RU78486U1

RU78486U1 - DEVICE FOR DISPOSAL OF HEAT OF WASTE SMOKE GASES OF TECHNOLOGICAL UNITS

Info

Publication number: RU78486U1
Application number: RU2008101022/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Алексеевич Чувакин; Геннадий Петрович Войтковский; Сергей Васильевич Бычков; Константин Валентинович Колесников; Александр Иванович Мищенко
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2008-11-27
Also published as: UA29649U

Abstract

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности к устройствам для утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов, а именно дуговых сталеплавильных печей, газоотводов конвертеров и др.The utility model relates to ferrous metallurgy, in particular to devices for heat recovery of exhaust flue gases of technological units, namely, arc steel-smelting furnaces, gas converters of converters, etc.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствовать устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов путем расширения его технологических возможностей за счет введения в него новых звеньев, обеспечивающих синхронизацию работы входящих в его состав контуров. Это обеспечивает при максимальном использовании тепла от контура утилизации тепла сократить расход электроэнергии на обеспечение циркуляции теплоносителя в контурах.The utility model is based on the task of improving the device for utilizing the heat of the exhaust flue gases of technological units by expanding its technological capabilities by introducing new links into it, which ensure synchronization of the operation of its circuits. This ensures, at maximum use of heat from the heat recovery circuit, to reduce the energy consumption for circulating the coolant in the circuits.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов, содержащем контур утилизации тепла, образованный охлаждаемым элементом технологического агрегата, циркуляционным насосом и теплообменником, при этом теплообменник включен в контур потребителя тепла, согласно полезной модели контур потребителя тепла содержит дополнительный теплообменник, установленный перед потребителем тепла, причем дополнительный теплообменник, включен в контур водогрейного котла, а регулятор расхода топлива водогрейного котла электрическими связями соединен с процессором (щитом КВП), который соединен электрическими связями с датчиками температуры в контуре утилизации тепла и в контуре потребителя тепла и со средствами изменения расхода теплоносителя циркуляционных насосов, установленных контурах утилизации тепла и водогрейного котла, при этом контур потребителя тепла содержит The problem is solved in that in a device for heat recovery of exhaust flue gases of technological units containing a heat recovery circuit formed by a cooled element of the technological unit, a circulation pump and a heat exchanger, the heat exchanger is included in the heat consumer circuit, according to a utility model, the heat consumer circuit contains an additional a heat exchanger installed in front of the heat consumer, and an additional heat exchanger is included in the circuit of the boiler, and regulate The fuel flow rate of the boiler is connected by electrical connections to the processor (KVP switchboard), which is connected by electrical connections to temperature sensors in the heat recovery circuit and in the heat consumer circuit and with means for changing the flow rate of the circulation pumps, the installed heat recovery circuits and the boiler, the heat consumer circuit contains

перемычку, соединяющую подающий и возвратный трубопроводы, минуя дополнительный теплообменник. 1 п. Ф-лы, 1 илл.a jumper connecting the supply and return pipelines, bypassing the additional heat exchanger. 1 p. F., 1 ill.

Description

Известно устройство для охлаждения газоотвода конвертера (см. а.с. СССР №196917, МПК С21С 5/38, 1967 г.), содержащее трубчатый охлаждаемый водой экран, резервуар, циркуляционный насос, регулятор и аккумулятор.A device is known for cooling the gas outlet of a converter (see AS USSR No. 196917, IPC С21С 5/38, 1967), comprising a tubular water-cooled screen, a reservoir, a circulation pump, a regulator, and a battery.

Существенными признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого технического решения, является наличие охлаждаемого элемента технологического агрегата и циркуляционного насоса, связанных между собой подающим и отводящим трубопроводами.The essential features of the analogue, which coincide with the essential features of the claimed technical solution, is the presence of a cooled element of the process unit and the circulation pump, interconnected by supply and discharge pipelines.

