RU2659644C1 - Конденсационный теплоутилизатор - Google Patents
Конденсационный теплоутилизатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659644C1 RU2659644C1 RU2017131443A RU2017131443A RU2659644C1 RU 2659644 C1 RU2659644 C1 RU 2659644C1 RU 2017131443 A RU2017131443 A RU 2017131443A RU 2017131443 A RU2017131443 A RU 2017131443A RU 2659644 C1 RU2659644 C1 RU 2659644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- water
- contact
- contact heat
- divider
- Prior art date
Links
- 238000009833 condensation Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000005494 condensation Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 claims abstract description 9
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 33
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 101100204059 Caenorhabditis elegans trap-2 gene Proteins 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Предлагаемое техническое решение относится к области энергосбережения и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности, где используются паровые и водогрейные котлы, сжигающие органическое топливо, установки, в результате работы которых образуются дымовые газы, содержащие значительный объем водяных паров. Одной из высокоэффективных энергосберегающих технологий является утилизация низкопотенциальной теплоты уходящих дымовых газов путем конденсации части содержащихся в них водяных паров. Техническая задача, решаемая предлагаемым техническим предложением, состоит в утилизации низкопотенциальной теплоты уходящих дымовых газов и в исключении конденсации водяных паров в газоходах и дымовой трубе путем применения многофорсуночного инжектора, совмещающего функции предварительного охладителя и дымососа, и подогреве дымовых газов на выходе из конденсационного теплоутилизатора. Для этого в конденсационном теплоутилизаторе, включающем в себя последовательно соединенные первый контактный теплообменник 1, содержащем каплеуловитель 2, раздаточное устройство 3, рассекатель 4, второй контактный теплообменник 18, содержащий каплеуловитель 23, раздаточное устройство 24, рассекатель 25, первый рекуперативный теплообменник 20, насосы, водо-водяной теплообменник 10, газоходы 11-16, дымовую трубу 17, бак-нейтрализатор 19, согласно изобретению первый контактный теплообменник 1 снабжен дополнительно вторым и третьим последовательно соединенными между собой рекуперативными теплообменниками 33, 34, подключенными соответственно к первому входу первого контактного теплообменника 1 и к первому его выходу, а также он снабжен многофорсуночным инжектором 5, подключенным между выходом второго рекуперативного теплообменника 33 и первым входом первого контактного теплообменника 1.
1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области энергосбережения и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности, где используются паровые и водогрейные котлы, сжигающие органическое топливо, установки, в результате работы которых образуются дымовые газы, содержащие значительный объем водяных паров. Одной из высокоэффективных энергосберегающих технологий является утилизация низкопотенциальной теплоты уходящих дымовых газов путем конденсации части содержащихся в них водяных паров.
Известно устройство «Теплоутилизатор» (патент РФ №2323384, опубл. 27.04.2008), содержащее контактный теплообменник, каплеуловитель, газо-газовый теплообменник, газоходы, трубопроводы и насос, имеется обводной канал по ходу оборотной воды контактного теплообменника, водо-водяной теплообменник и водо-воздушный теплообменник с обводным каналом по ходу воздуха. Данное устройство обладает следующими недостатками: наличие газо-газового теплообменника, в котором происходит подогрев осушенных продуктов сгорания, обусловливает дополнительные потери с уходящими газами. Дутьевой воздух в известном устройстве не увлажняют, что не обеспечивает снижения выбросов оксидов азота. Кроме того, срок работы дымовой трубы, подверженной перепадам температуры уходящих газов, может оказаться недолговечным. Все эти обстоятельства снижают эффективность и экономичность теплоутилизатора.
Известно устройство «Конденсационный теплоутилизатор (варианты)» (патент РФ №150285, опубл. 10.02.2015), содержащее первый контактный теплообменник, каплеуловитель, раздаточное устройство, рассекатель, предварительный теплообменник-охладитель, насосы, водо-водяной теплообменник, газоходы, дымовую трубу, второй контактный теплообменник, бак-нейтрализатор, первый контактный теплообменник снабжен предварительным контактным теплообменником-охладителем, антиобледенительное устройство. Данное устройство обладает следующими недостатками: дымовая труба и газоходы должны быть выполнены из влагозащищенных материалов и на выходе дымовой трубы установлено антиобледенительное устройство, при этом необходимо использование дымососа большой мощности для преодоления аэродинамического сопротивления.
Техническая задача, решаемая предлагаемым техническим предложением, состоит в утилизации низкопотенциальной теплоты уходящих дымовых газов и в исключении конденсации водяных паров в газоходах и дымовой трубе путем применения многофорсуночного инжектора, совмещающего функции предварительного охладителя и дымососа, и подогреве дымовых газов на выходе из конденсационного теплоутилизатора.
