SK288488B6 - The method of obtaining energy from residual heat and combustion device for implementing this method - Google Patents
The method of obtaining energy from residual heat and combustion device for implementing this method Download PDFInfo
- Publication number
- SK288488B6 SK288488B6 SK5008-2013A SK50082013A SK288488B6 SK 288488 B6 SK288488 B6 SK 288488B6 SK 50082013 A SK50082013 A SK 50082013A SK 288488 B6 SK288488 B6 SK 288488B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- flue gas
- process water
- heat
- contact
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
- F22D1/003—Feed-water heater systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
- F22D1/16—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters with water tubes arranged otherwise than in the boiler furnace, fire tubes, or flue ways
- F22D1/18—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters with water tubes arranged otherwise than in the boiler furnace, fire tubes, or flue ways and heated indirectly
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
Abstract
Description
Vynález sa týka zariadenia na využitie zvyškového tepla spalín, ktorých teplota je vyššia ako teplota ich rosného bodu a ktoré obsahujú agresívne zložky, najmä spalín kotlov na pevné palivá.The invention relates to an apparatus for utilizing the residual heat of flue gases whose temperature is above their dew point and which contains aggressive components, in particular flue gases of solid fuel boilers.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V súčasnosti sa väčšina elektrickej energie vyrábanej vo svete vyrába v kotloch spaľujúcich tuhé palivá, najmä uhlie, ale aj biomasu. Tieto kotly vyrábajú paru na pohon kondenzačnej parnej turbíny alebo kondenzačnej parnej turbíny s medziodberom pary na teplárenské účely. Je snaha stále zvyšovať účinnosť premeny tepelnej energie na elektrickú. V súčasnosti sa to deje najmä zvyšovaním parametrov pary, to je tlaku a teploty až na tzv. nadkritické parametre, a to najmä pri elektrárenských kotloch s výkonom stoviek megawattov. Pri kotloch pod 100 MW nieje zatiaľ reálne ísť touto cestou z ekonomických a technických dôvodov. Žiadna iná cesta ako zvyšovanie parametrov pary sa doteraz v poslednom čase neuplatnila.At present, most of the world's electricity is produced in solid fuel boilers, especially coal, but also biomass. These boilers produce steam to drive a condensing steam turbine or condensing steam turbine with intermediate steam extraction for heating purposes. Efforts are constantly being made to increase the efficiency of converting thermal energy into electrical energy. At present, this is done mainly by increasing the steam parameters, ie pressure and temperature up to the so-called steam pressure. supercritical parameters, especially in power boilers with hundreds of megawatts. For boilers below 100 MW it is not realistic to go this way for economic and technical reasons. So far, no other way than increasing steam parameters has been applied recently.
V súčasnosti prebieha výroba pary tak, že para s vysokými parametrami ide do parnej turbíny a kondenzuje pri nízkom tlaku cca 0,008 MPa a pri teplotách zvyčajne okolo 30 až 45 °C, za vzniku vody s približne rovnakou teplotou. Táto voda sa musí ohriať na tzv. teplotu napájacej vody, zvyčajne na cca 105 °C. Tento ohrev vody asi z 30 až 45 °C na 105 °C sa v súčasnosti zaisťuje parou z medziodberu pary. Dochádza k tzv. regenerácii napájacej vody. Para, ktorá ohrieva túto napájaciu vodu, je tak na výkon turbíny stratená. Kotly na tuhé palivá vyrábajúce paru pracujú, podľa veľkosti kotla, s tepelnou účinnosťou od asi 87 až po 92,5 % a pritom vypúšťajú do komína spaliny s teplotou zvyčajne 120 - 170 °C. Teplo spalín skryté v tomto zvyškovom teple sa pri kotloch spaľujúcich pevné palivá nevyužíva. Využitie tohto tepla by vyžadovalo použitie výmenníka s nízko potencionálnym chladiacim médiom, tzv. kondenzátor spalín. Kondenzátor spalín sa nepoužíva najmä preto, že palivo, v prípade uhlia, obsahuje predovšetkým síru, môže obsahovať i HC1 a obsahuje i vodu. Pri horení vzniká kysličník siričitý, ten s vodou reaguje na kyselinu siričitú, a tá by spôsobila rýchlu degradáciu kondenzačného výmenníka. Spaliny často obsahujú zmes aj viacerých kyselín, čo situáciu ešte zhoršuje. Taktiež prach by sa nalepoval na teplozmenné plochy kondenzačného výmenníka a jednak by ich ničil, jednak by znižoval prestup tepla. Pri biomase, najmä pri bylinnej biomase, pristupuje k síre aj chlór vo zvýšenej koncentrácii vo forme chlorovodíka HC1, z ktorého sa za prítomnosti vody vytvorí kyselina chlorovodíková, ktorá je ešte oveľa väčšia žieravina. Keby sa spaliny ochladzovali pod teplotu rosného bodu, potom by kondenzovali pary zmesi rôznych kysličníkov, pary HC1, spolu s vodnými parami pri vzniku zmesi korozívnych kyselín, navyše pôsobiacich pri relatívne vyšších teplotách, a došlo by k veľmi intenzívnej korózii výmenníka. Účinkom zmesi kyselín najmä siričitej, sírovej a chlorovodíkovej, ale prípadne aj uhličitej, fluorovodíkovej a pod., výpočet nieje vyčerpávajúci, žiadny bežný kovový materiál, teda materiál používaný na prenos tepla, neodolá. Zvyčajná životnosť je menej ako jeden rok. Tieto bežné materiály sú úplne nevhodné na konštrukciu výmenníkov. Olovo je neprípustné z dôvodu ochrany životného prostredia, sklo a plasty z dôvodu zlej tepelnej vodivosti týchto materiálov. Kovové materiály typu „alloy“ (Ni Cr Mo), čo sú materiály so zvýšenou odolnosťou proti korózii, síce môžu istý čas korózii odolávať, ich životnosť je však obmedzená na roky, navyše sú neuveriteľne drahé a zle spracovateľné.At present, steam production takes place so that steam with high parameters goes to a steam turbine and condenses at a low pressure of about 0.008 MPa and at temperatures usually about 30 to 45 ° C, producing water of approximately the same temperature. This water must be heated to the so-called. temperature of the feed water, usually to about 105 ° C. This water heating from about 30 to 45 ° C to 105 ° C is currently provided by steam from the intermediate steam extraction. The so-called. regeneration of feed water. The steam that heats this feed water is thus lost to the turbine power. Steam-fired solid fuel boilers operate, depending on the size of the boiler, with a thermal efficiency of about 87 to 92.5%, while emitting flue gas with a temperature of usually 120-170 ° C. The heat of the flue gases hidden in this residual heat is not used in solid fuel fired boilers. The use of this heat would require the use of an exchanger with a low-potential coolant, the so-called heat exchanger. flue gas condenser. In particular, the flue gas condenser is not used because the fuel, in the case of coal, contains mainly sulfur, may also contain HCl and also contain water. Burning produces sulfur dioxide, which reacts with water to form sulfuric acid, which would cause rapid degradation of the condensation exchanger. Flue gases often contain a mixture of several acids, which makes the situation even worse. Also, the dust would stick to the heat exchange surfaces of the condensation exchanger and, on the one hand, destroy them and, on the other hand, reduce heat transfer. In biomass, especially in herbaceous biomass, chlorine is also treated in an increased concentration in the form of HCl, from which, in the presence of water, hydrochloric acid is formed, which is much more caustic. If the flue gas were cooled below the dew point, it would condense vapors of a mixture of different oxides, HCl vapor, together with water vapor to form a mixture of corrosive acids, additionally acting at relatively higher temperatures, and would cause very intense corrosion of the exchanger. Due to the mixture of acids, especially sulfuric, sulfuric and hydrochloric, but also possibly carbonic, hydrofluoric and the like, the calculation is not exhaustive, no conventional metal material, that is to say the material used for heat transfer, can withstand. Usual life is less than one year. These conventional materials are completely unsuitable for the construction of heat exchangers. Lead is impermissible due to environmental protection, glass and plastics due to poor thermal conductivity of these materials. Alloy metals (Ni Cr Mo), which are materials with increased corrosion resistance, may resist corrosion for some time, but their lifetime is limited to years, but they are incredibly expensive and difficult to process.