Недостатком аналога является невозможность утилизировать значительный энергопотенциал циркуляционной воды во время охлаждения газоотвода конвертера, так как охлаждение перегретой воды производят выпариванием части воды при дросселировании.A disadvantage of the analogue is the inability to utilize a significant energy potential of the circulating water during cooling of the converter gas outlet, since the cooling of the superheated water is carried out by evaporating part of the water during throttling.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к заявляемой полезной модели является устройство охлаждения конвертера, известное из патента UA №46971, МПК7 С21С 5/40, 2001 г.), содержащее контур утилизации тепла, образованный охлаждаемым элементом технологического агрегата, циркуляционным насосом и теплообменником, при этом теплообменник оборудован контуром потребителя тепла.The closest in technical essence and the achieved technical effect to the claimed utility model is a converter cooling device, known from patent UA No. 46971, MPK7 C21C 5/40, 2001), containing a heat recovery circuit formed by a cooled element of the technological unit, a circulation pump and heat exchanger, while the heat exchanger is equipped with a heat consumer circuit.

Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого технического решения, является наличие контура утилизации тепла, образованного охлаждаемым элементом The essential features of the prototype, coinciding with the essential features of the proposed technical solution, is the presence of a heat recovery circuit formed by the cooled element

технологического агрегата, циркуляционным насосом и теплообменником, причем теплообменник включен в контур потребителя тепла.a technological unit, a circulation pump and a heat exchanger, the heat exchanger being included in the heat consumer circuit.

Недостатком прототипа является неполное использование тепла контура утилизации, а также значительное колебание температуры теплоносителя, подаваемого потребителю, что вызвано цикличностью работы технологических агрегатов вследствие несогласованности работы контуров потребителя тепла и утилизации тепла, и повышенного расхода топлива для обеспечения необходимой температуры теплоносителя, подаваемого потребителю.The disadvantage of the prototype is the incomplete use of heat from the recovery circuit, as well as a significant fluctuation in the temperature of the coolant supplied to the consumer, which is caused by the cyclical operation of the technological units due to inconsistency of the work of the consumer circuit and heat recovery, and increased fuel consumption to ensure the necessary temperature of the coolant supplied to the consumer.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов, содержащем контур утилизации тепла, образованный охлаждаемым элементом технологического агрегата, циркуляционным насосом и теплообменником, при этом теплообменник включен в контур потребителя тепла, согласно полезной модели контур потребителя тепла содержит дополнительный теплообменник, установленный перед потребителем тепла, причем дополнительный теплообменник, включен в контур водогрейного котла, а регулятор расхода топлива водогрейного котла электрическими связями соединен с процессором (щитом КВП), который соединен электрическими связями с датчиками температуры в контуре утилизации тепла и в контуре потребителя тепла и со средствами изменения расхода теплоносителя циркуляционных насосов, установленных контурах утилизации тепла и The problem is solved in that in a device for heat recovery of flue gases of technological units containing a heat recovery circuit formed by a cooled element of the technological unit, a circulation pump and a heat exchanger, the heat exchanger is included in the heat consumer circuit, according to a utility model, the heat consumer circuit contains an additional a heat exchanger installed in front of the heat consumer, and an additional heat exchanger is included in the circuit of the boiler, and regulate The fuel consumption of the boiler is electrically connected to a processor (KVP switchboard), which is electrically connected to temperature sensors in the heat recovery circuit and in the heat consumer circuit and to means for changing the flow rate of the circulation pumps, installed heat recovery circuits, and

водогрейного котла, при этом контур потребителя тепла содержит перемычку, соединяющую подающий и возвратный трубопроводы, минуя дополнительный теплообменник.a boiler, while the heat consumer circuit contains a jumper connecting the supply and return pipelines, bypassing the additional heat exchanger.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.A causal relationship between the totality of the essential features of a utility model and the technical result achieved is as follows.

Включение в контур потребителя тепла дополнительного теплообменника, включенного в контур водогрейного котла, обеспечивает необходимую потребителю тепла температуру теплоносителя и ликвидирует колебания его температуры, вызванные цикличностью работы технологического агрегата.The inclusion of an additional heat exchanger included in the circuit of the boiler in the heat consumer circuit provides the heat carrier temperature necessary for the heat consumer and eliminates fluctuations in its temperature caused by the cyclical operation of the process unit.

