SU1828988A1

SU1828988A1 - Heat recovery plant

Info

Publication number: SU1828988A1
Application number: SU894734698A
Authority: SU
Inventors: Vladimir I Didenko; Yurij S Oseredko; Yurij I Karmozin; Boris N Potekhin; Aleksandr N Ostapenko
Original assignee: Vsesoyuznyj Ni I Pi Transportu
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1993-07-23

Description

Изобретение относится к теплообменной технике, а именно к теплообменным устройствам, предназначенным для утилизации тепла отработавших газов газовых турбин и другого теплосилового оборудова- 5 ния и используемых во многих отраслях народного хозяйства, в том числе в газовой, нефтехимической.The invention relates to heat-exchange technology, namely to heat-exchange devices designed for heat recovery of exhaust gases of gas turbines and other heat-power equipment 5 and used in many sectors of the economy, including gas, petrochemicals.

Цель изобретения - повышение эффективности утилизации тепла, а также сниже- 1С ние токсичности выбросов.The purpose of the invention is to increase the efficiency of heat recovery, as well as to reduce the toxicity of emissions.

На фиг. 1 изображена схема установки утилизации тепла; на фиг. 2 - сечение А- А на фиг; 1; на фиг. 3 - схема узлов элементов оросителя и стенок кожуха уставки; на . U фиг.4 - · элементы оросителя; на фиг.5 отверстия днища для слива нагреваемой воды в поддон.In FIG. 1 shows a diagram of a heat recovery installation; in FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1; in FIG. 3 is a diagram of the nodes of the elements of the sprinkler and the walls of the casing settings; on the . U figure 4 - · elements of the sprinkler; figure 5 holes of the bottom for draining the heated water into the pan.

Установка содержит трубопровод 1 нагреваемой среды с регулятором 2 расхода 2( воды и запорной задвижкой 3. водораспределитель 4 нагреваемой среды с корпусом и продольными коллекторами 5 и поперечными 6. контактные теплообменные секции 7, газоход 8 с регулятором-турбулизатором 9 2Е газового потока (греющей среды),датчиком температуры 10. поворотные сопла 11 с центробежными форсунками, днище 12 с поперечными газовому потоку кольцевыми перегородками 13 и дренирующими щелями 3( или отверстиями 14 с отбортованными в сторону уклона плоскости днища 12 краями, поддон 5 с трубопроводом 16 и задвижкой 17. поверхностный конденсатор 18, выполненный с газовой и жидкостной полостями, ЗЕ с трубопроводом 19 и задвижкой 20, сборник парогазовой среды 21. трубопроводы 22, 25 с задвижками 22, 24. фильтр-осушитель 26. установленный в газоходе за конденсатором 18, дымосос 27, соединенный с 4( выходным каналом газохода 28, трубопровод 30 с задвижкой 29, соединенный с деаэратором 32 и имеющий вакуумный насосThe installation contains a pipeline 1 of a heated medium with a flow controller 2 (water and a shutoff valve 3. a water distributor 4 of a heated medium with a housing and longitudinal collectors 5 and transverse 6. contact heat exchange sections 7, a gas duct 8 with a regulator-turbulator 9 2E gas flow (heating medium ), a temperature sensor 10. rotary nozzles 11 with centrifugal nozzles, a bottom 12 with annular partitions 13 transverse to the gas flow and drainage slots 3 (or holes 14 with edges flanged to the side of the plane of the bottom 12) mi, pan 5 with pipeline 16 and valve 17. surface condenser 18, made with gas and liquid cavities, ZE with pipeline 19 and valve 20, vapor-gas medium collection 21. pipelines 22, 25 with valves 22, 24. filter drier 26. installed in the gas duct behind the condenser 18, a smoke exhauster 27 connected to 4 (the outlet channel of the gas duct 28, a pipe 30 with a valve 29 connected to a deaerator 32 and having a vacuum pump

