RU2186290C1 - Device for heating delivery water using recovered heat of boiler flue gases - Google Patents

Abstract

FIELD: thermal power stations. SUBSTANCE: device has gas conduit, air heater, delivery water heater, and bypass mounted upstream of draft fan and provided with gate valve for conveying part of exit gases bypassing delivery water heater. Cycle arrangement of delivery water heater includes loops affording circulation of part of heated water from intermediate heater stage and from outlet to its inlet. EFFECT: enhanced reliability of corrosion protection of tube outer surfaces. 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам, реализующим энергосберегающую технологию: утилизацию бросового тепла уходящих дымовых газов котлов, сжигающих природный газ, и может быть использовано на тепловых электрических станциях, в автономных котельных. The present invention relates to devices that implement energy-saving technology: the utilization of waste heat from the flue gases of boilers burning natural gas, and can be used at thermal power plants, in stand-alone boiler houses.

Известно (УДК 621.182.187. Мейкляр М.В. Паровые котлы электростанций. М. : Энергия, 1974, с. 221-225), что в паровых котлах тепловых электростанций с целью утилизации тепла уходящих дымовых газов применяются воздухоподогреватели различных типов для нагрева воздуха, подаваемого в топку котла в процессе горения. It is known (UDC 621.182.187. Meiklyar MV Steam boilers of power plants. M.: Energia, 1974, p. 221-225) that various types of air heaters are used in steam boilers of thermal power plants to utilize the heat of exhaust flue gases to heat the air fed into the furnace of the boiler during combustion.

Недостатком этой системы является ее невысокая экономичность, т.к. утилизация тепла уходящих дымовых газов котлов происходит далеко не полная, и температура уходящих газов достаточно высока, порядка 140^oС.The disadvantage of this system is its low profitability, because the heat recovery of the flue gases of the boilers is far from complete, and the temperature of the flue gases is quite high, about 140 ^o C.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению из известных является устройство (подписной индекс 42815. . Энергосбережение и водоподготовка. 2, 1997, с. 38-39), частично ликвидирующее этот недостаток. Оно состоит из газохода уходящих газов, воздухоподогревателя, подогревателя сетевой воды (теплоутилизатора), установленного перед дымососом, а также байпаса, пропускающего часть уходящих газов помимо теплоутилизатора. На байпасе смонтирован регулирующий шибер. Такое байпасирование необходимо для увеличения разности между температурой газов, поступающих по газоходу после теплоутилизатора к дымососу, и "точкой росы". С увеличением такой разности температур повышается защищенность от коррозии газоходов, дымососа и дымовой трубы. The closest to the proposed invention from the known is the device (subscription index 42815.. Energy conservation and water treatment. 2, 1997, S. 38-39), partially eliminating this drawback. It consists of a flue gas duct, an air heater, a network water heater (heat exchanger) installed in front of the exhaust fan, as well as a bypass passing some of the flue gases in addition to the heat exchanger. A control gate is mounted on the bypass. Such bypassing is necessary to increase the difference between the temperature of the gases entering the flue after the heat exchanger to the exhaust fan and the dew point. With the increase of such a temperature difference, the corrosion protection of the flues, smoke exhaust and chimney increases.

Недостатком этого устройства является коррозия поверхностей нагрева такого подогревателя сетевой воды, интенсивно протекающая при конденсации водяных паров, содержащихся в уходящих газах, на наружной поверхности трубок подогревателя, когда температура этих труб меньше "точки росы". Изготовление же подогревателя из нержавеющей стали слишком дорогостоящее и экономически невыгодное мероприятие. The disadvantage of this device is the corrosion of the heating surfaces of such a network water heater, which occurs intensively during condensation of water vapor contained in the flue gases on the outer surface of the heater tubes when the temperature of these pipes is less than the dew point. Making a stainless steel heater is too expensive and economically disadvantageous.

Целью предлагаемого изобретения является предотвращение коррозии наружной поверхности труб подогревателя сетевой воды. The aim of the invention is to prevent corrosion of the outer surface of the pipe heater network water.