Включение в состав устройства датчиков температуры, установленных в контурах утилизации тепла и потребителя тепла, позволяет вести оперативный контроль за работой устройства. Соединение процессора электрическими связями с датчиками температуры и со средствами изменения расхода теплоносителя циркуляционных насосов, установленных контурах утилизации тепла и водогрейного котла, обеспечивает коррекцию расхода воды на теплоутилизирующую установку и водогрейный котел в зависимости от температуры воды в контурах теплоутилизирующей установки и потребителей тепла. Это позволяет оптимизировать процесс нагрева подаваемого потребителю теплоносителя, сократить расход топлива на водогрейный котел и сократить расход электроэнергии.The inclusion of temperature sensors in the device, installed in the heat recovery circuits and the heat consumer, allows for operational monitoring of the operation of the device. The processor is connected by electrical connections with temperature sensors and means for changing the flow rate of the circulation pumps, the installed heat recovery circuits and the boiler, provides a correction of the water flow to the heat recovery unit and the boiler depending on the water temperature in the circuits of the heat recovery unit and heat consumers. This allows you to optimize the heating process supplied to the consumer of the coolant, reduce fuel consumption for the boiler and reduce energy consumption.

Соединение трех контуров системой автоматического управления на базе микропроцессорной техники в единую систему позволяет корректировать расход воды на теплоутилизирующую установку и водогрейный котел в зависимости от температуры воды в контурах теплоутилизирующей установки и потребителей тепла, что позволяет сократить расход электроэнергии при максимальной утилизации тепла отходящих дымовых газов технологического печного агрегата.The connection of the three circuits by the automatic control system based on microprocessor technology into a single system allows you to adjust the water flow to the heat recovery unit and the boiler depending on the water temperature in the circuits of the heat recovery unit and heat consumers, which reduces energy consumption while maximizing the heat utilization of the flue gases from the technological furnace unit.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема устройства для утилизации тепла отходящих газов технологических агрегатов.The utility model is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a diagram of a device for recovering heat from exhaust gases of technological units.

Устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических печных агрегатов содержит три замкнутых контура:A device for heat recovery of flue gases of technological furnace units contains three closed loops:

- контур утилизации тепла, образованный охлаждаемым элементом 1 технологического печного агрегата, трубопроводом 2 подачи горячего теплоносителя с установленным на нем теплообменником 3 и трубопроводом возврата охлажденного теплоносителя с установленным на нем циркуляционным насосом 4;- a heat recovery circuit formed by a cooled element 1 of the technological furnace unit, a hot coolant supply pipe 2 with a heat exchanger 3 installed on it and a cooled coolant return pipe with a circulation pump 4 installed on it;

- контур потребителя тепла включает циркуляционный насос 5, трубопроводы 6 подачи теплоносителя потребителям тепла 7, дополнительный теплообменник 8, перемычку 9;- the heat consumer circuit includes a circulation pump 5, pipelines 6 for supplying a heat carrier to heat consumers 7, an additional heat exchanger 8, a jumper 9;

- контур водогрейного котла, включающий водогрейный котел 10, циркуляционный насос 11, трубопроводы 13.- a circuit of a boiler, including a boiler 10, a circulation pump 11, pipelines 13.

Контур потребителей тепла подсоединен через теплообменники 3 и 8 к контуру утилизации тепла и к контуру водогрейного котла 10. Регулятор расхода топлива 12 водогрейного котла 10 электрическими связями 17 соединен с процессором 16 (щитом КВП), который соединен электрическими связями 14 и 15 с датчиком температуры 22, 23 и электрическими связями 18 и 19 со средством изменения расхода циркуляционной воды 20 циркуляционного насоса 11 и средством изменения расхода циркуляционной воды 21 циркуляционного насоса 4.The heat consumer circuit is connected through heat exchangers 3 and 8 to the heat recovery circuit and to the circuit of the boiler 10. The fuel consumption regulator 12 of the boiler 10 by electrical connections 17 is connected to the processor 16 (KVP panel), which is connected by electrical connections 14 and 15 to the temperature sensor 22 , 23 and electrical connections 18 and 19 with means for changing the flow rate of circulation water 20 of the circulation pump 11 and means for changing the flow rate of circulation water 21 of the circulation pump 4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Охлаждающая вода с температурой 60°С циркуляционными насосами 4 подается на конвективные и радиационные поверхности нагрева 1 охлаждения элементов технологической печи, где нагревается до температуры 95°С.Cooling water with a temperature of 60 ° C by circulation pumps 4 is fed to the convective and radiation surfaces of heating 1 of the cooling elements of the technological furnace, where it is heated to a temperature of 95 ° C.

