RU2784567C1 - Flue gas heat recovery unit - Google Patents

Flue gas heat recovery unit Download PDF

Info

Publication number
RU2784567C1
RU2784567C1 RU2022126122A RU2022126122A RU2784567C1 RU 2784567 C1 RU2784567 C1 RU 2784567C1 RU 2022126122 A RU2022126122 A RU 2022126122A RU 2022126122 A RU2022126122 A RU 2022126122A RU 2784567 C1 RU2784567 C1 RU 2784567C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
heat exchanger
water surface
stage
surface heat
Prior art date
Application number
RU2022126122A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ринат Нявмянович Такташев
Максим Юрьевич Горин
Илья Борисович Капланович
Владимир Романович Процкив
Виталий Викторович Коробков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК")
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" (ООО "БГК")
Application granted granted Critical
Publication of RU2784567C1 publication Critical patent/RU2784567C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heat power industry.
SUBSTANCE: invention can be used, in particular, for the utilization of heat from flue gases at thermal power plants (TPP) that utilize boiler systems. Flue gas heat recovery plant contains the main gas duct to which the first bypass flue is connected; the first shut-off and regulating device, the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger, the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger, exhaust fan and the second shut-off and regulating device are installed on the line of the duct in succession along the gas flow. The plant also contains a second bypass gas duct the inlet of which is connected to the first bypass gas duct between the first shut-off and regulating device and the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger, and the outlet of the duct is connected to the first bypass gas duct between the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger and the exhaust fan. Moreover, the third shut-off and regulating device is installed on the line of the second bypass gas duct; the device is connected to a resistance thermometer installed on the line of the first bypass gas duct between the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger and the outlet of the second bypass gas duct. The plant also contains a make-up water pipeline on the line of which a pump is installed. Moreover, the outlet of the make-up water pipeline is connected to the inlet of the first discharge pipeline, on the lines of which the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger and the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger are installed in succession along the water flow. At the same time, the outlet of the first discharge pipeline is connected to the first inlet of the heating network feed tank. Moreover, the outlet of the make-up water pipeline is also connected to the inlet of the second discharge pipeline on the line of which at least one heat exchanger for heating water is installed. The outlet of the second discharge pipeline is connected to the second inlet of the heating network feed tank. Moreover, a hot well of the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger is connected to the condensate pipeline.
EFFECT: automatic regulation of the flow of flue gases discharged from the main gas duct and supplied to the make-up water heating to reduce the likelihood of condensate in the first bypass gas duct in front of the exhauster, main gas duct and smoke stack, ensuring the separation of moisture from the flue gases discharged from the main gas flue.
1 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, для утилизации тепла дымовых газов на тепловых электростанциях (ТЭС), эксплуатирующих котельные установки.The invention relates to the field of thermal power engineering and can be used, in particular, for the utilization of flue gas heat at thermal power plants (TPPs) operating boiler plants.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известно принятое в качестве прототипа заявляемого изобретения устройство утилизации тепла дымовых газов, содержащее газо-газовый теплообменник, конденсатор, инерционный каплеуловитель, газоходы, воздуховоды, вентиляторы и трубопровод. При этом газо-газовый поверхностный пластинчатый теплообменник выполнен по схеме противотока, в качестве конденсатора установлен поверхностный газо-воздушный пластинчатый теплообменник, в газоходе холодных осушенных дымовых газов установлен дополнительный дымосос, перед дополнительным дымососом врезан газоход подмеса части подогретых осушенных дымовых газов (патент RU 2436011 С1, дата публикации: 10.12.2011 г. (далее-[1])).The prior art adopted as a prototype of the claimed invention is a flue gas heat recovery device containing a gas-gas heat exchanger, a condenser, an inertial droplet eliminator, gas ducts, air ducts, fans and a pipeline. At the same time, the gas-gas surface plate heat exchanger is made according to the counterflow scheme, a surface gas-air plate heat exchanger is installed as a condenser, an additional smoke exhauster is installed in the gas flue of cold dried flue gases, a gas flue is embedded in front of the additional smoke exhauster for mixing a part of the heated dried flue gases (patent RU 2436011 C1 , publication date: 10.12.2011 (hereinafter referred to as [1])).

В известном из [1] устройстве утилизации тепла дымовых газов не предполагается регулирование расхода дымов газов, отводимых от котельной установки, а в качестве теплоносителя, отводящего тепло от дымовых газов с помощью газо-газового теплообменника, используется дутьевой воздух.In the flue gas heat recovery device known from [1], it is not supposed to control the flow of flue gases discharged from the boiler plant, but blast air is used as a coolant that removes heat from flue gases using a gas-gas heat exchanger.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей, на решение которой направлено патентуемое изобретение, является обеспечение утилизации тепла дымовых газов на ТЭС, а техническими результатами - обеспечение автоматической регулировки потока отводимых из основного газохода дымовых газов, поступающих на подогрев подпиточной воды, с целью снижения вероятности возникновения конденсата в первом байпасном газоходе перед дымососом, основном газоходе и дымовой трубе; а также обеспечение отделения влаги от отводимых из основного газохода дымовых газов.The task to be solved by the patented invention is to ensure the utilization of flue gas heat at thermal power plants, and the technical results are to provide automatic adjustment of the flow of flue gases removed from the main gas duct and fed to make-up water heating in order to reduce the likelihood of condensate in the first bypass gas duct before smoke exhauster, main flue and chimney; as well as ensuring the separation of moisture from flue gases discharged from the main flue.