Поставленная цель в устройстве, включающем газоход, воздухоподогреватель, подогреватель сетевой воды, установленный перед дымососом, байпас с регулирующим шибером для пропуска части уходящих дымовых газов помимо подогревателя сетевой воды, достигается следующим образом. В тепловой схеме подогревателя сетевой воды устанавливаются контуры рециркуляции, через которые с помощью насоса часть нагретой воды с промежуточной ступени подогревателя или с выхода подогревателя подается на его вход. При этом имеется возможность отрегулировать температуру воды на входе подогревателя сетевой воды, а следовательно, и температуру металла подогревателя, соприкасающегося с дымовыми газами, выше "точки росы", т.е. выше температуры насыщения водяных паров, содержащихся в дымовых газах. В результате прекращается конденсация водяных паров на наружной поверхности труб подогревателя и прекращается их интенсивная коррозия. Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемого технического результата. The goal in a device including a gas duct, an air heater, a network water heater installed in front of the smoke exhauster, a bypass with a control gate for passing part of the exhaust flue gases in addition to the network water heater, is achieved as follows. In the thermal circuit of the network water heater, recirculation circuits are established through which, with the help of the pump, part of the heated water from the intermediate stage of the heater or from the heater output is fed to its input. At the same time, it is possible to adjust the temperature of the water at the inlet of the network water heater, and therefore the temperature of the metal of the heater in contact with the flue gases, above the dew point, i.e. higher than the saturation temperature of water vapor contained in the flue gas. As a result, the condensation of water vapor on the outer surface of the heater pipes ceases and their intense corrosion ceases. Thus, the set of essential features set forth in the claims, allows to achieve the desired technical result.

Предлагаемое устройство для нагрева сетевой воды теплом уходящих дымовых газов котла схематично изображено на чертеже. The proposed device for heating the heating water with the heat of the flue gases of the boiler is shown schematically in the drawing.

На газоходе уходящих газов 1 котла установлен воздухоподогреватель 2, после которого по ходу газов установлен подогреватель сетевой воды 3 перед дымососом 4. В тепловой схеме этого подогревателя установлен контур рециркуляции 5 сетевой воды с промежуточной ступени подогревателя на его вход, а также контур рециркуляции 6 сетевой воды с выхода подогревателя на его вход. На общей части обоих контуров рециркуляции установлен насос рециркуляции 7. Часть газохода, в которой установлен подогреватель сетевой воды, шунтируется байпасом 8 с регулирующим шибером 9. An air heater 2 is installed on the flue gas duct 1 of the boiler, after which, in the course of the gases, a network water heater 3 is installed in front of the exhaust fan 4. The heat circuit of this heater has a recirculation circuit 5 of the network water from the intermediate stage of the heater to its input, and a recirculation circuit 6 of the network water from the heater output to its input. A recirculation pump 7 is installed on the common part of both recirculation circuits. The part of the gas duct in which the network water heater is installed is bypassed bypass 8 with a control gate 9.