Нагретая вода по трубопроводу 2 подачи горячего теплоносителя поступает на теплообменник 3, где нагревает воду контура потребителей тепла и охлаждается до 60°С.Heated water through the pipeline 2 for supplying hot coolant enters the heat exchanger 3, where it heats the water of the heat consumer circuit and is cooled to 60 ° C.

Охлажденная вода поступает на циркуляционные насосы 4 и таким образом контур теплоутилизирующей установки замыкается.Chilled water enters the circulation pumps 4 and thus the circuit of the heat recovery unit is closed.

Производительность циркуляционных насосов 4 может изменяться в зависимости от температуры воды на выходе из теплоутилизирующей установки, измеряемой датчиком температуры 22 путем установки на электродвигателях частотных регуляторов 21.The performance of the circulation pumps 4 may vary depending on the water temperature at the outlet of the heat recovery unit, measured by a temperature sensor 22 by installing frequency controllers 21 on the electric motors.

Вода от потребителей тепла 7 циркуляционными насосами подается на теплообменник 3, где нагревается водой контура теплоутилизирующей установки. После теплообменника 3 нагретая вода по трубопроводу 6, в зависимости от ее температуры, поступает либо на теплообменник контура водогрейного котла для догрева до необходимой потребителям тепла температуры, либо по перемычке 9 направляется непосредственно потребителям тепла без догрева. Нагретая в контурах теплоутилизирующей установки и при необходимости водогрейного котла вода поступает потребителям 7.Water from heat consumers 7 is circulated by pumps to a heat exchanger 3, where it is heated by the water from the heat recovery unit circuit. After the heat exchanger 3, heated water through the pipeline 6, depending on its temperature, either enters the heat exchanger of the circuit of the boiler for heating to the temperature required by the heat consumers, or is sent directly to the heat consumers without heat from the jumper 9. Heated water in the circuits of a heat recovery unit and, if necessary, a boiler, flows to consumers 7.

Водогрейный котел 10 включается в работу только в период, когда температура воды контура потребителя тепла после теплообменника 3, измеряемая датчиком температуры 28 недостаточна для нормального теплоснабжения потребителей. В этом случае вода контура водогрейного котла циркуляционным насосом 11 подается на водогрейный котел, где нагревается до необходимой температуры за счет сжигания природного газа, поступающего на горелку котла через регулятор 12.The boiler 10 is only included in operation when the water temperature of the heat consumer circuit after heat exchanger 3, as measured by temperature sensor 28, is insufficient for normal heat supply to consumers. In this case, the water of the boiler circuit is circulated by a circulation pump 11 to the boiler, where it is heated to the required temperature by burning natural gas entering the boiler burner through the regulator 12.

Таким образом, устройство обеспечивает одновременно охлаждение элементов технологических печных агрегатов и утилизацию тепла отходящих дымовых газов, т.е. значительное энергосбережение в процессе охлаждения элементов технологических печных агрегатов.Thus, the device simultaneously provides cooling of the elements of the technological furnace units and utilization of the heat of the exhaust flue gases, i.e. significant energy savings in the process of cooling elements of technological furnace units.

Claims

A device for recovering heat from the flue gases of process units, comprising a heat recovery circuit formed by a cooled element of the process unit, a circulation pump and a heat exchanger, wherein the heat exchanger is included in the heat consumer circuit, characterized in that the heat consumer circuit contains an additional heat exchanger installed in front of the heat consumer moreover, an additional heat exchanger is included in the circuit of the boiler, and the fuel consumption regulator of the boiler is electrically connected to a processor (KVP switchboard) by electrical connections, which is connected by electrical connections with temperature sensors in the heat recovery circuit and in the heat consumer circuit and with means for changing the flow rate of the circulation pumps installed in the heat recovery circuits and the boiler, while the heat consumer circuit contains a jumper connecting the supply and return pipelines of the heat consumer circuit bypassing the additional heat exchanger.