Решение указанной задачи путем достижения указанных технических результатов обеспечивается тем, что установка для утилизации тепла дымовых газов содержит основной газоход, к которому присоединен первый байпасный газоход, на линии которого последовательно по ходу течения газа установлены: первое запорно-регулирующее устройство, первая ступень газоводяного поверхностного теплообменника, вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника, дымосос и второе запорно-регулирующее устройство. При этом установка также содержит второй байпасный газоход, вход которого присоединен к первому байпасному газоходу между первым запорно-регулирующим устройством и первой ступенью газоводяного поверхностного теплообменника, а выход - к первому байпасному газоходу между второй ступенью газоводяного поверхностного теплообменника и дымососом. Причем на линии второго байпасного газохода установлено третье запорно-регулирующее устройство, соединенное с термометром сопротивления, установленным на линии первого байпасного газохода между второй ступенью газоводяного поверхностного теплообменника и выходом второго байпасного газохода. При этом установка также содержит трубопровод подпиточной воды, на линии которого установлен насос. Причем выход трубопровода подпиточной воды соединен с входом первого отводящего трубопровода, на линии которого последовательно по ходу течения воды установлены вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника и первая ступень газоводяного поверхностного теплообменника. При этом выход первого отводящего трубопровода соединен с первым входом бака подпитки тепловой сети. Причем выход трубопровода подпиточной воды также соединен с входом второго отводящего трубопровода, на линии которого установлен как минимум один теплообменник для нагрева воды. При этом выход второго отводящего трубопровода соединен со вторым входом бака подпитки тепловой сети. Причем конденсатосборник второй ступени газоводяного поверхностного теплообменника соединен с трубопроводом для отвода конденсата.The solution of this problem by achieving the specified technical results is ensured by the fact that the installation for utilizing the heat of flue gases contains the main gas duct, to which the first bypass gas duct is connected, on the line of which the following are installed in series along the gas flow: the first shut-off and control device, the first stage of the gas-water surface heat exchanger , the second stage of the gas-water surface heat exchanger, the smoke exhauster and the second shut-off and control device. At the same time, the installation also contains a second bypass gas duct, the inlet of which is connected to the first bypass gas duct between the first shut-off and control device and the first stage of the gas-water surface heat exchanger, and the outlet is connected to the first bypass gas duct between the second stage of the gas-water surface heat exchanger and the smoke exhauster. Moreover, on the line of the second bypass gas duct, a third shut-off and control device is installed, connected to a resistance thermometer installed on the line of the first bypass gas duct between the second stage of the gas-water surface heat exchanger and the outlet of the second bypass gas duct. In this case, the installation also contains a make-up water pipeline, on the line of which a pump is installed. Moreover, the outlet of the make-up water pipeline is connected to the inlet of the first outlet pipeline, on the line of which the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger and the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger are installed sequentially along the water flow. In this case, the outlet of the first outlet pipeline is connected to the first inlet of the heating network make-up tank. Moreover, the outlet of the make-up water pipeline is also connected to the inlet of the second outlet pipeline, on the line of which at least one heat exchanger is installed for heating water. At the same time, the outlet of the second discharge pipeline is connected to the second inlet of the heating network feed tank. Moreover, the condensate collector of the second stage of the gas-water surface heat exchanger is connected to the pipeline for condensate removal.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков патентуемого изобретения и достигаемыми техническими результатами заключается в следующем.The causal relationship between the essential features of the patented invention and the achieved technical results is as follows.