31, трубопровод 33, соединенный с паропроводом 34, с задвижкой 35 с регулятором 36 расхода пара, датчик 37 температуры нагреваемой в деаэраторе 32 среды. Парал5 лельно нагреваемой среде первыми по ходу газов в газоходе установлены поверхностные теплообменные секции 38, вторая секция 43 ~ выполнена в виде тепловых труб. С ними связан напорный насос 39 с трубопро10 водом 40 с задвижками 41.42. трубопровод 44 с задвижками 45. 46, 47, дренажи 48. входной канал 49 газохода. Установка также содержит газовую турбину 50, заслонки 51, 52. 53, байпасный канал 54 газохода с за15 слонками 55. 56. 57 по газовой стороне, датчик 58 температуры пара/воды на выходе, регулятор 59 расхода топливного газа на входе в камеру сгорания 62 с заслонкой 61 на трубопроводе 66, воздуховод 64 с регулято20 ром 60 расхода воздуха и заслонкой 63, газопровод 65, газоход 67, байпасные (обводные) линии 680 69 по нагреваемой среде, выходной трубопровод 70 нагреваемой среды. Установка имеет фильтр-осуши25 тель, установленный в газоход за конденсатором, входной патрубок последнего заведен в жидкостную полость, при этом, при этом корпус контактной теплообменной секции выполнен в виде 30 горизонтально размещенного конфузора-диффузора, при этом угол Ct раскрытия конфузора-диффузора выбирается из соотношения R/a > tg а > R/b. где а и b - длины диффузора и конфузора. R 35 - максим.радиус сечения корпуса контактной секции. В установке водораспределитель 4 контактной теплообменной секции 7 содержит размещенный по длине корпуса коллектор с раздающими трубами, снаб40 женными выходными отверстиями, к каждому из которых подключена центробежная форсунка с возможностью распыливания нагреваемой среды вдоль продольного се чения кожуха под углом β = 80-100 град., а в продольных сечениях - вдоль радиусов сечения теплообменника, расположенных под углом γ = 10-20 град, в зависимости от размеров сечения корпуса, поворотные сопла 11 со встроенными центробежными форсунками, подающие нагреваемую жидкость распыленными струями с пересекающимися следами жидкостного потока, в виде конусных центробежных факелов с углами раскрытиями в диапазоне 50—120 град, в зависимости от относительного диаметра максимального сечения корпуса контактных теплообменных секций 7, изменяющихся для разных устройств в диапазоне 2-5, причем в деаэратор 3 подается 0,8-0,75 суммарного расхода распыленной подогреваемой жидкости, остальная - в количестве 0,2-0.25 подается подогретой из линии охлаждающей жидкости конденсатора, добавка пара в деаэратор 32 в количестве 0,05-0,1 поступает из последнего контура последовательно установленных теплообменников по ходу нагреваемой среды, внутренняя полость контактных теплообменных секций разделена на участки длиной 0,55-0.6 кольцевыми перегородками 13 высотой 0,05-0,1 радиуса максимального сечения корпуса, а на днище 12 между перегородками 13 расположены ряды щелей шириной не превышающей 0.1-0,2 их длины, причем прорези одного ряда имеют суммарную длину, составляющую 0,2-0,25 длины кольца каждого соответствующего сечения корпуса и, отбортованными краями в сторону уклонов соответствующих плоскостей днища, трубопровод подвода смеси в конденсатор 18 занурен в нагреваемую среду, а на входе и выходе газов из конденсатора перед дымососом 27 установлены фильтры-осушители 26, а над поддоном 156 выполнена объемная полость.31, a pipe 33 connected to a steam pipe 34, with a valve 35 with a steam flow controller 36, a temperature sensor 37 of a medium heated in the deaerator 32. Parallel to the heated medium, the first heat exchange sections 38 are installed first along the gases in the gas duct, the second section 43 ~ is made in the form of heat pipes. A pressure pump 39 is connected with them with a pipeline 40 with valves 41.42. pipeline 44 with valves 45. 46, 47, drainage 48. inlet channel 49 of the duct. The installation also includes a gas turbine 50, shutters 51, 52. 53, a bypass channel 54 of the gas duct with 15 elephants 55. 56. 57 on the gas side, a steam / water temperature sensor 58, a fuel gas flow regulator 59 at the entrance to the combustion chamber 62 with a damper 61 on the pipe 66, an air duct 64 with an air flow regulator 60 and a damper 63, a gas pipeline 65, a gas duct 67, bypass (bypass) lines 680 69 along the heated medium, the output pipeline 70 of the heated medium. The installation has a filter drier25 installed in the gas duct behind the condenser, the inlet of the latter is brought into the liquid cavity, while the housing of the contact heat exchange section is made in the form of 30 horizontally placed confuser-diffuser, and the opening angle Ct of the confuser-diffuser is selected from ratios R / a> tan a> R / b. where a and b are the lengths of the diffuser and confuser. R 35 - the maximum radius of the cross section of the housing of the contact section. In the installation, the water distributor 4 of the contact heat exchange section 7 contains a collector arranged along the length of the casing with distribution pipes equipped with outlet holes, each of which is connected to a centrifugal nozzle with the possibility of spraying the heated medium along the longitudinal section of the casing at an angle β = 80-100 degrees., and in longitudinal sections - along the radii of the heat exchanger section located at an angle γ = 10-20 degrees, depending on the dimensions of the housing section, rotary nozzles 11 with integrated centrifugal nozzles, hearth They heat the heated liquid by sprayed jets with intersecting traces of the liquid flow, in the form of conical centrifugal flares with opening angles in the range of 50–120 degrees, depending on the relative diameter of the maximum cross section of the casing of the contact heat exchange sections 7, varying for different devices in the range of 2-5, moreover 0.8-0.75 of the total flow rate of the atomized heated fluid is supplied to the deaerator 3, the rest - in the amount of 0.2-0.25 is fed to the condenser heated from the coolant line, the addition of steam to the deaerator 3 2 in the amount of 0.05-0.1 comes from the last loop of successively installed heat exchangers along the heated medium, the internal cavity of the contact heat exchange sections is divided into sections 0.55-0.6 long by annular partitions 13 with a height of 0.05-0.1 of radius of maximum cross section case, and on the bottom 12 between the partitions 13 there are rows of slots with a width not exceeding 0.1-0.2 of their length, and the slots of one row have a total length of 0.2-0.25 of the ring length of each corresponding section of the case and flanged edges in side Well, of the slopes of the corresponding planes of the bottom, the pipeline for supplying the mixture to the condenser 18 is drilled into the heated medium, and filter driers 26 are installed at the inlet and outlet of the gases from the condenser in front of the exhaust fan 27, and a volume cavity is made above the pallet 156.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Нагреваемая среда- вторичный теплоноситель в виде слабощелочной среды или другой жидкости по трубопроводу 1, через получивший команду от задатчика (на радиусе не указан) регулятор расхода 2 при открытой задвижке 3. подается в водораспределитель 4, в коллекторы 5 и 6 контактных теплообменных секций 7 - первого контура нагрева, встроенного в рабочий участок газохода 8, имеющего на входе регулятор-турбулизатор газового потока и датчик 10 его температуры, разбрызгивается и распиливается взаимопересекающимися струями в виде центробежных факелов с помощью поворотных сопел 11, оборудо ванных центробежными форсунками. Затем вступая в контакт с горячими дымовыми газами среда нагревается примерно до температуры точки росы в виде гетерогенной газопароводяной смеси, поступает в сборник 21, а жидкость в виде капель попадает на днище 12 контактной теплообменной секции 7 на участки между поперечными газоводу кольцевыми перегородками 13 и стекает через дренирующие отверстия 14 с отбортованными краями в поддон 15, откуда самотеком по трубопроводу 16 при открытой задвижке 17 совместно с парами поступает в конденсатор 18, сюда же по трубопроводу 19 при открытой задвижке 20 поступает из сборника 21 гетерогенная парогазоводяная смесь, а по трубопроводу 22 при открытой задвижке 23 и закрытой 24 на трубопроводе 25. подводится охлаждающая вода. В межтрубном пространстве конденсатора 18 происходит конденсация паров нагреваемой жидкости, включая пары продуктов сгорания, вода отделяется от газов, которые поступают дальше на фильтр-осушитель 26, дымосос 27 и через выходной канал газохода 28 выводятся в атмосферу, а полученный нагретый конденсат при открытой задвижке 29 по трубопроводу 30 вакуумным насосом 31 подается в деаэратор 32,, туда по трубопроводу 33 подается и нагретая в конденсаторе 18 охлаждающая вода. В деаэраторе 32 паром, поступающим· из третьего контура нагрева поверхностных теплообменных секций 38 из паропровода 34 производится деаэрация поступающего конденсата при открытой задвижке 35 и регулятора 36 расхода лара, получающим сигнал от датчика 37 температуры конденсата в головке деаэратора 32.Heated medium-secondary heat carrier in the form of a slightly alkaline medium or other liquid through pipeline 1, through which the flow regulator 2 receives a command from the setter (radius is not indicated) with an open valve 3. is supplied to the water distributor 4, to the collectors 5 and 6 of the contact heat exchange sections 7 - the first heating circuit, built into the working section of the gas duct 8, having a gas flow regulator-turbulator at the inlet and a temperature sensor 10 thereof, is sprayed and sawn by intersecting jets in the form of centrifugal torches with using rotary nozzles 11 equipped with centrifugal nozzles. Then, coming into contact with hot flue gases, the medium is heated to approximately the dew point temperature in the form of a heterogeneous gas-steam mixture, enters the collector 21, and the liquid in the form of droplets enters the bottom 12 of the contact heat exchange section 7 to the sections between the gas ducts of the annular partitions 13 and flows through drainage holes 14 with flanged edges into the pan 15, from where it flows by gravity through the pipe 16 with the open valve 17 together with the pairs into the condenser 18, and here through the pipe 19 with the open valve 20 comes from the collector 21 heterogeneous steam-gas mixture, and through the pipe 22 with the valve open 23 and closed 24 on the pipe 25. cooling water is supplied. In the annulus of the condenser 18, the vapor of the heated fluid, including the fumes of the combustion products, condenses, the water is separated from the gases that flow further to the filter dryer 26, the exhaust fan 27 and are discharged into the atmosphere through the exhaust duct 28, and the resulting heated condensate with an open gate valve 29 through a pipe 30, a vacuum pump 31 is supplied to a deaerator 32, and there, through a pipe 33, cooling water heated in the condenser 18 is also supplied. In the deaerator 32, steam coming in from the third heating circuit of the surface heat exchange sections 38 from the steam line 34 deaerates the incoming condensate with the valve 35 open and the lar flow controller 36 receiving a signal from the condensate temperature sensor 37 in the head of the deaerator 32.