Súčasné kotly prevádzkované s palivami, ktoré majú agresívne spaliny, teda vypúšťajú do ovzdušia zvyškové teplo, ktoré sa za súčasného stavu techniky nedokáže ekonomicky využiť. Zvyčajne pri veľkých tepelných sústavách s kotlami priemyselného vyhotovenia, ktoré sa využívajú na diaľkové kúrenie, ako sú mestské tepelné siete, sa takéto nízko potencionálne teplo ani nevyskytuje, alebo len v zanedbateľnom množstve.Thus, current boilers operating with fuels having aggressive flue gases release residual heat into the atmosphere which cannot be economically utilized in the prior art. Usually, in large heating systems with industrial boilers that are used for district heating, such as municipal heating networks, such low potential heat is not even present, or only in a negligible amount.
Doteraz nikto nevyužil to, že v teplárenských a elektrárenských sústavách s kondenzačnými medziodberovými turbínami toto nízko potencionálne teplo zvyčajne existuje, a nielen to, ono napodiv existuje v dostatočnom množstve. A pomocou neho by sa dala podstatne zvýšiť termická účinnosť parného cyklu a zároveň aj tepelná účinnosť kotla. Navrhnutým systémom (podstatou vynálezu) je možné zvýšiť termickú účinnosť cyklu proti bežne používaným riešeniam (podľa veľkosti zariadenia) pri menších od cca 5 až po cca 8,5 %. T. j. pri rovnakej výrobe elektrickej energie je možné ušetriť cca 5 - 8,5 % paliva.So far, no one has taken advantage of the fact that, in CHP systems with condensation inter-turbine turbines, this low-potential heat usually exists, and not only that, strangely enough, it exists. And it could significantly increase the thermal efficiency of the steam cycle and at the same time the thermal efficiency of the boiler. By the proposed system (the essence of the invention) it is possible to increase the thermal efficiency of the cycle over conventional solutions (depending on the size of the device) at less than about 5 to about 8.5%. T. j. With the same production of electricity it is possible to save about 5 - 8.5% of fuel.
Pri menších (1-15 MWe) súčasne stavaných zdrojoch výroby elektrickej energie a tepla (KVET) z biomasy je teda možné zvýšiť termickú účinnosť o 5 až 8,5 %, t. j. až na úroveň veľkých elektrární. Pri veľkých elektrárňach je možné zvýšiť túto účinnosť síce o niečo menej, ale prínos je stále veľmi významný. Napr. pri realizácii uvedeného (technického riešenia) vynálezu pri 1000 MWe bloku to môže znamenať úsporu aj o viac ako o 200 000 t paliva ročne.Thus, with smaller (1-15 MWe) co-built biomass power and heat generation (CHP), it is possible to increase the thermal efficiency by 5 to 8.5%, i. j. down to the level of large power plants. For large power plants, this efficiency can be increased somewhat less, but the benefits are still very significant. E.g. in the implementation of the present invention (technical solution) at a 1000 MWe block, this can also mean savings of more than 200,000 tons of fuel per year.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nedostatky doterajšieho stavu techniky do značnej miery eliminuje zariadenie na využitie zvyškového tepla spalín, ktorých teplota ja vyššia ako teplota ich rosného bodu a ktoré obsahujú agresívne zložky, najmä spalín pri kotloch na pevné palivá, kde podstata vynálezu spočíva v tom, že tieto spaliny ofukujú procesnú vodu na odovzdávanie tepelnej energie spalín procesnej vode na ohriatie procesnej vody na teplotu najviac na teplotu varu procesnej vody v daných atmosférických a tlakových podmienkach prostredia. pH procesnej vody sa pritom nastavuje na neutralizáciu korozívnych účinkov kondenzujúcich agresívnych zložiek spalín. Spalinami ohriata procesná voda potom odovzdáva svoje teplo chladiacej vode na jej ohriatie a takto ochladená procesná voda sa vedie späť do prúdu spalín na odobratie tepelnej energie týmto spalinám.The aforementioned drawbacks of the prior art are largely eliminated by an apparatus for utilizing the residual heat of flue gases whose temperature is above their dew point and which contain aggressive constituents, in particular flue gases for solid fuel boilers, the essence of the invention being process water for transferring the thermal energy of the process water flue gas to heat the process water to a temperature no greater than the boiling point of the process water under given atmospheric and pressure environmental conditions. The pH of the process water is adjusted to neutralize the corrosive effects of the condensing aggressive flue gas components. The process water heated by the flue gas then transfers its heat to the cooling water for heating, and the thus cooled process water is returned to the flue gas stream to remove thermal energy from the flue gas.
Vo výhodnom uskutočnení zariadenia sa pri použití chladiaca voda zohreje na teplotu vyššiu ako vstupná teplota chladiacej vody, najvyššie však na teplotu zodpovedajúcu teplote varu procesnej vody v daných atmosférických a tlakových podmienkach prostredia.In a preferred embodiment of the apparatus, in use, the cooling water is heated to a temperature higher than the cooling water inlet temperature, but most preferably to a temperature corresponding to the boiling point of the process water under the given atmospheric and pressure environmental conditions.
Chladiacou vodou je kondenzát vzniknutý kondenzáciou pary, spravidla kondenzát vzniknutý kondenzáciou pary poháňajúcej parnú turbínu alebo kondenzát vzniknutý kondenzáciou pary za kondenzačnou parnou turbínou. Chladiaca voda môže byť ochladená vrátená voda z vykurovacieho systému so vstupnou teplotou v rozsahu od 0 °C do 80 °C alebo lepšie od 60 °C, alebo lepšie do 50 °C, alebo najlepšie do 40 °C.The cooling water is the condensate formed by the condensation of the steam, generally the condensate formed by the condensation of the steam driving the steam turbine or the condensate formed by the condensation of the steam after the condensation steam turbine. The cooling water may be cooled return water from the heating system with an inlet temperature ranging from 0 ° C to 80 ° C or better from 60 ° C, or more preferably up to 50 ° C, or preferably up to 40 ° C.
Kondenzát zohriaty procesnou vodou sa výhodne použije na napájaciu vodu parného kotla a môže to byť voda, ktorá je vrátená z vykurovacieho systému.The condensate heated by the process water is preferably used for the feed water of the steam boiler and may be water that is returned from the heating system.
Výstupná teplota chladiacej vody zohriatej spalinami prostredníctvom procesnej vody je výhodne v rozsahu od 40 °C alebo od 50 °C, alebo od 60 °C až do teploty varu procesnej vody v daných atmosférických a tlakových podmienkach prostredia, zatiaľ čo vstupná teplota chladiacej vody zohriatej spalinami prostredníctvom procesnej vody je v rozsahu od 0 °C do 80 °C alebo aspoň do 60 °C, alebo lepšie do 50 °C, alebo najlepšie do 40 °C.The outlet temperature of the flue gas cooled by the process water is preferably in the range of 40 ° C or 50 ° C, or from 60 ° C up to the boiling point of the process water under given atmospheric and pressurized ambient conditions, while the inlet temperature of the flue gas cooled water by the process water it is in the range of 0 ° C to 80 ° C or at least 60 ° C, or more preferably up to 50 ° C, or most preferably up to 40 ° C.
Vo zvlášť výhodnom uskutočnení sa chladiaca voda ohriata spalinami prostredníctvom procesnej vody privádza ešte do prúdu spalín pred oblasť ofukovania procesnej vody na ďalšie zvýšenie jej teploty.In a particularly preferred embodiment, the cooling water heated by the flue gas by the process water is fed into the flue gas stream upstream of the process water blow-off area to further increase its temperature.
pH procesnej vody ofukovanej spalinami je výhodne väčšie ako 5,0, lepšie však väčšie ako 6,5, ešte lepšie väčšie ako 6,9 a najlepšie väčšie ako 7,5.The pH of the exhaust gas process water is preferably greater than 5.0, more preferably greater than 6.5, even more preferably greater than 6.9 and most preferably greater than 7.5.