Вход основного газохода соединяется с котельной установкой, а выход - с входом дымовой трубы. Первая ступень газоводяного поверхностного теплообменника содержит бак, внутри которого установлены трубки, входы и выходы которых соединены с входным и выходным коллекторами соответственно. Вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника также содержит бак, внутри которого установлены трубки, входы и выходы которых соединены с входным и выходным коллекторами соответственно. При этом вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника также содержит конденсатосборник в ее нижней части, который соединен с трубопроводом для отвода конденсата. В процессе эксплуатации котельной установки дымовые газы поступают из котельной установки в основной газоход. При этом одна часть дымовых газов отводится из основного газохода в первый байпасный газоход, через который дымовые газы последовательно проходят через баки первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника, а другая часть дымовых газов из первого байпасного газохода отводится во второй байпасный газоход в обход газоводяного поверхностного теплообменника, после чего часть дымовых газов из газоводяного поверхностного теплообменника смешивается с частью дымовых газов из второго байпасного газохода и затем через первый байпасный газоход с помощью дымососа возвращается в основной газоход. Первое и второе запорно-регулирующие устройства служат для регулирования потока дымовых газов, отводимых из основного газохода. Подпиточная вода перекачивается с помощью насоса через трубопровод подпиточной воды, из которого одна часть подпиточной воды поступает через первый отводящий трубопровод последовательно в трубки второй и первой ступеней газоводяного поверхностного теплообменника, проходя через входные и выходные коллекторы первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника, а другая часть подпиточной воды поступает через второй отводящий трубопровод в установленный на его линии как минимум один подогреватель, в котором вода нагревается отборами пара турбины. При этом в первой и второй ступенях газоводяного поверхностного теплообменника происходит теплообмен через стенки трубок между частью подпиточной воды, проходящей через трубки и коллекторы первой и второй ступеней, и частью дымовых газов, проходящих через баки первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника. Конденсат, образующийся в результате охлаждения части дымовых газов, проходящей через баки газоводяного поверхностного теплообменника, отводится из конденсатосборника через трубопровод для отвода конденсата. После чего обе части подпиточной воды из первого и второго отводящих трубопроводов поступают в бак подпитки тепловой сети, из которого подпиточная вода направляется к потребителю.The inlet of the main flue is connected to the boiler plant, and the outlet is connected to the inlet of the chimney. The first stage of the gas-water surface heat exchanger contains a tank inside which tubes are installed, the inlets and outlets of which are connected to the inlet and outlet manifolds, respectively. The second stage of the gas-to-water surface heat exchanger also contains a tank inside which tubes are installed, the inlets and outlets of which are connected to the inlet and outlet manifolds, respectively. At the same time, the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger also contains a condensate collector in its lower part, which is connected to a pipeline for condensate removal. During the operation of the boiler plant, flue gases flow from the boiler plant into the main flue. At the same time, one part of the flue gases is removed from the main gas duct to the first bypass gas duct, through which the flue gases pass sequentially through the tanks of the first and second stages of the gas-to-water surface heat exchanger, and the other part of the flue gases from the first bypass gas duct is removed to the second bypass gas duct, bypassing the gas-to-water surface heat exchanger , after which part of the flue gases from the gas-water surface heat exchanger is mixed with a part of the flue gases from the second bypass flue and then returned to the main gas flue through the first bypass flue using a smoke exhauster. The first and second shut-off and control devices serve to regulate the flow of flue gases discharged from the main flue. The make-up water is pumped by means of a pump through the make-up water pipeline, from which one part of the make-up water flows through the first discharge pipeline sequentially into the tubes of the second and first stages of the gas-to-water surface heat exchanger, passing through the inlet and outlet collectors of the first and second stages of the gas-to-water surface heat exchanger, and the other part make-up water flows through the second outlet pipeline to at least one heater installed on its line, in which water is heated by turbine steam extractions. In this case, in the first and second stages of the gas-to-water surface heat exchanger, heat exchange occurs through the walls of the tubes between a part of the make-up water passing through the tubes and collectors of the first and second stages, and a part of the flue gases passing through the tanks of the first and second stages of the gas-to-water surface heat exchanger. The condensate resulting from the cooling of part of the flue gases passing through the tanks of the gas-to-water surface heat exchanger is removed from the condensate collector through the condensate discharge pipeline. After that, both parts of the make-up water from the first and second outlet pipelines enter the heating network make-up tank, from which the make-up water is directed to the consumer.

При проведении испытаний опытно-промышленных образцов первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника, конденсирующего водяные пары, содержащиеся в дымовых газах, установлено, что наиболее эффективным является режим работы газоводяного поверхностного теплообменника, при котором расход дымовых газов, поступающих через первый байпасный газоход в газоводяной поверхностный теплообменник, составляет 20-30% от полного расхода дымовых газов котельной установки, поступающих в основной газоход, при номинальном режиме работы котельной установки.When testing pilot samples of the first and second stages of a gas-to-water surface heat exchanger that condenses water vapor contained in flue gases, it was found that the most effective mode of operation of a gas-to-water surface heat exchanger is when the flow rate of flue gases entering through the first bypass gas duct into the gas-water surface heat exchanger, is 20-30% of the total flow of flue gases of the boiler plant entering the main gas duct, at the nominal operating mode of the boiler plant.

При расходе дымовых газов через первую и вторую ступени газоводяного поверхностного теплообменника ниже диапазона 20-30% от полного расхода дымовых газов, поступающих в основной газоход, происходит снижение тепловой мощности газоводяного поверхностного теплообменника из-за уменьшения потока тепла, поступающего в газоводяной поверхностный теплообменник. В связи с чем снижается положительной эффект от утилизации тепла дымовых газов. При расходе дымовых газов через газоводяной поверхностный теплообменник более 30% от полного расхода дымовых газов, поступающих в основной газоход, тепловая мощность газоводяного поверхностного теплообменника сохраняется практически на том же уровне, однако увеличивается расход электроэнергии приводом дымососа без существенного увеличения тепловой мощности. В то же время при увеличении расхода дымовых газов через газоводяной поверхностный теплообменник снижается расход дымовых газов через основной газоход, что приводит к снижению скорости их течения. То есть в этом случае в основном газоходе снижается количество теплоты, что может в зимний период привести к образованию конденсата из дымовых газов в дымовой трубе.When the flow of flue gases through the first and second stages of the gas-to-water surface heat exchanger is below the range of 20-30% of the total flow of flue gases entering the main gas duct, the thermal power of the gas-to-water surface heat exchanger decreases due to a decrease in the heat flow entering the gas-to-water surface heat exchanger. In this connection, the positive effect of flue gas heat recovery is reduced. When the flow of flue gases through the gas-water surface heat exchanger is more than 30% of the total flow of flue gases entering the main gas duct, the thermal power of the gas-water surface heat exchanger remains almost at the same level, however, the power consumption of the smoke exhauster drive increases without a significant increase in thermal power. At the same time, with an increase in the flow of flue gases through the gas-water surface heat exchanger, the flow of flue gases through the main gas duct decreases, which leads to a decrease in their flow rate. That is, in this case, the amount of heat in the main flue is reduced, which in winter can lead to the formation of condensate from flue gases in the chimney.