Конденсат нагреваемой среды напорным питательным насосом 39 по трубопроводу 40 при· открытой задвижке 41 и закрытой - 42 подается во второй контур нагрева - теплообменные секции 43 на тепловых трубах, где нагревается до температуры насыщения и, затем, по трубопроводу 44 при открытых задвижках 45. 43 и закрытой - 47 поступает в третий контур теплообмена - в поверхностные теплообменные секции 38 с развитой ребристой теплообменной поверхностью, где нагревается до температуры насыщенного пара в зависимости от заданного давления в теплосети и разделяется на два потока, один поток пара поступает в деаэратор, где барботирует в конденсат, другой поток - подается потребителю. Соли, а также поглощенные нагреваемой средой вредности, в виде растворов оксидов азота, углерода, альдегидов, сажи и карцерогенЬвчастично выводятся из систе мы в виде шлама и пены через продувочные линии в дренаж 48. Одновременно по входному каналу 49 газохода, от газовой турбины 50 при открытой заслонке 51 и закрытых заслонках 52, 53, подается первичный теплоноситель - греющая среда - высокотемпературные уходящие (сбросные) газы, которые последовательно проходят через все теплообменные секции 7.38,43, отдают тепло нагреваемой среде, при этом в контактных теплообменных секциях 7, смешиваясь со слабощелочной водой, очищаются от вредных газообразных выбросов и с низкой температурой, близкой температуре точки росы, через выходной канал газохода 28 дымососом 27 выбрасываются з атмосферу. При этом шиберами 51 и 56, а также дымососом при закрытых шиберах 52, 53 создается необходимый подпор в теплообменном устройстве, регулирующий орган 9 обеспечивает последовательную подачу необходимого количества горячих газов через все теплообменные секции. В случае отсутствия потребителей тепла или при ремонте теплоутилизационной установки уходящие газы отводятся через байпасный канал 54 газохода при открытых заслонках 53, 55 и закрытых 56,57. В зимнее время при низких температурах окружающей среды через байпасный канал 54 пропускают в небольшом количестве уходящие газы, что обеспечивает обогрев укрытия установки.Condensate of the heated medium by the pressure feed pump 39 through the pipeline 40 with the open valve 41 and closed 42 is supplied to the second heating circuit — heat exchange sections 43 on the heat pipes, where it is heated to the saturation temperature and then through the pipe 44 with the valves 45 open. 43 and closed - 47 enters the third heat exchange circuit - into surface heat-exchange sections 38 with a developed finned heat-exchange surface, where it is heated to saturated steam temperature depending on the set pressure in the heating system and is divided I’m into two streams, one stream of steam enters the deaerator, where it sparges into condensate, the other stream is supplied to the consumer. Salts, as well as harmful substances absorbed by the heated medium, in the form of solutions of nitrogen oxides, carbon, aldehydes, soot and carcinogen are partially removed from the system in the form of sludge and foam through purge lines to drain 48. At the same time, through the inlet duct 49 of the gas duct, from the gas turbine 50 at open shutter 51 and closed shutters 52, 53, the primary coolant is supplied - heating medium - high-temperature exhaust (waste) gases that pass through all heat-exchange sections 7.38.43 in series, give off heat to the heated medium, while in the circuit These heat exchange sections 7, mixed with weakly alkaline water, are cleaned of harmful gaseous emissions and, with a low temperature close to the dew point temperature, are discharged into the atmosphere through the outlet channel of the gas duct 28 by the exhaust fan 27. In this case, the gate 51 and 56, as well as the smoke exhauster with the closed gate 52, 53, creates the necessary pressure in the heat exchange device, the regulating body 9 provides a sequential supply of the required amount of hot gases through all the heat exchange sections. In the absence of heat consumers or during repair of a heat recovery installation, flue gases are discharged through the bypass channel 54 of the gas duct with open shutters 53, 55 and closed 56.57. In winter, at low ambient temperatures, a small amount of exhaust gases is passed through the bypass channel 54, which provides heating for the installation shelter.