Устройство работает следующим образом. Уходящие дымовые газы в хвостовой части котла по газоходу 1 поступают в воздухоподогреватель 2, в котором отдают часть тепла, нагревая воздух, подаваемый в топку котла для процесса горения. Далее уходящие дымовые газы проходят через подогреватель сетевой воды 3, расположенный по ходу дымовых газов перед дымососом 4. В этом подогревателе происходит значительная утилизация тепла уходящих газов за счет нагрева сетевой воды. С промежуточной ступени подогревателя сетевой воды часть нагретой воды подается через контур рециркуляции 5 с помощью насоса 7 на вход подогревателя. В зависимости от режима работы котла можно подавать часть нагретой сетевой воды с выхода подогревателя с помощью того же насоса 7 на вход подогревателя. В обоих вариантах имеется возможность выбрать такое соотношение между нагретой водой и обратной сетевой водой, чтобы температура воды на входе подогревателя, а следовательно, и температура металла подогревателя была выше "точки росы", т.е. выше температуры насыщенных водяных паров, содержащихся в дымовых газах. Поэтому прекращается конденсация водяных паров на наружной поверхности труб подогревателя сетевой воды и прекращается их интенсивная коррозия. The device operates as follows. The exhaust flue gases in the tail of the boiler through the gas duct 1 enter the air heater 2, in which they release part of the heat by heating the air supplied to the furnace of the boiler for the combustion process. Further, the exhaust flue gases pass through the network water heater 3, located along the flue gas in front of the exhaust fan 4. In this heater there is a significant utilization of the heat of the exhaust gases by heating the network water. From the intermediate stage of the network water heater, part of the heated water is supplied through the recirculation circuit 5 by means of a pump 7 to the heater inlet. Depending on the mode of operation of the boiler, it is possible to supply part of the heated network water from the heater output using the same pump 7 to the heater input. In both cases, it is possible to choose a ratio between heated water and return network water so that the temperature of the water at the inlet of the heater, and therefore the temperature of the metal of the heater, is higher than the dew point, i.e. above the temperature of saturated water vapor contained in flue gases. Therefore, the condensation of water vapor on the outer surface of the pipes of the network water heater is stopped and their intense corrosion is stopped.

Таким образом реализуется основная цель предлагаемого изобретения. От коррозии, связанной с конденсацией влаги, необходимо защитить не только сам подогреватель, но и внутренние поверхности дымососа, боровов, дымовой трубы. Для такой защиты необходимо часть горячих дымовых газов пропустить через байпас 8 с регулирующим шибером 9 помимо подогревателя сетевой воды 3. При этом температура дымовых газов, проходящих через дымосос 4 и дымовую трубу, повышается, что препятствует конденсации влаги на внутренней поверхности этого оборудования, а следовательно, и препятствует коррозии. Поскольку на выходе из подогревателя сетевой воды 3 требуется получать воду заданной температуры, то количество воды, подаваемой на подогреватель, должно быть пропорционально количеству дымовых газов, т.е. пропорционально нагрузке котла. Thus, the main objective of the invention is realized. From corrosion associated with moisture condensation, it is necessary to protect not only the heater itself, but also the internal surfaces of the smoke exhauster, hogs, chimney. For such protection, it is necessary to pass part of the hot flue gases through the bypass 8 with the control gate 9 in addition to the network water heater 3. Moreover, the temperature of the flue gases passing through the smoke exhauster 4 and the chimney increases, which prevents moisture condensation on the inner surface of this equipment, and therefore , and prevents corrosion. Since it is required to obtain water of a given temperature at the outlet of the network water heater 3, the amount of water supplied to the heater must be proportional to the amount of flue gas, i.e. in proportion to the boiler load.

Следует указать, что работа предлагаемого устройства возможна лишь при сжигании в котле природного газа. При сжигании мазута такой подогреватель сетевой воды должен быть отключен. It should be noted that the operation of the proposed device is possible only when burning natural gas in the boiler. When burning fuel oil, such a network water heater should be turned off.

Claims (1)

Устройство для нагрева сетевой воды теплом уходящих дымовых газов котла, включающее газоход, воздухоподогреватель, подогреватель сетевой воды, установленный перед дымососом, байпас с регулирующим шибером для пропуска части уходящих газов помимо подогревателя сетевой воды, отличающееся тем, что в тепловой схеме подогревателя сетевой воды установлены контуры рециркуляции части нагретой воды с промежуточной ступени подогревателя и с выхода подогревателя на его вход. A device for heating the network water with the heat of the boiler flue gas, including a gas duct, an air heater, a network water heater installed in front of the smoke exhauster, a bypass with a regulating gate for passing part of the exhaust gases in addition to the network water heater, characterized in that there are circuits in the thermal circuit of the network water heater recirculation of part of the heated water from the intermediate stage of the heater and from the heater output to its input.