Výhodou pritom je, ak sa tuhé látky po usadení odlučujú z procesnej vody.The advantage is that the solids are separated from the process water after settling.
Opísaný spôsob je možné použiť tam, kde aj pri prekročení rosného bodu vznikajú kyseliny, ktorých agresivita je nižšia ako pri spalinách, ktoré obsahujú kyseliny sírovú, siričitú alebo chlorovodíkovú.The process described can be used where, even when the dew point is exceeded, acids are formed whose aggressiveness is lower than that of flue gases containing sulfuric, sulfuric or hydrochloric acids.
Zariadenie podľa vynálezu obsahuje kontaktný výmenník tepla na odovzdávanie tepla zo spalín do procesnej vody. Ku spalinovému vstupu kontaktného výmenníka je pripojený výstup spalín z kotla na pevné palivá a/alebo zo spaľovacieho zariadenia obsahujúceho agresívne spaliny na vedenie spalín kontaktným výmenníkom tepla. Proti prúdu spalín z kotla je vstup procesnej vody na kontaktný príjem tepla zo spalín v kontaktnom výmenníku tepla. Výstup procesnej vody kontaktného výmenníka tepla je pripojený na vstup procesnej vody druhého výmenníka tepla na odovzdanie tepla z procesnej vody na chladiacu vodu, zatiaľ čo výstup procesnej vody z druhého výmenníka tepla je pripojený na vstup procesnej vody kontaktného výmenníka tepla. Do obehu procesnej vody je pripojené ústrojenstvo na doplňovanie alkálií do procesnej vody na udržanie pH procesnej vody na úrovni umožňujúcej neutralizáciu korozívnych účinkov kyselín vznikajúcich pri kondenzácii spalín.The device according to the invention comprises a contact heat exchanger for transferring heat from the flue gas to the process water. Connected to the flue gas inlet of the contact exchanger is a flue gas outlet from the solid fuel boiler and / or from a combustion device containing aggressive flue gas to guide the flue gas through the contact heat exchanger. Upstream of the flue gas stream from the boiler there is a process water inlet for contact receiving heat from the flue gases in the contact heat exchanger. The process water outlet of the contact heat exchanger is connected to the process water inlet of the second heat exchanger to transfer heat from the process water to the cooling water, while the process water outlet of the second heat exchanger is connected to the process water inlet of the contact heat exchanger. A process for supplying alkali to the process water is connected to the process water circuit to maintain the pH of the process water at a level allowing neutralization of the corrosive effects of acids resulting from the flue gas condensation.
Vo výhodnom uskutočnení zariadenia podľa vynálezu je kontaktný výmenník tepla vybavený konštrukciou na zvýšenie účinnosti odovzdania tepla a/alebo na oplach vnútorných štruktúr výmenníka, a/alebo na zvýšenie účinnosti odovzdania tepla spalín procesnej vode, a/alebo na zvýšenie účinnosti neutralizácie korozívnych účinkov kyselín vznikajúcich pri kondenzácii spalín. Výstup spalín z kotla na pevné palivá a/alebo zo zdroja spalín s agresívnymi spalinami do kontaktného výmenníka tepla a vstup procesnej vody na oplach vnútorných štruktúr kontaktného výmenníka tepla a na príjem tepla zo spalín je usporiadaný v hornej časti kontaktného výmenníka tepla.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the contact heat exchanger is provided with a structure for increasing the heat transfer efficiency and / or for rinsing the internal structures of the exchanger, and / or for increasing the heat transfer efficiency of the flue gas of the process water, and / or increasing the efficiency of neutralizing the corrosive effects flue gas condensation. The flue gas outlet from the solid fuel boiler and / or the flue gas source with aggressive flue gas to the contact heat exchanger and the process water inlet for rinsing the internal structures of the contact heat exchanger and for receiving heat from the flue gas is arranged at the top of the contact heat exchanger.
V ďalšom výhodnom uskutočnení zariadenia podľa vynálezu je oteplený kondenzát použitý na napájaciu vodu parného kotla a/alebo iného tepelného zdroja, a/alebo tepelného okruhu.In another preferred embodiment of the device according to the invention, the warmed condensate is used to feed the steam boiler and / or other heat source, and / or the heat circuit.
Medzi kontaktným výmenníkom tepla a druhým výmenníkom tepla je v ďalšom výhodnom uskutočnení zaradená usadzovacia nádoba na usadenie pevných častí spláchnutých z kontaktného výmenníka tepla, ktorá je výhodne vybavená vyhŕňacím ústrojenstvom na odstránenie usadenín z usadzovacej nádoby. Medzi usadzovacou nádobou na usadenie pevných častíc spláchnutých z kontaktného výmenníka tepla na odovzdávanie tepla z procesnej vody na chladiacu vodu je v ďalšom výhodnom uskutočnení zapojené čerpadlo procesnej vody.Between the contact heat exchanger and the second heat exchanger, in a further preferred embodiment, there is a settling vessel for settling solids flushed from the contact heat exchanger, which is preferably provided with a firing device for removing deposits from the settling vessel. In a further preferred embodiment, a process water pump is connected between the settling vessel for settling the solid particles flushed from the contact heat exchanger to transfer heat from the process water to the cooling water.
Ústrojenstvo na doplňovanie alkálií do procesnej vody na udržanie pH procesnej vody na úrovni umožňujúcej likvidáciu korozívnych účinkov kyselín vznikajúcich pri kondenzácii spalín je vo výhodnom uskutočnení nastavené na udržanie pH procesnej vody na hodnotu väčšiu ako 5,0, v inom výhodnom uskutočnení na hodnotu väčšiu ako 6,5 alebo na hodnotu väčšiu ako 6,9, v najvýhodnejšom uskutočnení potom na hodno3 tu väčšiu ako 7,5. Ústrojenstvo na doplňovanie alkálií do procesnej vody je do obehu procesnej vody výhodne pripojené medzi výstup procesnej vody kontaktného výmenníka tepla a čerpadla procesnej vody.The device for adding alkali to the process water to maintain the pH of the process water at a level allowing the corrosion effects of acids resulting from flue gas condensation to be eliminated is preferably set to maintain the pH of the process water at greater than 5.0, in another preferred embodiment to greater than 6 5, or a value greater than 6.9, most preferably a value greater than 7.5. Preferably, the alkaline water make-up device is connected to the process water circuit between the process water outlet of the contact heat exchanger and the process water pump.
V ďalšom výhodnom uskutočnení vynálezu obsahuje zariadenie ešte tretí výmenník tepla, ktorý je usporiadaný medzi výstupom spalín zo zdroja tepla a spalinovým vstupom kontaktného výmenníka tepla. Druhý výmenník tepla je vybavený výstupom chladiacej vody, ktorý je pripojený na vstup chladiacej vody tretieho výmenníka tepla na odovzdanie tepla zo spalín do chladiacej vody, zatiaľ čo výstup chladiacej vody tretieho výmenníka tepla je pripojený na napájaciu nádrž zdroja tepla a/alebo na vykurovací okruh kotla, a/alebo na iný vykurovací okruh.In a further preferred embodiment of the invention, the device further comprises a third heat exchanger which is arranged between the flue gas outlet from the heat source and the flue gas inlet of the contact heat exchanger. The second heat exchanger is provided with a cooling water outlet connected to the cooling water inlet of the third heat exchanger to transfer heat from the flue gas to the cooling water, while the cooling water outlet of the third heat exchanger is connected to the heat source supply tank and / or boiler heating circuit. , and / or another heating circuit.
Na zvýšenie teploty výstupných spalín a/alebo na reguláciu koncovej teploty spalín, a/alebo na reguláciu výkonu odovzdávaného tepla výmenníkom tepla je v ďalšom výhodnom uskutočnení pred vstupom spalín kontaktného výmenníka tepla usporiadaná regulačným prvkom vybavená odbočka do vstupu spalín z kontaktného výmenníka tepla.In order to increase the temperature of the flue gas and / or to control the flue gas end temperature, and / or to control the output of the heat transferred by the heat exchanger, in a further preferred embodiment a branch is provided with a control element in the flue gas inlet from the contact heat exchanger.
