SK50082013A3 - 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
- SK50082013A3 SK50082013A3 SK5008-2013A SK50082013A SK50082013A3 SK 50082013 A3 SK50082013 A3 SK 50082013A3 SK 50082013 A SK50082013 A SK 50082013A SK 50082013 A3 SK50082013 A3 SK 50082013A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- process water
- flue gas
- water
- heat
- 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 spôsobu využitia zvyškového tepla spalín, ktorých teplota je vyššia ako teplota ich rosného bodu a ktoré obsahujú agresívne zložky, najmä spalín kotlov na pevné palivá. Vynález sa rovnako týka spôsobu zvýšenia termickej účinnosti kotla a parného cyklu pri výrobe elektrickej energie z pary. Vynález sa rovnako týka zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu.The invention relates to a method of utilizing the residual heat of flue gases whose temperature is above their dew point temperature and which contain aggressive components, in particular flue gases of solid fuel boilers. The invention also relates to a method for increasing the thermal efficiency of a boiler and a steam cycle in producing steam power. The invention also relates to an apparatus for carrying out this method.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V súčasnej dobe sa väčšina elektrickej energie vyrábanej vo svete vyrába v kotloch spaľujúcich tuhé palivá, najmä uhlie, ale aj z biomasy. Tieto kotle vyrábajú paru na pohon kondenzačnej parnej turbíny alebo kondenzačnej parnej turbíny s medzi odberom pary na teplárenské účely. Je snaha stále zvyšovať účinnosť premeny tepelnej energie na elektrickú. V súčasnej dobe 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 nie je zatiaľ reálne ísť touto cestou z ekonomických a technických dôvodov. Žiadna iná cesta ako zvyšovanie parametrov pary sa doteraz v poslednej dobe neuplatnila.Currently, most of the world's electricity is produced in solid-fuel boilers, especially coal, but also from biomass. These boilers produce steam for driving a condensing steam turbine or a condensing steam turbine with steam withdrawal 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 súčasnej dobe 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 z asi 30 až 45 °C na 105 °C sa v súčasnej dobe zaisťuje parou z medzi odberu pary. Dochádza k tzv. regenerácii napájacej vody. Para, ktorá ohrieva túto napájaciu vodu, je tak na výkon turbíny stratená. Tieto kotle na tuhé palivá vyrábajúce paru pracujú, podľa veľkosti kotla, s tepelnou účinnosťou od asi 87 až po 92,5 %. Tieto kotle 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 HCI 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 HCI, 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 HCI, 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 nie je vyčerpávajúci, žiadny bežný kovový materiál, teda materiál používaný na prenos tepla, neodolá. Zvyčajná životnosť je pod 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 heating of water from about 30 ° C to 45 ° C to 105 ° C is currently provided by the steam from the steam extraction. The so-called. regeneration of feed water. The steam that heats this feed water is thus lost to the turbine power. These steam-fired solid fuel boilers operate, depending on the size of the boiler, with a thermal efficiency of about 87 to 92.5%. These boilers discharge the flue gas into the chimney with temperature 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, which, in the presence of water, forms hydrochloric acid, 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 vapors 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, etc., the calculation is not exhaustive, no conventional metal material, that is to say the material used for heat transfer, can withstand. Usual life is under one year. These common 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.