Одной из проблем при утилизации тепла дымовых газов является возможность появления конденсата в газоходах и дымовой трубе после охлаждения части дымовых газов в газоводяном поверхностном теплообменнике. Для устранения вероятности появления конденсата в основном газоходе и дымовой трубе в конструкции предлагаемой установки предусмотрен второй байпасный газоход, по которому часть неохлажденных дымовых газов, направляется в первый байпасный газоход перед дымососом в обход газоводяного поверхностного теплообменника с целью поддержания температуры дымовых газов перед дымососом выше 50°С - точки росы при сжигании природного газа с содержанием серы не более 160 ppm. При этом для регулирования расхода дымовых газов, поступающих во второй байпасный газоход, предусмотрено третье запорно-регулирующее устройство, соединенное с электроприводом и термометром сопротивления, установленным на линии первого байпасного газохода между второй ступенью газоводяного поверхностного теплообменника и выходом второго байпасного газохода. Сигнал на автоматическое открытие/закрытие третьего запорно-регулирующего устройства поступает от вышеуказанного термометра сопротивления. При номинальном режиме работы установки для утилизации тепла дымовых газов третье запорно-регулирующее устройство находится в открытом на 50% положении, соответствующим пропуску через второй байпасный газоход 5% от полного расхода дымовых газов через основной газоход. При снижении температуры дымовых газов, измеряемой термометром сопротивления, перед дымососом ниже 30°С, по сигналу, поступающему от термометра сопротивления, третье запорно-регулирующее устройство автоматически переводится в открытое на 100% положение, соответствующее пропуску через второй байпасный газоход 10% от полного расхода дымовых газов через основной газоход. Проведенные испытания показали отсутствие капельной влаги перед дымососом, а также отсутствие капельной влаги в основном газоходе и дымовой трубе при вышеуказанных режимах работы установки для утилизации тепла дымовых газов.One of the problems in the utilization of flue gas heat is the possibility of condensate formation in the gas ducts and the chimney after cooling part of the flue gases in the gas-water surface heat exchanger. To eliminate the possibility of condensate in the main flue and chimney, the design of the proposed installation provides for a second bypass flue, through which part of the uncooled flue gases is sent to the first bypass flue in front of the smoke exhauster, bypassing the gas-water surface heat exchanger in order to maintain the temperature of the flue gases in front of the smoke exhauster above 50 ° C - dew points when burning natural gas with a sulfur content of not more than 160 ppm. At the same time, to control the flow of flue gases entering the second bypass gas duct, a third shut-off and control device is provided, connected to an electric drive and a resistance thermometer installed on the line of the first bypass gas duct between the second stage of the gas-water surface heat exchanger and the outlet of the second bypass gas duct. The signal for automatic opening/closing of the third shut-off and control device comes from the aforementioned resistance thermometer. At the nominal operating mode of the flue gas heat recovery plant, the third shut-off and control device is in the 50% open position, corresponding to the passage through the second bypass flue of 5% of the total flue gas flow through the main flue. When the flue gas temperature, measured by a resistance thermometer, in front of the smoke exhauster is below 30 ° C, according to a signal from the resistance thermometer, the third shut-off and control device is automatically transferred to the 100% open position, corresponding to the passage of 10% of the total flow through the second bypass flue flue gases through the main flue. The tests carried out showed the absence of drip moisture in front of the smoke exhauster, as well as the absence of drip moisture in the main flue and chimney under the above operating modes of the flue gas heat recovery unit.

Таким образом, с учетом вышесказанного, при эксплуатации заявляемой установки для утилизации тепла дымовых газов обеспечивается автоматическая регулировка потока отводимых из основного газохода дымовых газов, поступающих на подогрев подпиточной воды, с целью снижения вероятности возникновения конденсата в первом байпасном газоходе перед дымососом, основном газоходе и дымовой трубе; а также обеспечение отделения влаги от отводимых из основного газохода дымовых газов.Thus, in view of the foregoing, during the operation of the inventive installation for flue gas heat recovery, automatic adjustment of the flow of flue gases removed from the main gas duct and fed to make-up water heating is ensured in order to reduce the likelihood of condensate in the first bypass flue in front of the smoke exhauster, the main gas duct and the flue pipe; as well as ensuring the separation of moisture from flue gases discharged from the main flue.

Краткое описание чертежаBrief description of the drawing

На чертеже представлена схема установки для утилизации тепла дымовых газов.The drawing shows a diagram of the installation for waste heat recovery.

Описание позиций фигурыDescription of figure positions

1 - основной газоход;1 - main flue;

2 - котельная установка;2 - boiler plant;

3 - дымовая труба;3 - chimney;

4 - первый байпасный газоход;4 - the first bypass flue;

5 - первое запорно-регулирующее устройство;5 - the first shut-off and control device;

6 - первая ступень газоводяного поверхностного теплообменника;6 - the first stage of the gas-water surface heat exchanger;

7 - вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника;7 - the second stage of the gas-water surface heat exchanger;

8 - дымосос;8 - smoke exhauster;

9 - второе запорно-регулирующее устройство;9 - second shut-off and control device;

10 - второй байпасный газоход;10 - second bypass flue;

11 - третье запорно-регулирующее устройство;11 - the third shut-off and control device;

12 - термометр сопротивления;12 - resistance thermometer;

13 - трубопровод подпиточной воды;13 - make-up water pipeline;

14 - насос;14 - pump;

15 - первый отводящий трубопровод;15 - the first discharge pipeline;

16 - бак подпитки тепловой сети;16 - tank for feeding the heating network;

17 - второй отводящий трубопровод;17 - the second discharge pipeline;

18 - теплообменники для нагрева воды;18 - heat exchangers for heating water;

19 - трубопровод для отвода конденсата.19 - pipeline for condensate removal.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Ниже приведен частный пример установки для утилизации тепла дымовых газов и принцип ее работы.Below is a particular example of an installation for flue gas heat recovery and the principle of its operation.