V ďalšom výhodnom príkladnom uskutočnení zariadenia podľa vynálezu je medzi výstupom procesnej vody druhého výmenníka tepla a vstupom procesnej vody kontaktného výmenníka tepla zapojené ústrojenstvo na doplňovanie a/alebo odvádzanie procesnej vody.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, a device for adding and / or discharging the process water is connected between the process water outlet of the second heat exchanger and the process water inlet of the contact heat exchanger.
V ešte inom výhodnom uskutočnení je druhý výmenník tepla vybavený vstupom chladiacej vody druhého výmenníka tepla, ktorý je pripojený ku kondenzátoru pary umiestnenom za kondenzačnou časťou parnej turbíny a/alebo za parným vykurovacím systémom, pričom chladiaca voda je kondenzáciou pary vzniknutý kondenzát s teplotou 0 až 80 °C alebo s teplotou 0 až 70 °C, alebo s teplotou 0 až 60 °C, alebo s teplotou 0 až 50 °C, alebo s teplotou 0 až 40 °C.In yet another preferred embodiment, the second heat exchanger is provided with a cooling water inlet of a second heat exchanger which is connected to a steam condenser downstream of the condensation portion of the steam turbine and / or after the steam heating system, wherein the cooling water is condensate formed at 0 to 80 Or a temperature of 0 to 70 ° C, or a temperature of 0 to 60 ° C, or a temperature of 0 to 50 ° C, or a temperature of 0 to 40 ° C.
V ďalšom výhodnom uskutočnení je výstup chladiacej vody tretieho výmenníka tepla a/alebo výstup chladiacej vody druhého výmenníka tepla napojený na tepelný okruh kotla.In a further preferred embodiment, the cooling water outlet of the third heat exchanger and / or the cooling water outlet of the second heat exchanger is connected to the boiler heating circuit.
Konečne v ešte inom výhodnom uskutočnení výstup chladiacej vody tretieho výmenníka tepla a/alebo výstup chladiacej vody druhého výmenníka tepla, a/alebo výstup chladiacej vody druhého výmenníka tepla je pripojený na vstup napájacej vody parného kotla a/alebo iného tepelného zdroja a/alebo tepelného okruhu.Finally, in yet another preferred embodiment, the cooling water outlet of the third heat exchanger and / or cooling water outlet of the second heat exchanger, and / or the cooling water outlet of the second heat exchanger is connected to the feed water inlet of the steam boiler and / or other heat source and / or heat circuit .
Opísané zariadenie je možné použiť aj tam, kde pri prekročení rosného bodu vznikajú kyseliny, ktorých agresivita je nižšia ako pri spalinách, ktoré obsahujú kyseliny sírovú, siričitú alebo chlorovodíkovú.The described apparatus can also be used where the dew point exceeds acids which are less aggressive than flue gases containing sulfuric, sulfuric or hydrochloric acids.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Vynález bude ďalej podrobnejšie opísaný podľa priložených výkresov, kde na obr. 1 je znázornené prvé príkladné uskutočnenie zariadenia podľa vynálezu a na obr. 2 je znázornené druhé príkladné uskutočnenie zariadenie podľa vynálezu.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a device according to the invention, and FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of an apparatus according to the invention.
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ďalej bude opísané príkladné uskutočnenie zariadenia na využitie zvyškového tepla spalín, ktorých teplota je vyššia ako teplota ich rosného bodu a ktoré obsahujú agresívne zložky, čo sú najmä spaliny pri kotloch na pevné palivá, ako je uhlie alebo biomasa. Pri tomto príkladnom uskutočnení sa spaliny vytvorené v tepelnom zdroji, napríklad v kotle na pevné palivá, vedú proti procesnej vode, ktorú ofukujú na odovzdanie svojej tepelnej energie tejto procesnej vode, a to na ohriatie tejto procesnej vody na teplom vyššiu varu procesnej vody v daných atmosférických a tlakových podmienkach prostredia. Pritom sa pH procesnej vody nastavuje na neutralizáciu korozívnych účinkov kondenzujúcich agresívnych zložiek spalín, a to na hodnom prevyšujúcu 5 a najlepšie na hodnotu prevyšujúcu 7,5. Spalinami ohriata procesná voda potom odovzdáva svoje teplo chladiacej vode na jej ohriatie a takto ochladená procesná voda sa vedie späť do prúdu spalín na odobratie tepelnej energie týmto spalinám.Hereinafter, an exemplary embodiment of an apparatus for utilizing the residual heat of flue gases having a temperature above their dew point and containing aggressive components, particularly flue gases in solid fuel boilers such as coal or biomass, will be described. In this exemplary embodiment, the flue gas formed in a heat source, for example in a solid fuel boiler, is directed against the process water, which is blown to transfer its thermal energy to the process water, to heat the process water to heat a higher boiling process water in the atmospheric and environmental pressure conditions. The pH of the process water is adjusted to neutralize the corrosive effects of the condensing aggressive flue gas components at a value in excess of 5 and preferably in a value in excess of 7.5. The process water heated by the flue gas then transfers its heat to the cooling water for heating, and the thus cooled process water is returned to the flue gas stream to remove thermal energy from the flue gas.
Pri tomto spôsobe sa teplo spalín, ktoré by inak unikalo do priestoru, odovzdáva procesnej vode, ktorá prúdi smerom proti spalinám, neutralizuje spaliny a týmito spalinami sa ďalej ohrieva a transportuje teplo prostredníctvom samo sebe, teda neutralizovanej procesnej vode, a ktorá nedovolí koróziu teplozmenných plôch, najmä druhého výmenníka 1 tepla. Procesná voda prúdi po vonkajšom povrchu kovového zariadenia výmenníka 1 tepla a prevod tepla teda prebieha priamo zo spalín na povrchovú procesnú vodu - pri odovzdávaní tepla tejto procesnej vode teda teplo neprestupuje materiálom konštrukcie 2 výmenníka j_ tepla. Preto môže byť kontaktný výmenník J_ tepla zhotovený aj z materiálu netypického pre výmenníky tepla, teda z materiálu so zlou tepelnou vodivosťou, ako sú plasty, napr. ako polypropylén, polyetylén, PVDF a podobne, výpočet nie je vyčerpávajúci, ktoré sú lacné a je ich nekonečne mnoho. Zároveň z týchto plastov je možné vyrobiť i žalúziovú, rúrkovú či inú konštrukciu 2 zariadenia zvyšujúcu kontaktnú plochu výmenníka tepla a tým aj účinnosť premeny tepelnej energie spalín do tepelnej energie procesnej vody. Predĺženie intervalu prietoku konštrukciou 2 výmenníka tepla sa zvyšuje čas, počas ktorého k prechodu tepla dochádza a súčasne sa zvyšuje účinnosť neutralizácie spalín.In this method, the heat of the flue gas that would otherwise escape into the space is transferred to the process water, which flows against the flue gas, neutralizes the flue gas, and further heats and transports the heat through the flue gas neutralized process water, thereby avoiding corrosion of the heat exchange surfaces. , in particular the second heat exchanger 1. The process water flows along the outer surface of the metal heat exchanger device 1 and the heat transfer therefore takes place directly from the flue gas to the surface process water - thus, when the heat is transferred to this process water, the heat does not pass through the material of the heat exchanger structure. Therefore, the contact heat exchanger 11 can also be made of atypical material for heat exchangers, i.e. a material with poor thermal conductivity, such as plastics, e.g. such as polypropylene, polyethylene, PVDF and the like, the calculation is not exhaustive, which is inexpensive and is infinitely many. At the same time, it is possible to produce from these plastics also a louver, tubular or other construction 2 of the device increasing the contact surface of the heat exchanger and thus the efficiency of the conversion of thermal energy of flue gases into thermal energy of the process water. Increasing the flow interval through the heat exchanger structure 2 increases the time during which the heat transfer occurs and at the same time the flue gas neutralization efficiency increases.