Stávajúce kotle prevádzkované s palivami, ktoré majú agresívne spaliny, teda vypúšťajú do vzdušia 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, existing boilers operating with fuels having aggressive flue gases discharge into the air residual heat 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 medzi odberovými 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. Že navrhnutým systémom (podstatou vynálezu) je možné zvýšiť termickú účinnosť cyklu voči 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 plants with condensation between take-off turbines, this low potential heat usually exists, and not only that, it surprisingly exists in sufficient quantities. And it could significantly increase the thermal efficiency of the steam cycle and at the same time the thermal efficiency of the boiler. That by the proposed system (the essence of the invention) it is possible to increase the thermal efficiency of the cycle relative to commonly used 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 zdrojov 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 elektrárni Pri veľkých elektrárňach je možné zvýšiť túto účinnosť síce o niečo menej, ale prínos je stále veľmi významný. Napr. pri realizácii nižšie uvedeného (technického riešenia) vynálezu pri 1000 MWe bloku to môže znamenať úsporu aj cez 200 0001 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. down to the level of large power plants With large power plants, this efficiency can be increased somewhat less, but the benefits are still very significant. E.g. with the implementation of the invention (below) at 1000 MWe block, this may mean savings of over 200,000 fuel per year.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nedostatky doterajšieho stavu techniky do značnej miery eliminuje spôsob využitia 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.Said drawbacks of the prior art largely eliminate the method of utilizing the residual heat of flue gases whose temperature is above their dew point and which contain aggressive constituents, especially flue gases in solid fuel boilers, where the essence of the invention is that the flue gases blow off the process water for transferring the thermal energy of the flue gas of the process water to heat the process water to a temperature not exceeding the boiling point of the process water under the 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 vyhotovení vynálezu sa 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 invention, the cooling water is heated to a temperature higher than the cooling water inlet temperature, but at most to a temperature corresponding to the boiling point of the process water under the given atmospheric and pressure environmental conditions.
V ďalších výhodných vyhotovenia vynálezu je takou chladiacou vodou 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.In further preferred embodiments of the invention, such cooling water is condensate formed by steam condensation, generally condensate formed by condensation of steam driving a steam turbine or condensate formed by condensation of steam after a 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 more preferably from 60 ° C or more preferably to 50 ° C or most preferably to 40 ° C.
Kondenzát zohriaty procesnou vodou sa s výhodou 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 s výhodou 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 cooling water heated by the flue gas 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 the given atmospheric and pressure ambient conditions. by process water, it is in the range of from 0 ° C to 80 ° C or at least up to 60 ° C or more preferably up to 50 ° C or most preferably up to 40 ° C.
Vo zvlášť výhodnom vyhotovení 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 s výhodou 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 flue 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.
Vyššie popísaný 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 method described above 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.
Uvedené nedostatky doterajšieho stavu techniky rovnako do značnej miery eliminuje zariadenie na uskutočňovanie vyššie uvedeného spôsobu, kde podstata tohto zariadenia bude opísaná nižšie. Toto zariadenie 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 aforementioned drawbacks of the prior art are also largely eliminated by an apparatus for carrying out the above method, the nature of the apparatus being described below. This device includes 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 vyhotovení 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 zdroje 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 heat exchanger structures and / or for increasing the heat transfer efficiency of the process water flue gas and / or increasing the efficiency of neutralizing the corrosive effects of acids generated by 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 to rinse the internal structures of the contact heat exchanger and to receive heat from the flue gas is arranged at the top of the contact heat exchanger.
V ďalšom výhodnom vyhotovení zariadenia podľa vynálezu je oteplený kondenzát použitý na napájaciu vodu parného kotla a/alebo iného tepelného zdroja a/alebo tepelného okruhu.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the warmed condensate is used for the feed water of the steam boiler and / or other heat source and / or heat circuit.