При пиковой тепловой нагрузке или в случае снижения температуры теплоносителя. что возможно в зимнее время, когда параметры газового потока газовой турбины 50 естественно снижаются итеплопроизводительность теплоутилизационной установки также снижается, датчик 58 температуры нагреваемой среды на выходе из третьей секции 38 теплообмена подает сигнал на регуляторы 59,60 расходов топлива и воздуха пиковорезервного теплогенератора - камеры сгорания 62, при этом открываются заслонки 61, 63, а заслонки 51, 53 закрываются. От газовой турбины 50 воздух на горение подводится воздуховодом 64. а из газопровода 65 по трубопроводу 66 подводится топливный газ, полученные продукты Сгорание на вход в рабочий участок газохода 49 подводятся по газоходу 67 при открытых заслонках 52, 58 и закрытых - 51, .53. Одновременно поступает сигнал от датчика 10 температуры газов на входе в рабочий участок 49 газохода 8 на регулятор 59 расхода топливного газа камеры сгорания 62.At peak heat load or in case of a decrease in coolant temperature. what is possible in the winter, when the gas flow parameters of the gas turbine 50 naturally decrease and the heat output of the heat recovery unit also decreases, the temperature sensor 58 of the heated medium at the outlet of the third heat exchange section 38 sends a signal to the regulators 59.60 of the fuel and air consumption of the peak-reserve heat generator - combustion chamber 62 while the flaps 61, 63 are opened, and the flaps 51, 53 are closed. Combustion air is supplied from the gas turbine 50 by the air duct 64. And from the gas pipeline 65, the fuel gas is supplied via the pipeline 66, the products obtained. Combustion to the entrance to the working section of the gas duct 49 is supplied through the gas duct 67 with open shutters 52, 58 and closed shutters 51, .53. At the same time, a signal is received from the gas temperature sensor 10 at the entrance to the working section 49 of the gas duct 8 to the regulator 59 of the fuel gas flow of the combustion chamber 62.