Pokiaľ by sa použila procesná voda s vyšším pH, by bolo možné na konštrukciu 2 výmenníka 1 tepla použiť aj bežné kovové materiály, najmä na žalúziové kovové zariadenie, po ktorých procesná voda prúdi a priebežne neutralizuje kyseliny, vznikajúce v spalinách najmä po ich kondenzácii a chráni tak tento materiál pred koróziou. V takom prípade spaliny ohrievajú zospodu konštrukciu 2 výmenníka tepla 1 a toto teplo sa prenáša priamo na procesnú vodu obtekajúcu konštrukciu 2 výmenníka X tepla, navyše k teplu získaného ofukovaním procesnej vody.If a higher pH process water is used, conventional metal materials could also be used for the heat exchanger 1 construction 2, in particular for a louver metal device, after which the process water flows and continuously neutralizes the acids formed in the flue gas especially after their condensation and protection. so this material before corrosion. In this case, the flue gas heats the heat exchanger structure 1 from below and this heat is transferred directly to the process water bypassing the heat exchanger structure 2, in addition to the heat obtained by blowing the process water.
Na obr. 1 je schematicky znázornené príkladné uskutočnenie zariadenia na využitie zvyškového tepla spalín podľa vynálezu. Toto zariadenie obsahuje kontaktný výmenník X tepla na odovzdávanie tepla zo spalín do procesnej vody a druhý výmenník 6 tepla na odovzdanie tepla z procesnej vody na chladiacu vodu. Kontaktný výmenník X tepla obsahuje spalinový vstup 8 na prívod spalín, vstup 7 prívodu procesnej vody a výstup 14 procesnej vody je prepojený s výstupom 9 procesnej vody druhého výmenníka 6 tepla, zatiaľ čo výstup 14 procesnej vody kontaktného výmenníka X tepla je prepojený s prvým vstupom 10 procesnej vody do druhého výmenníka 6 tepla. Do obehu procesnej vody je k usadzovacej nádobe 3 pripojené ústrojenstvo 5 na doplňovanie alkálií do procesnej vody na udržanie pH procesnej vody na úrovni umožňujúcej neutralizáciu korozívnych účinkov kyselín vznikajúcich pri kondenzácii spalín. Kontaktný výmenník X tepla ja vybavený konštrukciou 2 na zvýšenie účinnosti odovzdania tepla. Táto konštrukcia 2 môže mať napr. voštinovú štruktúru, cez ktorú zospodu dohora prúdia spaliny a ktorú dolu omýva procesná voda s vhodne nastaveným pH. Táto konštrukcia 2 slúži aj na zvýšenie účinnosti odovzdania tepla spalín procesnej vode, prípadne aj na zvýšenie účinnosti neutralizácie korozívnych účinkov kyselín vznikajúcich pri kondenzácii spalín. Voštinová štruktúra však nie je nevyhnutná, môže ísť aj o rúrkovú alebo inak konštruovanú konštrukciu s podobnými účinkami, ako je konštrukcia voštinová.In FIG. 1 schematically illustrates an exemplary embodiment of a residual heat recovery device according to the invention. This device comprises a contact heat exchanger X for transferring heat from the flue gas to the process water and a second heat exchanger 6 for transferring heat from the process water to the cooling water. The heat exchanger contact X comprises a flue gas inlet 8 for the flue gas inlet, a process water inlet 7 and a process water outlet 14 communicating with the process water outlet 9 of the second heat exchanger 6, while the process water outlet 14 of the contact heat exchanger X communicating with the first inlet 10 process water to the second heat exchanger 6. In the process water circuit, a settling vessel 3 is connected to the process vessel 5 for adding alkali to the process water to maintain the pH of the process water at a level which makes it possible to neutralize the corrosive effects of acids resulting from the condensation of flue gases. The contact heat exchanger X is provided with a structure 2 for increasing the heat transfer efficiency. This structure 2 may have e.g. a honeycomb structure through which the flue gas flows from the bottom up and which is washed down by the process water at a suitably adjusted pH. This construction 2 also serves to increase the heat transfer efficiency of the flue gases of the process water, or possibly to increase the efficiency of neutralizing the corrosive effects of acids resulting from the flue gas condensation. However, the honeycomb structure is not necessary, it may also be a tubular or otherwise constructed structure with similar effects to the honeycomb structure.
Chladiaca voda je spravidla kondenzát vzniknutý kondenzáciou pary v kondenzátore pary umiestnenom za kondenzačnou časťou parnej turbíny a/alebo za parnou turbínou, a/alebo za parným vykurovacím systémom, a/alebo vykurovacia voda, a má teplotu v rozsahu od 0 do 80 °C, lepšie od 0 do 50 °C alebo lepšie od 0 do 40 °C. Oteplený kondenzát potom môže byť použitý na napájaciu vodu parného kotla a/alebo iného tepelného zdroja, a/alebo tepelného okruhu.Typically, the cooling water is condensate formed by condensation of steam in a steam condenser downstream of the condensation portion of the steam turbine and / or after the steam turbine, and / or after the steam heating system, and / or the heating water, and has a temperature in the range 0 to 80 ° C. preferably from 0 to 50 ° C or more preferably from 0 to 40 ° C. The warmed condensate can then be used to feed the steam boiler and / or other heat source, and / or the heat circuit.
Medzi kontaktným výmenníkom X tepla a druhým výmenníkom 6 tepla je zapojená usadzovacia nádoba 3 na usadenie pevných častíc spláchnutých z kontaktného výmenníka X tepla. Do obehu procesnej vody je k usadzovacej nádobe 3 pripojené ústrojenstvo 5 na doplňovanie alkálií do procesnej vody na udržanie pH procesnej vody na úrovni umožňujúcej neutralizáciu korozívnych účinkov kyselín vznikajúcich pri kondenzácii spalín. Táto usadzovacia nádoba 3 je ďalej vybavená meračom 27 pH a vyhŕňajúcim ústrojenstvom 16 na odstránenie usadenín z usadzovacej nádoby 3.Between the contact heat exchanger X and the second heat exchanger 6, a settling vessel 3 is mounted to collect the solid particles flushed from the contact heat exchanger X. In the process water circuit, a settling vessel 3 is connected to the process vessel 5 for adding alkali to the process water to maintain the pH of the process water at a level which makes it possible to neutralize the corrosive effects of acids resulting from the condensation of flue gases. This settling vessel 3 is further provided with a pH meter 27 and a topping device 16 for removing deposits from the settling vessel 3.
Ústrojenstvo 5 na doplňovanie alkálií je pripojené do usadzovacej nádoby 3. Medzi prvým výstupom 17 procesnej vody z usadzovacej nádoby 3 a prvým vstupom 10 druhého výmenníka 6 tepla je potom zapojené prvé čerpadlo 4 procesnej vody. Ústrojenstvo 5 na doplňovanie alkálií však môže byť do obehu procesnej vody pripojené medzi výstup procesnej vody kontaktného výmenníka X tepla a prvé čerpadlo 4 procesnej vody, ktorého výstup je potom zapojený na prvý vstup 10 procesnej vody do druhého výmenníka 6 tepla. Toto ústrojenstvo 5 na doplňovanie alkálií do procesnej vody udržiava pH procesnej vody na úrovni umožňujúcej likvidáciu korozívnych účinkov kyselín vznikajúcich pri kondenzácii spalín, je nastavené na udržanie pH procesnej vody na vhodnú hodnotu. Ako vhodná hodnota môže stačiť hodnota väčšia ako 5,0, za iných okolností musí byť hodnota väčšia ako 6,5 alebo 6,6, však najlepšie zariadenie pracuje s hodnotou pH väčšou ako 7,5.The alkali refill device 5 is connected to the settling vessel 3. A first process water pump 4 is then connected between the first process water outlet 17 from the settling vessel 3 and the first inlet 10 of the second heat exchanger 6. However, the alkali refill device 5 may be connected to the process water circuit between the process water outlet of the contact heat exchanger X and the first process water pump 4, whose outlet is then connected to the first process water inlet 10 to the second heat exchanger 6. This alkali refill device 5 maintains the process water pH at a level allowing the corrosive effects of acids resulting from the condensation of flue gas to be controlled, and is adjusted to maintain the process water pH at a suitable value. A value greater than 5.0 may be sufficient, in other circumstances the value must be greater than 6.5 or 6.6, but the device preferably works at a pH greater than 7.5.