Medzi kontaktným výmenníkom tepla a druhým výmenníkom tepla je v ďalšom výhodnom vyhotovení zaradená usadzovacia nádoba na usadenie pevných častí spláchnutých z kontaktného výmenníka tepla, ktorá je s výhodou opatrená vyhŕňacím ústrojenstvom na odstránenie usadenín zusadzovacej nádoby. Medzi usadzovacov nádobou na usadenie pevných častíc spláchnutých s kontaktného výmenníka tepla na odovzdávanie tepla z procesnej vody na chladiacu vodu je v ďalšom výhodnom vyhotovení zapojené čerpadlo procesnej vody.In a further preferred embodiment, a settling vessel is arranged between the contact heat exchanger and the second heat exchanger for settling the solids flushed from the contact heat exchanger, which is preferably provided with a discharging device for removing the settling vessel deposits. 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 vyhotovení nastavené na udržanie pH procesnej vody na hodnotu väčšiu ako 5,0, v inom výhodnom vyhotovení na hodnotu väčšiu ako 6,5 alebo na hodnotu väčšiu ako 6,9, v najvýhodnejšom vyhotovení potom na hodnotu väčšiu ako 7,5. Ústrojenstvo na doplňovanie alkálií do procesnej vody je do obehu procesnej vody s výhodou pripojené medzi výstup procesnej vody kontaktného výmenníka tepla a čerpadla procesnej vody.Preferably, the device for adding alkali to the process water to maintain the pH of the process water at a level capable of eliminating the corrosive effects of acids resulting from flue gas condensation 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 more than 6.9, most preferably 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 vyhotovení 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 opatrený 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 which is 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 to 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 vyhotovení pred vstupom spalín kontaktného výmenníka tepla usporiadaná regulačným prvkom opatrená 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 regulating element into the flue gas inlet from the contact heat exchanger.
V ďalšom výhodnom príkladnom vyhotovení 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 replenishing and / or draining 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 vyhotovení je druhý výmenník tepla opatrený 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 located downstream of the condensation section of the steam turbine and / or after the steam heating system, the cooling water being condensation 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 vyhotovení 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 vyhotovení je 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 the 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 .
ΊΊ
Vyššie popísané 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 apparatus described above can also be used where dew points exceed 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 popísaný podľa priložených výkresov, kde na obr. 1 je znázornené prvé príkladné vyhotovenie zariadenia podľa vynálezu a na obr. 2 je znázornené druhé príkladné vyhotovenie 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 a device according to the invention.
Príklady vyhotovenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ďalej bude popísané príkladné vyhotovenie spôsobu využitia 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 vyhotovení sa spaliny vytvorené v tepelnom zdroji, napríklad v kotly 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 teplotu vyššiu varu procesnej vody v daných atmosférických a tlakových podmienkach prostredia. Pri tom sa pH procesnej vody nastavuje na neutralizáciu korozívnych účinkov kondenzujúcich agresívnych zložiek spalín, a to na hodnotu 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 a method of utilizing the residual heat of flue gas 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, such as a solid fuel boiler, is directed against the process water, which is blown to transfer its heat energy to the process water to heat the process water to a higher boiling point of the 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 components of the flue gas to a value in excess of 5 and preferably to 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 tepla. Procesná voda prúdi po vonkajšom povrchu kovového zariadenia výmenníka tepla a prevod tepla teda prebieha priamo zo spalín na povrchovú procesnú vodu - pri odovzdávaní tepla tejto procesnej vode teda teplo neprestupuje materiálom konštrukcie výmenníka tepla. Preto môže byť kontaktný výmenník tepla zhotovený aj z materiálu netypickým pre výmenníky tepla, teda z materiálu so zlou tepelnou vodivosťou, ako sú umelé hmoty, napr. typu polypropylén, polyetylén, PVDF a podobne, výpočet nie je vyčerpávajúci, ktoré sú lacné a je ich nekonečne mnoho. Zároveň z týchto umelých hmôt je možné vyrobiť i žalúziovú, rúrkovú či inú konštrukciu zariadenia zvyšujúcu kontaktnú plochu výmenníka tepla a tým aj účinnosť premeny tepelnej energie spalín do tepelnej energie procesnej vody Predĺženie doby prietoku konštrukciou výmenníka tepla sa zvyšuje doba, počas ktorej 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 a second heat exchanger. The process water flows along the outer surface of the metal heat exchanger device and the heat transfer therefore takes place directly from the flue gas to the surface process water - thus, when the heat is transferred to the process water, the heat does not pass through the heat exchanger construction material. Therefore, the contact heat exchanger can also be made of a material not typical for heat exchangers, i.e. a material with poor thermal conductivity, such as plastics, e.g. types of 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 a louver, tubular or other construction of the device increasing the contact surface of the heat exchanger and thus the efficiency of conversion of thermal energy of flue gases into thermal energy of the process water from these plastics. and at the same time the efficiency of neutralizing the flue gas is increased.