Вход основного газохода 1 соединяется с котельной установкой 2, а выход - с входом дымовой трубы 3. Установка для утилизации тепла дымовых газов содержит выполненный из стали 12Х18Н10Т основной газоход 1, к которому присоединен выполненный из стали 12Х18Н10Т первый байпасный газоход 4, на линии которого последовательно по ходу течения газа установлены: первое запорно-регулирующее устройство 5, первая ступень газоводяного поверхностного теплообменника 6, вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника 7, дымосос 8 и второе запорно-регулирующее устройство 9. При этом установка также содержит выполненный из стали 12Х18Н10Т второй байпасный газоход 10, вход которого присоединен к первому байпасному газоходу 4 между первым запорно-регулирующим устройством 5 и первой ступенью газоводяного поверхностного теплообменника 6, а выход - к первому байпасному газоходу 4 между второй ступенью газоводяного поверхностного теплообменника 7 и дымососом 8. Причем на линии второго байпасного газохода 10 установлено третье запорно-регулирующее устройство 11, соединенное с помощью кабеля с термометром сопротивления 12, установленным на линии первого байпасного газохода 4 между второй ступенью газоводяного поверхностного теплообменника 7 и выходом второго байпасного газохода 10. Третье запорно-регулирующее устройство 11 управляется по сигналу термометра сопротивления 12. Первая ступень газоводяного поверхностного теплообменника 6 содержит выполненный из стали 12Х18Н10Т бак, внутри которого установлены трубки, входы и выходы которых соединены с входным и выходным коллекторами соответственно. Вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника 7 также содержит выполненный из стали 12Х18Н10Т бак, внутри которого установлены трубки, входы и выходы которых соединены с входным и выходным коллекторами соответственно. При этом вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника 7 также содержит конденсатосборник в ее нижней части. Трубки первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника 6 и 7 представляют собой выполненные из стали 12Х18Н10Т трубки с оребрением. Термометр сопротивления 12 имеет характеристику Pt100 и токовый сигнал 4…20 мА. Первое, второе и третье запорно-регулирующие устройства 5, 9 и 11 представляют собой шиберы. При этом установка также содержит выполненный из стали 12Х18Н10Т трубопровод подпиточной воды 13, на линии которого установлен насос 14. Причем выход трубопровода подпиточной воды 13 соединен с входом выполненного из стали 12Х18Н10Т первого отводящего трубопровода 15, на линии которого последовательно по ходу течения воды установлены вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника 7 и первая ступень газоводяного поверхностного теплообменника 6. При этом выход первого отводящего трубопровода 15 соединен с первым входом выполненного из стали 12Х18Н10Т бака подпитки тепловой сети 16. Причем выход трубопровода подпиточной воды 13 также соединен с входом выполненного из стали 12Х18Н10Т второго отводящего трубопровода 17, на линии которого установлены два выполненных из стали 12Х18Н10Т поверхностных теплообменника для нагрева воды 18, соединенные с трубопроводами отбора пара из турбины (на чертеже не показаны). При этом выход второго отводящего трубопровода 17 соединен со вторым входом бака подпитки тепловой сети 16. Причем конденсатосборник второй ступени газоводяного поверхностного теплообменника 7 соединен с выполненным из стали 12Х18Н10Т трубопроводом для отвода конденсата 19.The inlet of the main gas duct 1 is connected to the boiler plant 2, and the outlet is connected to the inlet of the chimney 3. The installation for utilizing the heat of flue gases includes the main gas duct 1 made of steel 12X18H10T, to which the first bypass gas duct 4, made of steel 12X18H10T, is connected, on the line of which in series along the gas flow are installed: the first shut-off and control device 5, the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger 6, the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger 7, the smoke exhauster 8 and the second shut-off and control device 9. At the same time, the installation also contains a second bypass gas duct 10 made of steel 12Kh18N10T , the inlet of which is connected to the first bypass flue 4 between the first shut-off and control device 5 and the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger 6, and the outlet is connected to the first bypass flue 4 between the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger 7 and the smoke exhauster 8. Moreover, on the line of the second bypass gas path 10, a third shut-off and control device 11 is installed, connected by means of a cable to a resistance thermometer 12 installed on the line of the first bypass gas duct 4 between the second stage of the gas-water surface heat exchanger 7 and the outlet of the second bypass gas duct 10. The third shut-off and control device 11 is controlled by a thermometer signal resistance 12. The first stage of the gas-water surface heat exchanger 6 contains a tank made of steel 12X18H10T, inside which tubes are installed, the inlets and outlets of which are connected to the inlet and outlet manifolds, respectively. The second stage of the gas-water surface heat exchanger 7 also contains a tank made of steel 12X18H10T, inside which tubes are installed, the inlets and outlets of which are connected to the inlet and outlet manifolds, respectively. At the same time, the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger 7 also contains a condensate collector in its lower part. The tubes of the first and second stages of the gas-water surface heat exchanger 6 and 7 are finned tubes made of steel 12X18H10T. Resistance thermometer 12 has a Pt100 characteristic and a current signal of 4…20 mA. The first, second and third shut-off and control devices 5, 9 and 11 are gates. At the same time, the installation also contains a make-up water pipeline 13 made of steel 12X18H10T, on the line of which a pump 14 is installed. Moreover, the outlet of the make-up water pipeline 13 is connected to the inlet of the first outlet pipeline 15 made of steel 12X18H10T, on the line of which the second stage is installed sequentially along the water flow gas-to-water surface heat exchanger 7 and the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger 6. At the same time, the outlet of the first outlet pipeline 15 is connected to the first inlet of the heating network make-up tank 16 made of steel 12X18N10T. 17, on the line of which there are two surface heat exchangers made of steel 12X18H10T for heating water 18, connected to pipelines for extracting steam from the turbine (not shown in the drawing). At the same time, the outlet of the second outlet pipeline 17 is connected to the second inlet of the heating network make-up tank 16. Moreover, the condensate collector of the second stage of the gas-water surface heat exchanger 7 is connected to a pipeline made of steel 12Kh18N10T for condensate removal 19.