Pri tomto príkladnom uskutočnení zariadenie podľa vynálezu obsahuje ešte tretí výmenník 18 tepla, ktorý je usporiadaný medzi výstupom spalín zo zdroja tepla a spalinovým vstupom 8 kontaktného výmenníka X tepla. Druhý výmenník 6 tepla je vybavený vstupom 19 chladiacej vody a výstupom 20 chladiacej vody, ktorý je pripojený ku vstupu 21 chladiacej vody tretieho výmenníka 18 tepla na odovzdanie tepla zo spalín do chladiacej vody. Výstup 22 chladiacej vody tretieho výmenníka 18 tepla je pripojený k napájacej nádrži zdroja tepla a/alebo na vykurovací okruh kotla, a/alebo na iný vykurovací okruh. Tento tretí výmenník 18 tepla netrpí koróziou, pretože voda, ktorá doň vstupuje, je ohriata nad rosný bod spalín, takže spaliny v treťom výmenníku 18 tepla nekondenzujú, na ploche, ktorú spaliny ofukujú, sa nevytvárajú žiadne kyseliny.In this exemplary embodiment, the device according to the invention further comprises a third heat exchanger 18 which is arranged between the flue gas outlet from the heat source and the flue gas inlet 8 of the contact heat exchanger X. The second heat exchanger 6 is provided with a cooling water inlet 19 and a cooling water outlet 20, which is connected to the cooling water inlet 21 of the third heat exchanger 18 to transfer heat from the flue gas to the cooling water. The cooling water outlet 22 of the third heat exchanger 18 is connected to the supply tank of the heat source and / or to the boiler heating circuit, and / or to another heating circuit. This third heat exchanger 18 does not suffer from corrosion because the water entering it is heated above the dew point of the flue gas, so that the flue gas in the third heat exchanger 18 does not condense, and no acids are formed on the surface blown by the flue gas.
Na zvýšenie teploty vystupujúcich spalín a/alebo na reguláciu koncovej teploty spalín, a/alebo na reguláciu výkonu tepla odovzdávaného výmenníkom X, 6, do istej miery aj výmenníka 18 tepla, je pred spalinovým vstupom 8 kontaktného výmenníka X tepla usporiadaná regulačným prvkom 23 vybavená odbočka 24 do výstupu 25 spalín z kontaktného výmenníka X tepla, ktorý je prípadne cez regulačnú klapku 26 pripojený ku kontaktnému výmenníku X tepla.In order to increase the temperature of the exiting flue gas and / or to control the end temperature of the flue gas and / or to control the heat output of the heat exchanger X, 6, to some extent the heat exchanger 18, 24 to the flue gas outlet 25 of the contact heat exchanger X, which is optionally connected to the contact heat exchanger X via a control flap 26.
Medzi výstupom 9 procesnej vody druhého výmenníka 6 tepla a vstupom 7 procesnej vody kontaktného výmenníka X tepla je zapojené ústrojenstvo 29 na doplňovanie a/alebo odvádzanie procesnej vody.Between the process water outlet 9 of the second heat exchanger 6 and the process water inlet 7 of the contact heat exchanger X, a device 29 for adding and / or discharging the process water is connected.
V činnosti tohto zariadenia vstupujú spaliny do tretieho výmenníka 18 tepla s počiatočnou teplotou Tl a po prechode tretím výmenníkom 18 tepla vstupujú do kontaktného výmenníka J_ tepla s počiatočnou teplotou T2. Po prechode kontaktným výmenníkom J_ tepla odchádzajú spaliny s teplotou T3 do ovzdušia. Teplota spalín po prechode výmenníkmi 18 a 1 klesá z teploty Tl cez teplotu T2 na teplotu T3. Ešte teplota T2 je vyššia ako rosný bod spalín, takže tretí výmenník 18 tepla môže byť vyrábaný z materiálu, pri ktorom nie sú požiadavky na antikoróznosť vzdornosť vysoké. V priebehu prechodu kontaktným výmenníkom 1 tepla sa teplota spalín dostáva pod rosný bod spalín, ale kyseliny na konštrukcii 2 kontaktného výmenníka J_ tepla sú okamžite neutralizované procesnou vodou s upraveným pH, ktorá neustále obmýva plochy konštrukcie 2. Do ovzdušia odchádzajúce spaliny sú tak ochladené pod teplotu svojho rosného bodu bez toho, aby spôsobili koróziu teplo zmenných plôch výmenníka.In operation, the flue gas enters the third heat exchanger 18 at the initial temperature T1 and, after passing through the third heat exchanger 18, enters the contact heat exchanger 1 at the initial temperature T2. After passing through the contact heat exchanger 11, the flue gas at temperature T3 is discharged into the atmosphere. The temperature of the flue gas after passing through exchangers 18 and 1 decreases from temperature T1 through temperature T2 to temperature T3. Even the temperature T2 is higher than the dew point of the flue gas, so that the third heat exchanger 18 can be made of a material in which the corrosion resistance requirements are not high. During the passage through the heat exchanger 1, the flue gas temperature falls below the flue gas dew point, but the acids on the heat exchanger 1 contact structure 2 are immediately neutralized by a pH-adjusted process water which constantly washes the surfaces of the structure 2. their dew point without causing corrosion of the heat exchanger surfaces.
Procesná voda je privádzaná na vstup 7 procesnej vody kontaktného výmenníka J_ tepla, je ofukovaná spalinami prechádzajúcimi v protismere proti toku procesnej vody, týmito spalinami sa ohrieva a steká cez výstup 14 procesnej vody kontaktného výmenníka J_ tepla do usadzovacej nádoby 3, v ktorej sa usadzujú pevné častice spláchnuté z kontaktného výmenníka J_ tepla. Tieto usadeniny sú potom vyhrúovacím ústrojenstvom 16 na odstránenie usadenín z usadzovacej nádoby 3 vylučované z ďalšieho obehu. Z prvého výstupu 17 procesnej vody usadzovacej nádoby 3 je procesná voda čerpaná prvým čerpadlom 4 procesnej vody k vstupu 10 procesnej vody druhého výmenníka 6 tepla.The process water is supplied to the process water inlet 7 of the contact heat exchanger 1, is blown off by the flue gases passing upstream of the process water flow, these flue gases are heated and flowed through the process water outlet 14 of the contact heat exchanger 1 into a settling vessel 3 particles flushed from the contact heat exchanger 11. These deposits are then eliminated from the circulation by the heating means 16 for removing the deposits from the settling vessel 3. From the first process water outlet 17 of the settling vessel 3, the process water is pumped by the first process water pump 4 to the process water inlet 10 of the second heat exchanger 6.
V tomto druhom výmenníku 6 tepla odovzdáva procesná voda svoje teplo chladiacej vode, ktorá do druhého výmenníka 6 tepla vstupuje cez vstup 19 chladiacej vody so vstupnou teplotou tl, typicky cca 35 - 40 °C. Z výstupu 20 chladiacej vody ide chladiaca voda s teplotou t2, ktorá je typicky 90 až 95 °C ku vstupu 21 chladiacej vody tretieho výmenníka 18 tepla na odovzdanie tepla zo spalín do chladiacej vody. Chladiaca voda s teplotou t3, typicky 105 - 135 °C, potom z výstupu 22 chladiacej vody tretieho výmenníka 18 tepla odchádza k napájacej nádrži zdroja tepla a/alebo na vykurovací okruh kotla, a/alebo na iný vykurovací okruh.In this second heat exchanger 6, the process water transfers its cooling water heat to the second heat exchanger 6 through the cooling water inlet 19 with an inlet temperature t1, typically about 35-40 ° C. From the cooling water outlet 20, cooling water at a temperature t2, which is typically 90 to 95 ° C, goes to the cooling water inlet 21 of the third heat exchanger 18 to transfer heat from the flue gas to the cooling water. Cooling water at a temperature t3, typically 105-135 ° C, then flows from the cooling water outlet 22 of the third heat exchanger 18 to the heat source supply tank and / or to the boiler heating circuit and / or to another heating circuit.