Pokiaľ by sa použila procesná voda s vyšším pH, by bolo možné na konštrukciu výmenníka 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 výmenníka tepla a toto teplo sa prenáša priamo na procesnú vodu obtekajúcu konštrukciu výmenníka tepla, navyše k teplu získaného ofukovaním procesnej vody.If a higher pH process water is used, it would also be possible to use conventional metal materials for the construction of the heat exchanger, in particular for the louver metal device, after which the process water flows and continuously neutralizes the acids formed in the flue gas especially after their condensation. material before corrosion. In such a case, the flue gas heats the heat exchanger structure from below and this heat is transferred directly to the process water bypassing the heat exchanger structure, in addition to the heat obtained by blowing the process water.
Na obr. 1 je schematický znázornené príkladné vyhotovenie zariadenia na využitie zvyškového tepla spalín podľa vynálezu. Toto zariadenie obsahuje kontaktný výmenník 1 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 1 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 J 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 1 tepla ja vybavený konštrukciou 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, poprípade 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 is a schematic illustration of an exemplary embodiment of a residual heat recovery device according to the invention. This device comprises a contact heat exchanger 1 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 1 comprises a flue gas inlet 8 for process 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 J communicates 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 1 is provided with a structure 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 gas of the process water, and possibly also 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.The cooling water is generally condensate formed by the condensation of steam in the 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. 0 to 50 ° C or more preferably 0 to 40 ° C. The warmed condensate can then be used to feed the steam boiler and / or other heat source and / or heat circuit.
Medzi kontaktným výmenníkom 1 tepla a druhým výmenníkom 6 tepla je zapojená usadzovacia nádoba 3 na usadenie pevných častíc spláchnutých z kontaktného výmenníka 1 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 opatrená meračom 27 pH a vyhŕňajúcim ústrojenstvom 16 na odstránenie usadenín z usadzovacej nádoby 3.A settling vessel 3 is mounted between the heat exchanger 1 and the second heat exchanger 6 for settling the solid particles flushed from the heat exchanger 1. 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 I 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 I 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 pH of the process water at a level to eliminate the corrosive effects of acids resulting from the condensation of the flue gas is adjusted to maintain the pH of the process water 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 vyhotovení zariadenie podľa vynálezu obsahuje ešte tretí výmenník 18 tepla, ktorý je usporiadaný medzi výstupom spalín zo zdroja tepla a spalinovým vstupom 8 kontaktného výmenníka 1 tepla. Druhý výmenník 6_tepla je opatrený 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 do neho 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 1. 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 on the surface that the flue gas is blowing, no acids are formed.
Na zvýšenie teploty vystupujúcich spalín a/alebo na reguláciu koncovej teploty spalín a/alebo na reguláciu výkonu tepla odovzdávaného výmenníkom 1, 6 , do istej miery aj výmenníka 18 tepla je pred spalinovým vstupom 8 kontaktného výmenníka 1 tepla usporiadaná regulačným prvkom 23 opatrená odbočka 24 do výstupu 25 spalín z kontaktného výmenníka 1 tepla, ktorý je prípadne cez regulačnú klapku 26 pripojený ku kontaktnému výmenníku 1 tepla.In order to increase the temperature of the exiting flue gas and / or to control the flue gas end temperature and / or to control the heat output of the exchanger 1, 6, to some extent the heat exchanger 18, a branching 24 is provided before the flue gas inlet 8. flue gas outlet 25 from the heat exchanger 1, which is optionally connected to the heat exchanger 1 via a control flap 26.