При остановке газовой турбины 50 для исключения попадания газов от камеры сгорания 62 через проточную-часть турбины 50 в помещения турбинного цеха заслонку 51 •When stopping the gas turbine 50 to prevent the ingress of gases from the combustion chamber 62 through the flow-through part of the turbine 50 into the premises of the turbine workshop, the shutter 51 •

закрывают. В случае ремонта, отключения или изменения рабочего процесса теплоутилизационной установки, теплообменные секции 7,38,43 могут отдельно отключаться, при этом включаются обводные линии 68, 69 по нагреваемой среде. Так, при отключении контактных теплообменных секций 7 и при открытой задвижке 23 открывают задвижку 24 на байпасном трубопроводе 25 и охлаждающая вода поступает как в конденсатор 18, так и в деаэратор 32( частично нагревается в конденсаторе 18 уходящими газами, где газы также частично очищаются, так как из них конденсируются собственные пары воды при температуре, близкой к температуре точки росы. Газы, проходя через фильтр-осушитель 2¾ выбрасываются дымососом 27 в атмосферу. При отключении одной из секций дальнейший нагрев воды происходит также как и в общем случае. При ремонте или отключении только теплообменных секций 43 на тепловых трубах задвижку 41 на трубопроводе 40 закрывают и открывают задвижку 42 на байпасном трубопроводе 68 и вода в третью секцию 38 теплообмена поступает по байпасному трубопроводу 68. При отключении третьей секции теплообмена 38 с развитой ребристой теплообменной поверхностью закрывают задвижки 45, 46 и открывают задвижку 47 байпасного трубопровода 69 и установка при постоянном расходе нагреваемой среды может выдавать только нагретую воду, при этом паропровод 34 закрывают задвижкой 35 и регулятором расхода пара 36 и нагретая вода по выходному трубопроводу 70 подается к потребителю. При снижении температуры нагреваемой среды на выходе из трубопровода датчик 58 температуры линейного сигнализатора тепловой сети поступает сигнал, который корреспондирует с сигналом датчика 10 температуры дымовых газов и при снижении теплосодержания выхлопных газов газовой турбины датчик 10 выдает сигнал на регулятор 60 подачи воздуха и регулятор 59 подачи топливного газа в камеру сгорания 62.close. In case of repair, shutdown or change of the working process of the heat recovery plant, the heat exchange sections 7.38.43 can be separately turned off, while the bypass lines 68, 69 are switched on for the heated medium. So, when the contact heat exchange sections 7 are turned off and the valve 23 is open, the valve 24 is opened on the bypass pipe 25 and the cooling water enters both the condenser 18 and the deaerator 32 (it is partially heated in the condenser 18 by the exhaust gases, where the gases are also partially purified, so how their own water vapor condenses at a temperature close to the dew point temperature. Gases passing through the filter dryer 2¾ are emitted by the exhaust fan 27 into the atmosphere. When one of the sections is switched off, further heating of the water also occurs In general, when repairing or shutting down only the heat exchange sections 43 on the heat pipes, the valve 41 on the pipeline 40 is closed and the valve 42 is opened on the bypass pipe 68 and water enters the third heat exchange section 38 through the bypass pipe 68. When the third heat exchange section is turned off 38 with a developed ribbed heat exchange surface, the valves 45, 46 are closed and the valve 47 of the bypass pipe 69 is opened and the installation can supply only heated water at a constant flow rate of the heated medium, while the steam pipe 34 kryvayut valve 35 and the steam flow regulator 36 and heated water on the outlet conduit 70 is fed to the consumer. When the temperature of the heated medium at the outlet of the pipeline decreases, the temperature sensor 58 of the linear annunciator of the heating network receives a signal that corresponds to the signal of the flue gas temperature sensor 10 and, when the heat content of the exhaust gas of the gas turbine decreases, the sensor 10 gives a signal to the air supply controller 60 and the fuel supply controller 59 gas into the combustion chamber 62.