Работа установки для утилизации тепла дымовых газов осуществляется следующим образом.The operation of the installation for waste heat recovery is carried out as follows.

Вход основного газохода 1 соединяется с котельной установкой 2, а выход - с входом дымовой трубы 3. В процессе эксплуатации котельной установки 2 дымовые газы поступают из котельной установки 2 в основной газоход 1. При этом часть дымовых газов, составляющая 30% от полного расхода дымовых газов через основной газоход 1, отводится в первый байпасный газоход 4. Причем из вышеуказанной части дымовых газов, поступающей в первый байпасный газоход 1, одна часть дымовых газов, составляющая 25% от полного расхода дымовых газов через основной газоход 1, направляется в баки первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника 6 и 7, а другая часть дымовых газов, составляющая 5% от полного расхода дымовых газов через основной газоход 1, направляется во второй байпасный трубопровод 10 в обход первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника 6 и 7. После чего часть дымовых газов из первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника 6, 7 смешивается с частью дымовых газов из второго байпасного газохода 10 и затем через первый байпасный газоход 4 с помощью дымососа 8 возвращается в основной газоход 1. Первое и второе запорно-регулирующие устройства 5, 9 служат для регулирования потока дымовых газов, отводимых из основного газохода 1, а третье запорно-регулирующее устройство 11 служит для регулирования потока дымовых газов, поступающих во второй байпасный газоход 10. Подпиточная вода перекачивается с помощью насоса 14 через трубопровод подпиточной воды 13, из которого одна часть подпиточной воды поступает через первый отводящий трубопровод 15 последовательно в трубки второй и первой ступеней газоводяного поверхностного теплообменника 6 и 7, проходя через входные и выходные коллекторы первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника 6 и 7, а другая часть подпиточной воды поступает через второй отводящий трубопровод 17 в установленные на его линии подогреватели 18, в которых вода нагревается отборами пара турбины. При этом в первой и второй ступенях газоводяного поверхностного теплообменника 6, 7 происходит теплообмен между частью подпиточной воды, проходящей через трубки и коллекторы первой и второй ступеней 6 и 7, и частью дымовых газов, проходящих через баки первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника 6 и 7. Конденсат, образующийся в результате охлаждения части дымовых газов, проходящей через баки первой и второй ступеней газоводяного поверхностного теплообменника 6 и 7, отводится из конденсатосборника через трубопровод для отвода конденсата 19 в бак для хранения конденсата (на чертеже не показан). После чего обе части подпиточной воды из первого и второго отводящих трубопроводов 15, 17 поступают в бак подпитки тепловой сети 16, из которого подпиточная вода направляется к потребителю.The inlet of the main flue 1 is connected to the boiler plant 2, and the outlet is connected to the inlet of the chimney 3. During the operation of the boiler plant 2, the flue gases flow from the boiler plant 2 to the main flue 1. In this case, part of the flue gases, which is 30% of the total flue gases through the main flue 1 is discharged into the first bypass flue 4. Moreover, from the above part of the flue gases entering the first bypass flue 1, one part of the flue gases, constituting 25% of the total flue gas flow through the main flue 1, is sent to the tanks of the first and the second stage of the gas-water surface heat exchanger 6 and 7, and the other part of the flue gases, which is 5% of the total flue gas flow through the main gas duct 1, is sent to the second bypass pipeline 10, bypassing the first and second stages of the gas-water surface heat exchanger 6 and 7. After that, part flue gases from the first and second stages of the gas-water surface heat exchanger 6, 7 is mixed with part of the flue gases from the second bypass flue 10 and then through the first bypass flue 4 with the help of a smoke exhauster 8 returns to the main gas flue 1. The first and second shut-off and control devices 5, 9 serve to regulate the flow of flue gases discharged from the main flue 1, and the third shut-off and control device 11 is used to regulate the flow of flue gases entering the second bypass flue 10. Make-up water is pumped by means of a pump 14 through the make-up water pipeline 13, from which one part of the make-up water flows through the first outlet pipeline 15 successively into the tubes of the second and the first stages of the gas-water surface heat exchanger 6 and 7, passing through the inlet and outlet collectors of the first and second stages of the gas-water surface heat exchanger 6 and 7, and the other part of the make-up water enters through the second outlet pipeline 17 into the heaters 18 installed on its line, in which the water is heated by selections steam turbine. At the same time, in the first and second stages of the gas-to-water surface heat exchanger 6, 7, heat exchange occurs between a part of the make-up water passing through the tubes and collectors of the first and second stages 6 and 7, and part of the flue gases passing through the tanks of the first and second stages of the gas-to-water surface heat exchanger 6 and 7. The condensate resulting from the cooling of part of the flue gases passing through the tanks of the first and second stages of the gas-to-water surface heat exchanger 6 and 7 is discharged from the condensate collector through the condensate discharge pipeline 19 into the condensate storage tank (not shown in the drawing). After that, both parts of the make-up water from the first and second outlet pipelines 15, 17 enter the heating network make-up tank 16, from which the make-up water is directed to the consumer.