Medzi výstupom 9 procesnej vody druhého výmenníka 6 tepla a vstupom 7 procesnej vody kontaktného výmenníka 1 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 1, 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 T1 a po priechode tretím výmenníkom 18 tepla vstupujú do kontaktného výmenníka i tepla s počiatočnou teplotou T2. Po priechode kontaktným výmenníkom 1. tepla odchádzajú spaliny s teplotou T3 do ovzdušia. Teplota spalín pri priechode výmenníky 18 a 1 klesá z teploty T1 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 ktorého nie sú požiadavky na koróziu vzdornosť vysoké. V priebehu priechodu kontaktným výmenníkom 1 tepla sa teplota spalín dostáva pod rosný bod spalín, avšak kyseliny na konštrukcii kontaktného výmenníka 1 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 with an initial temperature T1 and after passing through the third heat exchanger 18 it enters both the contact heat exchanger 18 and the initial temperature T2. After passing through the contact heat exchanger, the flue gases with temperature T3 are discharged into the atmosphere. The temperature of the flue gas at the passage of the exchangers 18 and 1 decreases from the temperature T1 through the temperature T2 to the 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 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 structure are immediately neutralized by a pH-adjusted process water which constantly washes the surfaces of the structure. dew point without causing corrosion of the heat exchanger surfaces.
Procesná voda je privádzaná na vstup 7 procesnej vody kontaktného výmenníka 1 tepla, je ofukovaná spalinami prechádzajúcimi v proti smere voči toku procesnej vody, týmito spalinami sa ohrieva a steká cez výstup 14 procesnej vody kontaktného výmenníka 1 tepla do usadzovacej nádoby 3, v ktorej sa usadzujú pevné častice spláchnuté z kontaktného výmenníka 1 tepla. Tieto usadeniny sú potom vyhrňovacím 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 by the flue gases passing upstream of the process water, these flue gases are heated and flowed through the process water outlet 14 of the contact heat exchanger 1 to the settling vessel 3 solid particles flushed from the contact heat exchanger 1. These deposits are then expelled from the circulation by the pumping means 16 for removing 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 t1, 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 via the cooling water inlet 19 at 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 1 tepla usporiadaná regulačným prvkom 23 opatrená 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 1 tepla je cez regulačnú klapku 26 vyvedený do ovzdušia. Pokiaľ by bolo potrebné znížiť teplotu 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.To control the cooling water temperature, a branch 24 is provided in front of the flue gas inlet 8 of the heat exchanger 1 by means of a regulating element 23 into the flue gas outlet 25 from the heat exchanger 1, through which a part of the flue gas can pass into the air. The flue gas outlet 25 of the contact heat exchanger 1 is discharged through the control flap 26 into the atmosphere. Should it be necessary to lower the temperature of the cooling water, the control element 23 is opened and the control flap 26 is throttled. Thus, some of the flue gases leave the third heat exchanger 18 directly into the atmosphere without passing through the heat exchanger 1 without passing part of its heat. process water energy.
Na obr. 2 je znázornené ďalšie príkladné vyhotovenie 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 z 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 teplotu tp2, typicky 40 °C. prechodom kontaktným výmenníkom 1. tepla sa procesná voda ohrieva na teplotu tp1, čo je typicky 90 - 95 °C. Rovnako chladiaca voda má v tomto vyhotovení 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 vyhotovení do štvrtého výmenníka 13 tepla napr. o vstupnej teplote t4, typicky 60 °C, a výstupnej teplote 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 of the settler 3 via the second heat exchanger 6 to the process water inlet 7 of the contact heat exchanger J. 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 tp3, typically 61 ° C by flowing through the fourth heat exchanger 13, and cooled to tp2, typically 40 ° C by flowing through the second heat exchanger 6. by passing through the contact heat exchanger 1, the process water is heated to a temperature tp1, which is typically 90-95 ° C. Also, the cooling water in this embodiment has two circuits, one being the same as the circuit 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. having an inlet temperature t4, typically 60 ° C, and an outlet temperature t5, typically 90 ° C.