Na reguláciu teploty chladiacej vody je pred spalinovým vstupom 8 kontaktného výmenníka J_ tepla usporiadaná regulačným prvkom 23 vybavená odbočka 24 do výstupu 25 spalín z kontaktného výmenníka 1 tepla, ktorou môže odchádzať časť spalín do priechodu tretím výmenníkom 18 tepla priamo do ovzdušia. Výstup 25 spalín kontaktného výmenníka J_ tepla je cez regulačnú klapku 26 vyvedený do ovzdušia. Pokiaľ by bolo potrebné znížiť teplom chladiacej vody, pootvorí sa regulačný prvok 23 a priškrtí sa regulačná klapka 26. Takto časť spalín odchádza z tretieho výmenníka 18 tepla priamo do ovzdušia bez toho, aby prešla kontaktným výmenníkom 1 tepla a bez toho, aby odovzdala časť svojej tepelnej energie procesnej vode.In order to regulate the temperature of the cooling water, a branch 24 is provided upstream of the flue gas inlet 8 of the heat exchanger 1, provided with a control element 23, into the flue gas outlet 25 from the heat exchanger 1, through which part of the flue gas can pass into the third heat exchanger 18 directly into the atmosphere. The flue gas outlet 25 of the contact heat exchanger 11 is discharged through the control flap 26 into the atmosphere. Should it be necessary to reduce the heat of the cooling water, the control element 23 is opened and the control flap 26 is throttled. Thus, some of the flue gas leaves the third heat exchanger 18 directly into the atmosphere without passing through the heat exchanger 1 without passing part of its thermal energy of process water.
Na obr. 2 je znázornené ďalšie príkladné uskutočnenie zariadenia podľa vynálezu. Obeh spalín je rovnaký ako pri zariadení znázornenom na obr. 1. V obehu procesnej vody je vo vetve, ktorou ide procesná voda z usadzovacej nádoby 3 cez druhý výmenník 6 tepla ku vstupu 7 procesnej vody kontaktného výmenníka J_ tepla, pridaná paralelná vetva, vedúca z druhého výstupu 11 procesnej vody usadzovacej nádoby 3 cez druhé čerpadlo 28 procesnej vody na vstup 12 procesnej vody štvrtého výmenníka 13 tepla a zo štvrtého výmenníka 13 tepla ku druhému vstupu 15 procesnej vody druhého výmenníka 6 tepla. Procesná voda sa prietokom štvrtým výmenníkom 13 tepla ochladí na teplotu tp3, typicky 61 °C a prietokom druhým výmenníkom 6 tepla sa ochladí na teplom tp2, typicky 40 °C. Prechodom kontaktným výmenníkom J_ tepla sa procesná voda ohrieva na teplotu tpl, čo je typicky 90 - 95 °C. Rovnako chladiaca voda má v tomto uskutočnení dva okruhy, jeden je rovnaký s okruhom opísaným v súvislosti s obr. 1 a druhý, ktorým môže byť napr. obehová voda vykurovacieho systému. Obehová voda vykurovacieho systému vstupuje v tomto uskutočnení do štvrtého výmenníka 13 tepla, napr. so vstupnou teplotou t4, typicky 60 °C, a výstupnou teplotou t5, typicky 90 °C.In FIG. 2 shows another exemplary embodiment of the device according to the invention. The flue gas circulation is the same as that shown in FIG. 1. In the process water circuit, a parallel branch leading from the second process water outlet 11 of the settler 3 through the second pump is added to the process water inlet 7 of the contact heat exchanger 7 in the branch which is the process water from the settling vessel 3 via the second heat exchanger 6. 28 of the process water to the process water inlet 12 of the fourth heat exchanger 13 and from the fourth heat exchanger 13 to the second process water inlet 15 of the second heat exchanger 6. The process water is cooled to a temperature tp3 of typically 61 ° C by flowing through a fourth heat exchanger 13, and cooled to a temperature tp2 of typically 40 ° C by flowing through a second heat exchanger 6. By passing through the contact heat exchanger 11, the process water is heated to a temperature tpl, which is typically 90-95 ° C. Also, the cooling water in this embodiment has two circuits, one being the same as that described with reference to FIG. 1 and the second, which may be e.g. circulating water of the heating system. In this embodiment, the circulating water of the heating system enters the fourth heat exchanger 13, e.g. with an inlet temperature t4, typically 60 ° C, and an outlet temperature t5, typically 90 ° C.
Pritom chladiaca voda s teplotou tl = 35 °C môže byť kondenzát z kondenzátora pary umiestneného za kondenzačnou parnou turbínou s teplotou tl = 35 °C, a ohrieva sa prietokom druhým výmenníkom 6 tepla na teplotu t2 = 90 °C, a ďalej sa ohrieva prietokom tretím výmenníkom 18 tepla na teplotu 135 °C, vedie sa ďalej do napájacej nádrže kotla, odtiaľ do kotla, v ktorom sa vyrába para na pohon kondenzačnej parnej turbíny.The cooling water at temperature tl = 35 ° C can be condensate from the steam condenser downstream of the condensing steam turbine at temperature tl = 35 ° C, and is heated by the flow through the second heat exchanger 6 to a temperature t2 = 90 ° C, and further heated by flow through a third heat exchanger 18 to a temperature of 135 ° C, it is fed further into the boiler feed tank, from there to the boiler in which steam is produced to drive the condensing steam turbine.
Variantne kondenzát môže byť studená vrátená voda kondenzátu pary z vykurovacieho okruhu sušiarne, napr. sladu, kde táto je dochladená sušiacim vzduchom vstupujúcim do sušiarne sladu, na teplotu cca 40 °C, ďalej sa kondenzát v druhom výmenníku 6 tepla ohreje na 90 °C a potom prietokom tretím výmenníkom 18 tepla na teplom 105 °C, odtiaľ ide do napájacej nádrže kotla, odtiaľ do kotla, kde sa mení na paru, táto para ide do sušiarne do výmenníka para - vzduch, kde kondenzuje a nasávaným vzduchom do sušiarne sa kondenzovaná voda dochladí na teplotu cca 40 °C a celý cyklus sa opakuje.Alternatively, the condensate may be the cold return water of the steam condensate from the dryer heating circuit, e.g. 40 ° C, the condensate in the second heat exchanger 6 is heated to 90 ° C and then through the third heat exchanger 18 to 105 ° C through a heat exchanger, from where it goes to the feed from the boiler tank, from there to the boiler, where it changes to steam, this steam goes to the dryer to the steam - air exchanger, where it condenses and with the sucked air into the dryer the condensed water is cooled down to approx. 40 ° C and the whole cycle is repeated.