Продукты сгорания после камеры сгорания 62 поступают во входной участок газохода 49 , где проходя через регулятор - турбулизатор 9 смешиваются с дымовыми газами агрегата 50 и поступают с заданным теплосодержанием в теплообменную секцию 38, где окончательно подогревают нагреваемую жидкость до заданной температуры. При повышении нагреваемой среды датчик температуры линейного сигнализатора теплосети подает сигнал на прикрытие регулятора-турбулизатора 9 и перепуск газов через байпасный газоход 54 или при открытом регуляторетурбулизаторе 9 газового потока на открытие регулятора 60 расхода воздуха при открытых задвижках 52, 63, Датчик 58 температура воды на линейной части теплосети ! подает сигнал на регулятор 2 расхода воды и регулятор-турбулизатор 9 газа, которые соответственно или закрываются или открываются. При этом датчик 10 температуры газов на входе в последний контур 1 устройства - поверхностные теплообменные секции 38 связаны с регуляторами 59.* 60 подачи воздуха и топлива на камеру сгорания 62. Датчик 37 температуры воды в деаэраторе 32 функционально связан с ре- 1 гулятором 36 подачи пара на деаэраторе 32 функционально связан с регулятором 36 подачи пара на деаэрирование воды. Подготовка устройства к работе происходит открытием шибера 56 на рабочем участке 2 газохода 49, регулятора-турбулизатора 9 газового потока, закрытием шибёров 53 и 55. на обводном газоходе 54, включением дымососа 57 с одновременным открытием регулятора 2 и запорной задвижки 3 на 2 трубопроводе 1 подвода нагреваемой среды на коллекторы 5 и 6 оросителя 4 контактных теплообменных секций 7, а также открытием задвижек 17, 20, 23, соответственно, на трубопроводах 16, 19, 22 подвода 3' нагреваемой жидкости, парогазоводяной смеси в конденсатор 18. Далее открываются задвижки 29, 41 45, 46, Поступающая нагреваемая среда постепенно заполняет весь внутренний объем теплообменного устрой- 3' ства, вытесняя воздух через воздушники, установленные на теплообменных секциях 38. 43. -При этом задвижки 24, 42, 47 на байпасных трубопроводах 25. 68. 69 подвода нагреваемой среды закрыты, При выходе 4ι установки на рабочий режим открывается линия трубопровода 34 подачи пара, для чего по сигналу датчика 37 температуры нагреваемой среды в головке деаэратора 32, поступает сигнал на открытие регулятора 36 4! расхода пара при открытой задвижке 35.The combustion products after the combustion chamber 62 enter the inlet section of the gas duct 49, where, passing through the regulator-turbulator 9, they are mixed with the flue gases of the unit 50 and enter the heat exchange section 38 with the specified heat content, where the heated liquid is finally heated to the specified temperature. When the heated medium rises, the temperature sensor of the linear heat network signaling device sends a signal to cover the regulator-turbulator 9 and bypass the gases through the bypass duct 54 or when the gas flow regulator 9 is open, to open the air flow controller 60 with open valves 52, 63, Sensor 58 the water temperature on the linear parts of the heating system! sends a signal to the regulator 2 of the water flow and the regulator-turbulator 9 of the gas, which respectively either close or open. In this case, the gas temperature sensor 10 at the inlet to the last circuit 1 of the device — surface heat-exchange sections 38 are connected to the controllers 59. * 60 supply of air and fuel to the combustion chamber 62. The water temperature sensor 37 in the deaerator 32 is functionally connected to the supply controller 1 36 the steam on the deaerator 32 is functionally connected to a regulator 36 for supplying steam to deaerate the water. The device is prepared for operation by opening the gate 56 at the working section 2 of the gas duct 49, the regulator-turbulator 9 of the gas flow, closing the valves 53 and 55. on the bypass gas duct 54, turning on the smoke exhauster 57 with the simultaneous opening of the regulator 2 and the shutoff valve 3 on the 2 supply pipeline 1 of the heated medium to the collectors 5 and 6 of the sprinkler 4 of the contact heat exchange sections 7, as well as the opening of the valves 17, 20, 23, respectively, on the pipelines 16, 19, 22 of the supply 3 'of the heated liquid, steam-gas mixture in the condenser 18. Then the back opens Izhki 29, 41 45, 46, The incoming heated medium gradually fills the entire internal volume of the heat exchanger 3 ', displacing air through air vents installed on the heat exchange sections 38. 43. - Moreover, the valves 24, 42, 47 on the bypass pipelines 25. 68. 69 the inlet of the heated medium is closed. When the 4th installation is switched to the operating mode, the steam supply line 34 opens, for which, by the signal of the temperature sensor 37 of the heated medium in the head of the deaerator 32, a signal is sent to open the controller 36 4! steam flow with open valve 35.