Pritom chladiaca voda s teplotou t1 = 35 °C môže byť kondenzát z kondenzátora pary umiestneného za kondenzačnou parnou turbínou s teplotou t1 = 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 t1 = 35 ° C can be condensate from the steam condenser downstream of the condensing steam turbine at temperature t1 = 35 ° C, and is heated by flowing 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 teplotu 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, 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 s vykurovacieho okruhu s teplotou t1 = 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 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 a heating circuit at a temperature t1 = 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, the water may be fed 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.
-ľr-LR
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Vynález je využiteľný najmä pri energetických blokoch, kde sa vyrába el. energia v parných kondenzačných turbínach či parných kondenzačných medzi odberových 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 generating units where electric power is produced. energy in steam condensation turbines or steam condensation between offtake turbines where low potential coolant t. 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.
Claims (27)
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 true SK50082013A3 (en) | 2013-10-02 |
| SK288488B6 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 |
| EA201270081A1 (en) * | 2009-06-26 | 2012-05-30 | ДАЛЛ ЭНЕРДЖИ ХОЛДИНГ АпС | METHOD AND SYSTEM FOR PURIFICATION OF HOT GASES AND THE RECOVERY OF HEAT FROM THEM |
-
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 EP EP13466004.2A patent/EP2657597B1/en active Active
- 2013-03-08 SK SK5008-2013A patent/SK288488B6/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2012165A3 (en) | 2013-09-18 |
| SK288488B6 (en) | 2017-09-04 |
| EP2657597B1 (en) | 2019-04-03 |
| PL2657597T3 (en) | 2019-09-30 |
| CZ306634B6 (en) | 2017-04-12 |
| EP2657597A1 (en) | 2013-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SK50082013A3 (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 | |
| CA2716639C (en) | Method for generating energy by means of thermal cycles with high pressure and moderate temperature steam | |
| US9581328B2 (en) | High efficiency feedwater heater | |
| RU2688078C2 (en) | Coaling welded electric installation with oxy-ignition with heat integrating | |
| US20130305554A1 (en) | Non-contact Sludge Drying System With Flue Gas Heat | |
| JP5881751B2 (en) | Boiler unit extraction steam sludge drying system with heat compensation | |
| CN109339877B (en) | Coal-based distributed energy supply system | |
| WO2012097602A1 (en) | Low-pressure steam generation system utilizing waste heat of flue gas | |
| CN105371669B (en) | Flue gas of glass melting furnace and annealing kiln waste gas residual heat combined recovery electricity generation system and method | |
| WO2012172173A1 (en) | Method and equipment for utilizing thermal energy | |
| CN113686190B (en) | System and method for comprehensively recycling and utilizing low-temperature waste heat | |
| CN104406144A (en) | Double-medium waste heat boiler | |
| Bhattacharjee | Energy conservation opportunities in industrial waste heat recovery systems | |
| RU2303145C1 (en) | Thermal power station | |
| CN104075303A (en) | Flue gas waste-heat utilization device for thermal oil furnace | |
| FR3006749A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING ENERGY BY COMBUSTION OF MATERIALS, AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTING THE METHOD. | |
| BE1021414B1 (en) | EXHAUST GAS TREATMENT DEVICE AND METHOD FOR COOLING AND NEUTRALIZING EXHAUST GAS OF A COMBUSTION DEVICE | |
| CN104343478B (en) | The double-work medium cycle generating system of used heat in a kind of recovered flue gas | |
| CN216342353U (en) | Desulfurization slurry heat-extraction water-taking device utilizing unit steam extraction | |
| KR102139099B1 (en) | Apparatus for reducing white smoke of cooling tower and method for reducing white smoke of tower using the same | |
| CN211854932U (en) | Waste heat and residual gas power generation device | |
| CN114033510A (en) | Desulfurization slurry heat-extraction water taking device utilizing unit steam extraction and working method thereof | |
| CN116658890A (en) | Waste heat coupling utilization system and method for steam turbine and boiler | |
| CN113339872A (en) | Slurry waste heat recycling system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20210308 |