продувки) из расширителя непрерывной продувки 9 направляют в рекуперативный теплообменник 8, где осуществляют подогрев уходящих продуктов сгорания.The remaining non-evaporated purge water (purge concentrate) from the
Продукты сгорания природного газа из топки котла 1 последовательно проходят пароперегреватель 3, водяной экономайзер 4, воздухоподогреватель 5 и конденсационный поверхностный теплообменник 6. В конденсационном поверхностном теплообменнике 6 в процессе теплообмена уходящих продуктов сгорания и воды продукты сгорания охлаждают ниже точки росы, а воду подогревают и направляют на водоподготовительную установку (на чертеже не показана). 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. Охлажденные ниже точки росы продукты сгорания проходят сепарационное устройство-каплеуловитель 17, где от продуктов сгорания отделяется капельная влага, и направляются в рекуперативный теплообменник 8, в котором подогреваются концентратом продувки, отводимым из расширителя непрерывной продувки 9, что повышает надежность работы наружных газоходов и дымовой трубы (на чертеже не показана). Подогретые продукты сгорания дымососом 13 через дымовую трубу отводят в атмосферу.Combustion products of natural gas from the
Конденсат водяных паров, выделяющийся из уходящих продуктов сгорания в процессе их охлаждения ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике 6, совместно с конденсатом вторичного водяного пара направляют в сборник 15. Суммарный поток конденсата через гидравлический затвор 16 непрерывно отводят в бак-резервуар 14 сбора конденсата водяных паров (обессоленной воды).The condensate of water vapor released from the outgoing combustion products during their cooling below the dew point in the condensation
Таким образом, подача потока вторичного водяного пара из расширителя непрерывной продувки в поток уходящих продуктов сгорания на входе в конденсационный поверхностный теплообменник и использование концентрата продувки для подогрева охлажденных ниже точки росы уходящих продуктов сгорания позволяют повысить теплопроизводительность и экономичность котельной установки.Thus, the supply of a secondary steam flow from the continuous blowdown expander to the flow of flue combustion products at the inlet to the condensing surface heat exchanger and the use of the purge concentrate for heating the flue products cooled below the dew point make it possible to increase the heat output and efficiency of the boiler plant.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2777998C1 true RU2777998C1 (en) | 2022-08-12 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2805187C1 (en) * | 2023-02-07 | 2023-10-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Boiler unit operation method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1038701A1 (en) * | 1982-03-05 | 1983-08-30 | Государственный Проектный Институт Строительного Машиностроения | Boiler plant |
| RU2185569C1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-20 | Ульяновский государственный технический университет | Boiler plant |
| RU2185568C1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-20 | Ульяновский государственный технический университет | Method of operation of boiler plant |
| RU2580852C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Boiler plant |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1038701A1 (en) * | 1982-03-05 | 1983-08-30 | Государственный Проектный Институт Строительного Машиностроения | Boiler plant |
| RU2185569C1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-20 | Ульяновский государственный технический университет | Boiler plant |
| RU2185568C1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-20 | Ульяновский государственный технический университет | Method of operation of boiler plant |
| RU2580852C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Boiler plant |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2805187C1 (en) * | 2023-02-07 | 2023-10-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Boiler unit operation method |
| RU2805186C1 (en) * | 2023-02-07 | 2023-10-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Boiler unit |
| RU2805186C9 (en) * | 2023-02-07 | 2023-11-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Boiler unit |
| RU2805187C9 (en) * | 2023-02-07 | 2023-11-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Boiler unit operation method |
| RU2810862C1 (en) * | 2023-10-09 | 2023-12-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Boiler unit operation method |
| RU2810863C1 (en) * | 2023-10-09 | 2023-12-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Boiler unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2253807A1 (en) | Gas turbine cycle or combined steam-gas cycle for production of power from solid fuels and waste heat | |
| GB2200569A (en) | Method and arrangement for flue-gas condensing | |
| US4354347A (en) | Combined cycle system for optimizing cycle efficiency having varying sulfur content fuels | |
| RU2777998C1 (en) | Operating method for the boiler plant | |
| CZ26344U1 (en) | Electric power generating plant from solid fuels and employing gas turbine engine | |
| RU2701285C1 (en) | Operating method of boiler plant | |
| RU2620619C1 (en) | Work method of boiler plant | |
| RU2810863C1 (en) | Boiler unit | |
| RU2810862C1 (en) | Boiler unit operation method | |
| RU2610355C1 (en) | Tpp flue gases heat and condensate utilizer | |
| RU2752123C1 (en) | Thermal power station | |
| RU2185569C1 (en) | Boiler plant | |
| RU2611138C1 (en) | Method of operating combined-cycle power plant | |
| RU2805187C9 (en) | Boiler unit operation method | |
| RU2805187C1 (en) | Boiler unit operation method | |
| RU2620611C1 (en) | Method of boiler plant work | |
| RU2805186C9 (en) | Boiler unit | |
| RU2805186C1 (en) | Boiler unit | |
| CA2441692A1 (en) | Method and apparatus for producing superheated steam | |
| RU2793046C1 (en) | Combined cycle power plant unit | |
| EP0639254B1 (en) | Method in small-power plant use | |
| RU2780597C1 (en) | Method for operation of the combined-cycle plant of the power plant | |
| RU2784165C1 (en) | Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant | |
| RU2743865C1 (en) | Method of boiler plant operation | |
| RU167924U1 (en) | Binary Combined Cycle Plant |