В случае уменьшения теплопроизводительности или при ремонте какой либо из теплообменных секций 7. 38, 43 может возникнуть необходимость в отключении ка- 5( кой-либо из .них, тогда вторичный теплоноситель поджимается по соответствующим байпасным линиям мимо отключенных секций. Например, при отключении первой секции теплообмена 7 вода подает- 5! ся мимо конденсатора 18 напрямую по трубопроводу 25 в деаэраторе 32 и затем напорным насосом 39 на вторую 43 и третью 38 секции и затем по трубопроводу 70 к потребителю. При этом перекрываются со ответствующие задвижки 3, 17, 23 и открывается задвижка 24. В остальном вся запорная и регулирующая арматура работает как при пуске. При необходимости повышения 5 теплопроизводительности или в случае останова газовой турбины от задатчика (на чертеже не указан) подается сигнал на датчик 10 температуры газов, установленный на выходе в газоход 49 перед теплообмен10 ной секций 38. Затем от указанного датчика подается команда на открытие регулято* ра 9 газового потока. При недостаточно высокой температуре газового потока подается команда также от датчика 10 на 15 регулятор 59 расхода газа, связанного в свою очередь с регулятором 60 подачи воздуха в камеру сгорания 62. При этом открывается задвижка 52 на газоход 67 и продукты сгорания от камеры 62 поступают в смеситель регулятора-турбулизатора 9 газового потока и затем последовательно в теплообменные секции 38 43. 7. Слив жидкости из контура теплообменного устройства при переходе на летний режим работы или длительной остановке ГПА в зимний период осуществляется в резервные емкости (на чертеже не указаны) или дренажи 48 при открытых воздушниках и дренажных задвижках.In the event of a decrease in heat output or during repair of any of the heat-exchange sections 7. 38, 43, it may be necessary to turn off some 5 (some of them, then the secondary coolant is drawn along the corresponding bypass lines past the disconnected sections. For example, when the first heat exchange sections 7 water is supplied by a condenser 18 directly through a pipe 25 in the deaerator 32 and then by a pressure pump 39 to the second 43 and third 38 sections and then through a pipe 70 to the consumer. the engines 3, 17, 23 and the valve 24 opens. Otherwise, all the shut-off and control valves work as if they were started up. If it is necessary to increase the heat output 5 or if the gas turbine stops from the setpoint (not shown in the drawing), a signal is sent to the gas temperature sensor 10, installed at the outlet to the gas duct 49 before the heat exchange sections 38. Then, a command is issued from the indicated sensor to open the gas flow regulator * 9. If the gas flow temperature is not high enough, a command is also sent from the 10 to 15 sensor to the gas flow regulator 59, which in turn is connected to the air supply regulator 60 to the combustion chamber 62. At the same time, a valve 52 to the gas duct 67 is opened and the combustion products from the chamber 62 enter the mixer regulator-turbulator 9 of the gas flow and then sequentially to the heat exchange sections 38 43. 7. Drain the liquid from the circuit of the heat exchange device when switching to summer operation or long-term shutdown of the gas compressor unit in winter Redundant tank (not shown in the drawing) or drains 48 at the open vent and drain valves.

С целью обеспечения симметрии и дальнебойности факелов распиливаемого теплоносителя и, следователыно, интенсификации смешения и теплообменных процессов, камера смешения контакти35 рующих сред контактной секции 7 выполнена в виде трубы Вентури, соединением двух конфузоров, что наряду с равномерным снижением температуры уходящих газов способствует выпадению капельной 40 жидкости в конце процесса и увеличивает срок службы дымососа. Установка конденсата и сброс нагретой охлаждаемой воды в деаэраторе позволяет избежать термодинамических потерь при смешивании потоков конденсата и охлаждаемой воды. Применение установки приводит к сокращению рабочих площадей компрессорных станций за счет компактности, неметаллоемкости и возможности изготовления передвижных теплоутилизизационных установок, имеющих возможность подключения на КС в любых необходимых для технологии участках магистральных газопроводов. Использование изобретения позволяет максимально утилизировать тепло уходящих газов, снизить расход топливного газа на установке частично обезвредить уходя щие газы от токсичных веществ, снизить загрязнение и ущерб, наносимый окружающей среде: повысить КПД утилизатора-подогревателя при последовательном соединении в единый последовательный контур секций контактного. на тепловых трубах и поверхностного теплообменников; обеспечить низкую и стабильную температуру уходящих газов, долговечность и надежность работы дымососа; улучшить условия эксплуатации и надежность устройства утилизации тепла, при высокой эффективности тепломассообмена, с учетом конденсации воды из продуктов сгорания.In order to ensure the symmetry and long-range performance of the torches of the coolant being cut and, consequently, the intensification of mixing and heat transfer processes, the mixing chamber of the contacting media of the contact section 7 is made in the form of a Venturi pipe, the connection of two confusers, which, along with a uniform decrease in the temperature of the exhaust gases, contributes to the drop 40 of liquid at the end of the process and increases the service life of the exhaust fan. The installation of condensate and the discharge of heated cooled water in the deaerator avoids thermodynamic losses when mixing flows of condensate and cooled water. The use of the installation leads to a reduction in the working area of compressor stations due to its compactness, non-metal consumption and the possibility of manufacturing mobile heat recovery units that can be connected to compressor stations in any sections of gas pipelines necessary for the technology. The use of the invention allows maximum utilization of the heat of the flue gases, to reduce the fuel gas consumption at the installation, to partially neutralize the flue gases from toxic substances, to reduce pollution and environmental damage: to increase the efficiency of the heat-recovery unit when connected in series to a single serial circuit of the contact sections. on heat pipes and surface heat exchangers; provide a low and stable temperature of the flue gases, durability and reliability of the smoke exhaust; to improve the operating conditions and reliability of the heat recovery device, with high efficiency of heat and mass transfer, taking into account the condensation of water from the combustion products.