Температура дымовых газов перед дымососом 8 должна быть выше 50°С - точки росы при сжигании природного газа с содержанием серы не более 160 ppm. При этом для регулирования расхода дымовых газов, поступающих во второй байпасный газоход 10, предусмотрено третье запорно-регулирующее устройство 11, соединенное с электроприводом и термометром сопротивления 12, установленным на линии первого байпасного газохода 4 между второй ступенью газоводяного поверхностного теплообменника 7 и выходом второго байпасного газохода 10. Сигнал на автоматическое открытие/закрытие третьего запорно-регулирующего устройства 11 поступает от вышеуказанного термометра сопротивления 12. При номинальном режиме работы установки для утилизации дымовых газов третье запорно-регулирующее устройство 11 находится в открытом на 50% положении, соответствующим пропуску через второй байпасный газоход 5% от полного расхода дымовых газов через основной газоход 1. При снижении температуры дымовых газов, измеряемой термометром сопротивления 12 перед дымососом 8, ниже 30°С, по сигналу, поступающему от термометра сопротивления 12, третье запорно-регулирующее устройство 11 автоматически переводится в открытое на 100% положение, соответствующее пропуску через второй байпасный газоход 10% от полного расхода дымовых газов через основной газоход 1. Проведенные испытания показали отсутствие капельной влаги перед дымососом 8, а также отсутствие капельной влаги в основном газоходе 1 и дымовой трубе 3 при вышеуказанных режимах работы установки для утилизации дымовых газов.The temperature of the flue gases in front of the smoke exhauster 8 must be above 50 ° C - the dew point when burning natural gas with a sulfur content of not more than 160 ppm. At the same time, to control the flow of flue gases entering the second bypass gas duct 10, a third shut-off and control device 11 is provided, connected to an electric drive and a resistance thermometer 12 installed on the line of the first bypass gas duct 4 between the second stage of the gas-water surface heat exchanger 7 and the outlet of the second bypass gas duct 10. The signal for automatic opening/closing of the third shut-off and control device 11 comes from the above resistance thermometer 12. At the nominal operating mode of the flue gas utilization plant, the third shut-off and control device 11 is in the 50% open position, corresponding to the passage through the second bypass flue 5% of the total flue gas flow through the main flue 1. When the flue gas temperature, measured by a resistance thermometer 12 in front of the smoke exhauster 8, drops below 30 ° C, according to a signal from the resistance thermometer 12, the third shut-off and control device 11 auto is automatically transferred to a 100% open position, corresponding to the passage of 10% of the total flue gas flow through the main gas duct 1 through the second bypass flue. under the above operating modes of the flue gas recovery plant.

Таким образом, с учетом вышесказанного, при эксплуатации заявляемой установки для утилизации тепла дымовых газов обеспечивается автоматическая регулировка потока отводимых из основного газохода 1 дымовых газов, поступающих на подогрев подпиточной воды, с целью снижения вероятности возникновения конденсата в первом байпасном газоходе 4 перед дымососом 8, основном газоходе 1 и дымовой трубе 3; а также обеспечение отделения влаги от отводимых из основного газохода 1 дымовых газов.Thus, in view of the foregoing, during the operation of the proposed installation for flue gas heat recovery, automatic adjustment of the flow of flue gases removed from the main gas flue 1 and supplied to the make-up water heating is provided in order to reduce the likelihood of condensate in the first bypass gas flue 4 before the smoke exhauster 8, mainly flue 1 and chimney 3; as well as ensuring the separation of moisture from the flue gases discharged from the main flue 1.

Промышленная применимостьIndustrial Applicability

Патентуемое изобретение отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертеже достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами, а используемые средства просты и доступны для промышленной реализации в области теплоэнергетики.The patented invention meets the condition of "industrial applicability". The essence of the technical solution is disclosed in the formula, description and drawing clearly enough for understanding and industrial implementation by the relevant specialists, and the means used are simple and accessible for industrial implementation in the field of thermal power engineering.