V inom príklade môže byť táto chladiaca voda studenou vrátenou vodou z vykurovacieho okruhu s teplotou tl = 45 °C a môže sa v druhom výmenníku 6 tepla ohriať na teplotu t2 = 85 °C, v treťom výmenníku 18 tepla sa ohreje na 110 °C a odtiaľ môže ísť napríklad do vykurovacieho okruhu nejakej tepelnej sústavy na vykurovanie napríklad plavárne. Variantne môže ísť táto voda do teplovodného kotla, kde sa jej teplota zvyšuje napr. na 150 °C, ktorá ďalej ide do vykurovacieho okruhu na vykurovanie mesta.In another example, the cooling water may be cold return water from the heating circuit at a temperature tl = 45 ° C and may be heated to a temperature t2 = 85 ° C in a second heat exchanger 6, heated to 110 ° C in a third heat exchanger 18. from there it can go, for example, to the heating circuit of a heating system for heating, for example a swimming pool. Alternatively this water can go to a hot water boiler where its temperature rises e.g. to 150 ° C, which then goes to the heating circuit for heating the city.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Vynález je využiteľný najmä pri energetických blokoch, kde sa vyrába elektrická energia v parných kondenzačných turbínach či parných kondenzačných medziodberových turbínach, kde sa vyskytuje nízko potencionálne chladiace médium, t. j. najmä chladný kondenzát z kondenzačných parných turbo ústrojenstiev a najmä tam, kde sa spaľujú tuhé palivá alebo aj plynné palivá. A tam, kde je väčšie či menšie korózne zaťaženie kondenzačného výmenníka. Ďalej všade tam, kde sa vyskytuje nízko potencionálne médium, ktoré je potrebné zohriať na teploty až dané teplotou varu procesnej kvapaliny pri daných atmosférických a tlakových podmienkach kontaktného výmenníka.The invention is particularly useful in power blocks where electricity is produced in steam condensing turbines or steam condensing inter-turbine turbines where low-potential coolant occurs, i. j. in particular, cold condensate from condensing steam turbo systems and especially where solid fuels or even gaseous fuels are burned. And where there is a greater or lesser corrosion load on the condensation exchanger. Furthermore, wherever there is a low potential medium that needs to be heated to temperatures up to the boiling point of the process liquid under the given atmospheric and pressure conditions of the contact exchanger.
PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS
Claims (13)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-165A CZ306634B6 (en) | 2012-03-08 | 2012-03-08 | A method of obtaining energy from the residual heat of combustion products and a device for implementing this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK50082013A3 SK50082013A3 (en) | 2013-10-02 |
| SK288488B6 true SK288488B6 (en) | 2017-09-04 |
Family
ID=47877979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK5008-2013A SK288488B6 (en) | 2012-03-08 | 2013-03-08 | The method of obtaining energy from residual heat and combustion device for implementing this method |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2657597B1 (en) |
| CZ (1) | CZ306634B6 (en) |
| PL (1) | PL2657597T3 (en) |
| SK (1) | SK288488B6 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107631641A (en) * | 2017-09-01 | 2018-01-26 | 中清源环保节能有限公司 | A kind of coal-burning power plant's heat supply initial station low temperature reclaims subsidiary engine cooling water heat system |
| CN108798813A (en) * | 2018-09-10 | 2018-11-13 | 技新（浙江）节能技术有限公司 | A kind of steel mill's flue gas waste heat power generation device |
| CN109539222A (en) * | 2018-11-30 | 2019-03-29 | 江苏威特斯锅炉制造有限公司 | A kind of condensation steam boiler |
| CN110274491A (en) * | 2019-07-15 | 2019-09-24 | 中能服能源科技股份有限公司 | One kind being used for flue contact smoke heat replacing device |
| CN113952752A (en) * | 2021-10-28 | 2022-01-21 | 镇海石化工程股份有限公司 | Anti-corrosion condensation method for tower top of acidic water stripping device |
| CN115077281A (en) * | 2021-12-16 | 2022-09-20 | 程子剑 | Industrial waste heat power generation system and method |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CS136410B5 (en) * | 1968-09-06 | 1970-05-15 | ||
| US4340572A (en) * | 1978-05-19 | 1982-07-20 | Woodside Construction, Inc. | Process for recovering heat from stack or flue gas |
| US4489679A (en) * | 1983-12-12 | 1984-12-25 | Combustion Engineering, Inc. | Control system for economic operation of a steam generator |
| US4491093A (en) * | 1984-03-26 | 1985-01-01 | Hoekstra I Arthur | Energy and water recovery from flue gases |
| DE3606681A1 (en) * | 1986-02-27 | 1986-10-09 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | METHOD AND DEVICE FOR RECOVERY OF EXHAUST WATER ENERGY |
| US4660511A (en) * | 1986-04-01 | 1987-04-28 | Anderson J Hilbert | Flue gas heat recovery system |
| DE3809893A1 (en) * | 1988-03-24 | 1989-10-12 | Steag Fernwaerme | ARRANGEMENT FOR TRANSFERRING REMOTE HEAT TO A WATER HEATING SYSTEM |
| GB8928621D0 (en) * | 1989-12-19 | 1990-02-21 | Emvertec Ltd | Condensing economisers |
| DE4308310A1 (en) * | 1993-03-16 | 1993-09-30 | Tilo Dipl Ing Dolata | Exhaust gas scrubber with heat recovery and plastic construction - performs water spray scrubbing in first and third stages, and passes exhaust gas through adsorption material while heat is removed by cooling coils in second stage |
| DE19543449A1 (en) * | 1995-11-22 | 1997-05-28 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Method and device for using the remaining sensible and latent heat of an exhaust gas from a furnace |
| SE9702830D0 (en) * | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Nonox Eng Ab | Environment friendly high efficiency power generation method based on gaseous fuels and a combined cycle with a nitrogen free gas turbine and a conventional steam turbine |
| WO2010149173A2 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | Dall Energy Holding Aps | Method and system for cleaning of and heat recovery from hot gases |
-
2012
- 2012-03-08 CZ CZ2012-165A patent/CZ306634B6/en not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-03-08 PL PL13466004T patent/PL2657597T3/en unknown
- 2013-03-08 SK SK5008-2013A patent/SK288488B6/en not_active IP Right Cessation
- 2013-03-08 EP EP13466004.2A patent/EP2657597B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ306634B6 (en) | 2017-04-12 |
| CZ2012165A3 (en) | 2013-09-18 |
| PL2657597T3 (en) | 2019-09-30 |
| EP2657597B1 (en) | 2019-04-03 |
| EP2657597A1 (en) | 2013-10-30 |
| SK50082013A3 (en) | 2013-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11821637B2 (en) | Energy-saving system using electric heat pump to deeply recover flue gas waste heat from heat power plant for district heating | |
| SK288488B6 (en) | The method of obtaining energy from residual heat and combustion device for implementing this method | |
| CN107120714B (en) | A kind of whole yearization comprehensive utilization energy conserving system | |
| EP2264287B1 (en) | Energy generating method using thermal cycles with high-pressure and moderate-temperature steam | |
| US20130305554A1 (en) | Non-contact Sludge Drying System With Flue Gas Heat | |
| KR20170102793A (en) | Gas-steam combined cycle centralized heat supply device and heat supply method | |
| US9581328B2 (en) | High efficiency feedwater heater | |
| RU2688078C2 (en) | Coaling welded electric installation with oxy-ignition with heat integrating | |
| JP5881751B2 (en) | Boiler unit extraction steam sludge drying system with heat compensation | |
| Reddy et al. | Waste Heat Recovery Methods And Technologies. | |
| CN107178814A (en) | A kind of thermal power plant boiler fume afterheat is used for the energy conserving system of central heating | |
| CN100358800C (en) | Electric furnace method yellow phosphorus tail gas residual heat comprehensive balance utilizing system | |
| WO2012097602A1 (en) | Low-pressure steam generation system utilizing waste heat of flue gas | |
| WO2012172173A1 (en) | Method and equipment for utilizing thermal energy | |
| CN105371669B (en) | Flue gas of glass melting furnace and annealing kiln waste gas residual heat combined recovery electricity generation system and method | |
| RU2670998C2 (en) | Energy installation with oxygen boiler with integrated heat in air intake unit | |
| CN113686190B (en) | System and method for comprehensively recycling and utilizing low-temperature waste heat | |
| US20160025331A1 (en) | Condensate preheater for waste heat steam generator | |
| CN211854932U (en) | Waste heat and residual gas power generation device | |
| KR101007860B1 (en) | Apparatus of Recovery of thermal energy in Boiler exhaust gas and condensation water | |
| Deng | Simulation study of a flue gas waste heat and water co-recovery system | |
| CN114033510A (en) | Desulfurization slurry heat-extraction water taking device utilizing unit steam extraction and working method thereof | |
| KR20240097038A (en) | Additional feedwater heater apparatus using flue gas | |
| CN116658890A (en) | Waste heat coupling utilization system and method for steam turbine and boiler | |
| Preston et al. | Waste/low quality heat recovery and utilization with low temperature economizers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20210308 |