Анализ результатов экспериментальных работ по исследованию характеристик, предложенной теплоутилизационной установки показывает, что нагрев среды с однои временным удалением из дымовых газов токсичных в е ществ позволяет увеличить в 2-2,5 раза теплопроизводительность, снизить температуру уходящих газов до температуры точки росы и ниже, выброс вредных газообразных веществ снизить на 10-15%, а расход электроэнергии на 60-80%. Внедрение указанного устройства планируется на компрессорных станциях с газоперекачивающими агрегатами, оборудованными газотурбинными приводами в системе ПО Тюментрансгаз на северном участке магистрального газопровода Ямбург-Елец-Западные районы Украины.An analysis of the results of experimental studies of the characteristics of the proposed heat recovery plant shows that heating the medium with simultaneous removal of toxic substances from the flue gases can increase the heat production by 2-2.5 times, reduce the temperature of the flue gases to a dew point temperature and lower, the emission harmful gaseous substances to reduce by 10-15%, and electricity consumption by 60-80%. The introduction of this device is planned at compressor stations with gas pumping units equipped with gas turbine drives in the Tyumentransgaz PO system in the northern section of the Yamburg-Yelets-Western regions of Ukraine gas pipeline.

Опытно-промышленная установка находится на стадии рабочего проектирования. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства составляет 52 тыс.руб. в год из расчета на одну теплоутилизационную установку мощностью 20 МВт. Социальныйэффект в настоящее время оценить трудно. Планируемый Ухтинским экспериментально-механическим заводом объем выпуска таких установок в год составляет 15 шт.The pilot plant is at the stage of detailed design. The economic effect of the implementation of the proposed device is 52 thousand rubles. per year per one heat recovery installation with a capacity of 20 MW. The social effect is currently difficult to assess. The annual production volume of such plants planned by the Ukhta Experimental Mechanical Plant is 15 units.

Claims

Claim.

1. Installation of heat recovery of combustion products, containing successively installed in the flue after the heat generator sections of heat exchangers included in the trajectory of the heated medium, one of which is made contact and equipped with a water distributor located in the housing and a tray under it, and the other surface, characterized in that, in order to increase the efficiency of heat recovery and reduce the toxicity of emissions in the exhaust products of combustion, the installation additionally contains a surface condenser made with gas water and liquid cavities, equipped with a vacuum pump and an inlet pipe, connected to the gas duct behind the heat exchange sections, and along the heated medium parallel to the last of them, the surface heat exchange sections being installed first along the gas ducts 8, the second of which is made in the form of heat pipes placed in the path of the heated medium by its condensation zones.

2. Installation according to claim 1, with the fact that it includes a filter dryer.

installed in the gas duct behind the condenser, and the inlet of the latter is brought into the liquid cavity.

3. Installation according to claims 1 and 2, characterized in that the housing of the contact heat exchange section is made in the form of a horizontally placed confuser-diffuser, and the opening angle a of the confuser and diffuser is selected from the ratio R / a> tg «> R / b, where a and b are the lengths of the diffuser and confuser, respectively. R is the maximum radius of the cross section of the housing of the contact section.

4. The installation according to claims 1-3, which is clear in that the water distributor of the contact section contains a manifold with distributing pipes arranged along the length of the housing and provided with outlet openings, to each of which a centrifugal nozzle is connected.

5. Installation according to paragraphs. 1-4, characterized in that it is provided with annular partitions mounted transversely inside the housing, and the latter is made perforated in the area above the pallet.

ON THE

11 FIG. If FIG. 5