Claims (1)

Установка для утилизации тепла дымовых газов, отличающаяся тем, что содержит основной газоход, к которому присоединен первый байпасный газоход, на линии которого последовательно по ходу течения газа установлены: первое запорно-регулирующее устройство, первая ступень газоводяного поверхностного теплообменника, вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника, дымосос и второе запорно-регулирующее устройство; при этом установка также содержит второй байпасный газоход, вход которого присоединен к первому байпасному газоходу между первым запорно-регулирующим устройством и первой ступенью газоводяного поверхностного теплообменника, а выход - к первому байпасному газоходу между второй ступенью газоводяного поверхностного теплообменника и дымососом; причем на линии второго байпасного газохода установлено третье запорно-регулирующее устройство, соединенное с термометром сопротивления, установленным на линии первого байпасного газохода между второй ступенью газоводяного поверхностного теплообменника и выходом второго байпасного газохода; при этом установка также содержит трубопровод подпиточной воды, на линии которого установлен насос; причем выход трубопровода подпиточной воды соединен с входом первого отводящего трубопровода, на линии которого последовательно по ходу течения воды установлены вторая ступень газоводяного поверхностного теплообменника и первая ступень газоводяного поверхностного теплообменника; при этом выход первого отводящего трубопровода соединен с первым входом бака подпитки тепловой сети; причем выход трубопровода подпиточной воды также соединен с входом второго отводящего трубопровода, на линии которого установлен как минимум один теплообменник для нагрева воды; при этом выход второго отводящего трубопровода соединен со вторым входом бака подпитки тепловой сети; причем конденсатосборник второй ступени газоводяного поверхностного теплообменника соединен с трубопроводом для отвода конденсата.Installation for flue gas heat recovery, characterized in that it contains the main gas duct, to which the first bypass gas duct is connected, on the line of which the following are installed in series along the gas flow: the first shut-off and control device, the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger, the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger, a smoke exhauster and a second shut-off and control device; the plant also contains a second bypass flue, the inlet of which is connected to the first bypass flue between the first shut-off and control device and the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger, and the outlet is connected to the first bypass flue between the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger and the smoke exhauster; moreover, on the line of the second bypass gas duct, a third shut-off and control device is installed, connected to a resistance thermometer installed on the line of the first bypass gas duct between the second stage of the gas-water surface heat exchanger and the outlet of the second bypass gas duct; while the installation also contains a make-up water pipeline, on the line of which a pump is installed; moreover, the outlet of the make-up water pipeline is connected to the inlet of the first discharge pipeline, on the line of which the second stage of the gas-to-water surface heat exchanger and the first stage of the gas-to-water surface heat exchanger are installed in series along the water flow; wherein the outlet of the first discharge pipeline is connected to the first inlet of the heating network feed tank; moreover, the outlet of the make-up water pipeline is also connected to the inlet of the second outlet pipeline, on the line of which at least one heat exchanger is installed for heating water; wherein the output of the second discharge pipeline is connected to the second input of the heating network feed tank; moreover, the condensate collector of the second stage of the gas-water surface heat exchanger is connected to the pipeline for condensate removal.
RU2022126122A 2022-10-06 Flue gas heat recovery unit RU2784567C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2784567C1 true RU2784567C1 (en) 2022-11-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1583808A (en) * 1976-12-20 1981-02-04 Electric Power Res Inst Convective heat transfer steam boiler for fuels of low energy and ash content
RU2127398C1 (en) * 1996-04-26 1999-03-10 Ульяновский государственный технический университет Boiler installation
RU2323384C1 (en) * 2006-08-30 2008-04-27 Сергей Леонидович Торопов Heat waste recover
RU2382937C1 (en) * 2009-02-09 2010-02-27 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (ОАО "ЭНИН") Boiler plant
RU2436011C1 (en) * 2010-07-01 2011-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Flue gas heat utilisation device and method of its operation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1583808A (en) * 1976-12-20 1981-02-04 Electric Power Res Inst Convective heat transfer steam boiler for fuels of low energy and ash content
RU2127398C1 (en) * 1996-04-26 1999-03-10 Ульяновский государственный технический университет Boiler installation
RU2323384C1 (en) * 2006-08-30 2008-04-27 Сергей Леонидович Торопов Heat waste recover
RU2382937C1 (en) * 2009-02-09 2010-02-27 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (ОАО "ЭНИН") Boiler plant
RU2436011C1 (en) * 2010-07-01 2011-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Flue gas heat utilisation device and method of its operation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120324893A1 (en) Coal-Fired Power Plant, and Method for Operating Coal-Fired Power Plant
US4287723A (en) Central heating and/or sanitary or industrial hot-water production installation
JP5900604B2 (en) Oxy-combustion boiler system
RU2436011C1 (en) Flue gas heat utilisation device and method of its operation
US20190242576A1 (en) Flue gas treatment system and method
RU2784567C1 (en) Flue gas heat recovery unit
RU2323384C1 (en) Heat waste recover
CN108679595B (en) Boiler of thermal power plant and air heater anti-blocking system thereof
JPH08246815A (en) Operating method of power plant
JP6526763B2 (en) Boiler plant and boiler plant operation method
CN106705110B (en) Corrosion-proof type waste incineration and generating electricity steam type airheater pipe-line system
RU2735042C1 (en) Condensation heat recovery unit
RU2185569C1 (en) Boiler plant
RU2793500C1 (en) Installation for heat recovery of flue gases and purification of their condensate
US5361827A (en) Economizer system for vapor generation apparatus
CA2155935A1 (en) Combustion apparatus
RU2561812C1 (en) Method of heat recovery and smoke gas drying and device for its realisation
RU187489U1 (en) AIR CAPACITOR WITH STEAM PARAMETER
RU2305816C2 (en) Circuit for heating air and water in high-pressure steam boilers
SU1733838A1 (en) Boiler
CN212057364U (en) Air heater with cold end is from anticorrosive function
JP2014009835A (en) Exhaust gas treatment apparatus
CN110793057B (en) System and method for preventing blockage of air preheater of coal-fired power plant
RU2698382C1 (en) Boiler plant
CN110578931A (en) System and method for adjusting temperature of primary air and secondary air by utilizing condensed water to improve air heater