Технический эффект, возникающий при решении этой технической задачи, заключающийся в отсутствии необходимости защиты дымовой трубы и газохода от выпадения конденсата, достигается тем, что в известном конденсационном теплоутилизаторе, включающем в себя последовательно соединенные первый контактный теплообменник, содержащий каплеуловитель, раздаточное устройство, рассекатель, второй контактный теплообменник, содержащий каплеуловитель, раздаточное устройство, рассекатель, первый рекуперативный теплообменник, насосы, водо-водяной теплообменник, газоходы, дымовую трубу, бак-нейтрализатор, согласно изобретению первый контактный теплообменник снабжен дополнительно вторым и третьим последовательно соединенными между собой рекуперативными теплообменниками, подключенными соответственно к первому входу первого контактного теплообменника и к первому его выходу, а также он снабжен многофорсуночным инжектором, подключенным между выходом второго рекуперативного теплообменника и первым входом первого контактного теплообменника.
Кроме того, первый контактный теплообменник может быть выполнен двухступенчатым и снабжен дополнительным раздающим устройством и дополнительным рассекателем.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 представлена структурная схема предлагаемого устройства в случае выполнения первого контактного теплообменника двухступенчатым.
Устройство содержит (фиг. 1) последовательно соединенные первый контактный теплообменник (конденсер) 1, содержащий каплеуловитель 2, раздаточное устройство 3, рассекатель 4, многофорсуночный инжектор 5, насосы 6, 7, 8, 9, водо-водяной теплообменник 10, газоходы 11, 12, 13, 14, 15, 16, дымовую трубу 17, второй контактный теплообменник (увлажнитель) 18, бак-нейтрализатор 19. Второй контактный теплообменник 18 снабжен первым рекуперативным теплообменником 20, расположенным на первом его выходе, и подключен вторым выходом к первому контактному теплообменнику 1, а первый вход его подсоединен к первому выходу водо-водяного теплообменника 10. Имеются трубопроводы 21, 22 соответственно на втором входе и втором выходе водо-водяного теплообменника 10. Второй контактный теплообменник 18 содержит каплеуловитель 23, раздаточное устройство 24, рассекатель 25. Первый выход водо-водяного теплообменника 10 трубопроводом 26 соединен с раздаточным устройством 3 первого контактного теплообменника, трубопроводом 27 - с раздаточным устройством 24 второго контактного теплообменника 18. Второй выход второго контактного теплообменника 18 соединен трубопроводом 28 со вторым входом первого контактного теплообменника 1. На газоходе 15 после рекуперативного теплообменника 20 установлены шиберы 29, 30. Бак-нейтрализатор 19 снабжен трубопроводами 31, 32. Второй рекуперативный теплообменник 33 первым входом и первым выходом подключен к газоходам 11 и 38 соответственно. Третий рекуперативный теплообменник 34 первым входом подключен к первому контактному теплообменнику 1, а первым выходом к газоходу 12. Второй выход рекуперативного теплообменника 33 подключен к второму входу рекуперативного теплообменника 34 трубопроводом 36. Второй выход рекуперативного теплообменника 34 подключен к второму входу рекуперативного теплообменника 33 трубопроводом 37.
Конденсационный теплоутилизатор работает следующим образом. Уходящие продукты сгорания после котла по газоходу 11 (см. фиг. 1) подаются в рекуперативный теплообменник 33, где происходит снижение их температуры, и многофорсуночным инжектором 5 подаются в первый контактный теплообменник (конденсер) 1 по газоходу 38. В многофорсуночном инжекторе 5 происходит снижение их температуры до допустимого (по условиям работы контактного теплообменника 1) значения. Охлаждение происходит за счет контакта продуктов сгорания и получаемого в конденсере 1 конденсата, подаваемого циркуляционным насосом 7. В случае если многофорсуночный инжектор 5 не обеспечивает требуемый расход продуктов сгорания, может быть использован дополнительный дымосос 6. Охлажденные продукты сгорания поступают в первый контактный теплообменник (конденсер), 1 где они проходят через пластиковый рассекатель 4, который омывается оборотной водой, подаваемой сверху через раздающее устройство 3. Рассекатель 4 служит для разбиения ее на мелкие капли, увеличивая поверхность контакта воды и продуктов сгорания. Продукты сгорания охлаждаются ниже точки росы, отдавая теплоту, получаемую при охлаждении продуктов сгорания и конденсации части содержащихся в них водяных паров. В оборотной воде происходит растворение части углекислого газа и оксидов азота, содержащихся в продуктах сгорания. Далее охлажденные и частично осушенные продукты сгорания проходят через каплеуловитель 2, где происходит отделение капель уносимой потоком газов воды. Продукты сгорания подаются в рекуперативный теплообменник 34, соединенный с рекуперативным теплообменником 33 трубопроводами 36, 37, где подогреваются за счет циркуляции незамерзающего теплоносителя, обеспечиваемой насосом 35, и далее по газоходу 12 подаются в дымовую трубу 17 и выбрасываются в атмосферу. Подогрев продуктов сгорания позволяет избежать конденсации части оставшихся в них водяных паров в газоходе 12 и дымовой трубе 17. Нагретая в первом контактном теплообменнике (конденсере) 1 оборотная вода циркуляционным насосом 8 подается в водо-водяной теплообменник 10, где происходит подогрев холодной воды, поступающей по трубопроводу 21. Подогретая вода по трубопроводу 22 поступает в систему теплоснабжения или другим потребителям (доведение до требуемой температуры производится известными способами - на схеме не показано). Охлажденная оборотная вода по трубопроводу 27 поступает во второй контактный теплообменник (увлажнитель) 18 через раздающее устройство 24, где происходит подогрев и увлажнение воздуха в рассекателе 25 (аналогичен рассекателю 4), поступающего по газоходу 13. Далее охлажденная (за счет подогрева воздуха и частичного испарения) оборотная вода по трубопроводу 28 подается в раздающее устройство 3 первого контактного теплообменника (конденсера) 1. Подогретый и увлажненный воздух проходит каплеуловитель 23, где освобождается от унесенных капель воды, и по газоходу 14 поступает в рекуперативный теплообменник 20, где происходит подогрев на несколько градусов для исключения возможности последующей конденсации. После теплообменника насосом (дутьевым вентилятором) 9 воздух подается в котел. Дополнительное увлажнение воздуха позволяет снизить образование оксидов азота, а также температуру оборотной воды, поступающей в первый контактный теплообменник (конденсер) 1 через раздающее устройство 3. При работе в летний период температура обратной сетевой воды может быть низкой и дополнительного охлаждения оборотной воды во втором контактном теплообменнике (увлажнителе) 18 не требуется. В этом случае возможна работа теплоутилизатора без второго контактного теплообменника (увлажнителя) 18. Оборотная вода после теплообменника 10 по линии 26 (показана пунктиром) сразу подается в раздающее устройство 3 первого контактного теплообменника (конденсера) 1, а линия подачи в увлажнитель 24 перекрывается (задвижки на схеме не показаны), подача воздуха осуществляется напрямую из атмосферы по газоходу 15 за счет закрытия шибера 30 и открытия шибера 29. Образовавшийся при работе теплоутилизатора излишек конденсата сливается в бак-нейтрализатор 19, где происходит приведение ее кислотности к требуемому уровню за счет ввода химреактивов по трубопроводу 32. Нейтрализованная вода удаляется по трубопроводу 31 и далее может быть использована в качестве подпиточной воды или утилизироваться.
Кроме того, первый контактный теплообменник может быть выполнен двухступенчатым (фиг. 2). Вторую ступень образуют дополнительное раздаточное устройство 39 и дополнительный рассекатель 40. Второй выход второго контактного теплообменника 18 подключен к дополнительному раздаточному устройству 39 первого контактного теплообменника 1. Работа происходит таким образом. Вода из второго контактного теплообменника 18 подается в дополнительное раздающее устройство 39 второй ступени первого контактного теплообменника 1. Таким образом, через дополнительный рассекатель 40 проходит только часть оборотной воды, которая после прохождения увлажнителя 18 имеет пониженную температуру. Это позволяет дополнительно снизить температуру дымовых газов за теплоутилизатором. Остальная часть оборотной воды подается через раздающее устройство 3 первой ступени первого контактного теплообменника 1.
Claims (2)
1. Конденсационный теплоутилизатор, включающий в себя последовательно соединенные первый контактный теплообменник, содержащий каплеуловитель, раздаточное устройство, рассекатель, второй контактный теплообменник, содержащий каплеуловитель, раздаточное устройство, рассекатель, первый рекуперативный теплообменник, насосы, водо-водяной теплообменник, газоходы, дымовую трубу, бак-нейтрализатор, отличающийся тем, что первый контактный теплообменник снабжен дополнительно вторым и третьим последовательно соединенными между собой рекуперативными теплообменниками, подключенными соответственно к первому входу первого контактного теплообменника и к первому его выходу, а также он снабжен многофорсуночным инжектором, подключенным между выходом второго рекуперативного теплообменника и первым входом первого контактного теплообменника.
2. Конденсационный теплоутилизатор по п. 1, отличающийся тем, что первый контактный теплообменник выполнен двухступенчатым и снабжен дополнительным раздающим устройством и дополнительным рассекателем.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131443A RU2659644C1 (ru) | 2017-09-07 | 2017-09-07 | Конденсационный теплоутилизатор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131443A RU2659644C1 (ru) | 2017-09-07 | 2017-09-07 | Конденсационный теплоутилизатор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2659644C1 true RU2659644C1 (ru) | 2018-07-03 |
Family
ID=62815524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017131443A RU2659644C1 (ru) | 2017-09-07 | 2017-09-07 | Конденсационный теплоутилизатор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2659644C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2735042C1 (ru) * | 2020-05-26 | 2020-10-27 | Михаил Евгеньевич Пузырев | Конденсационный теплоутилизатор |
| RU209217U1 (ru) * | 2021-07-30 | 2022-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Северо-западное снабжение" | Котел конденсационный |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4012191A (en) * | 1975-06-18 | 1977-03-15 | Foster Wheeler Energy Corporation | System for recovering heat from the exhaust gases of a heat generator |
| SU1430666A1 (ru) * | 1987-01-07 | 1988-10-15 | Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники И Оборудования Зданий И Сооружений | Теплоутилизационна установка |
| SU1557417A1 (ru) * | 1988-02-12 | 1990-04-15 | Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники И Оборудования Зданий И Сооружений | Теплоутилизационна установка |
| RU2323384C1 (ru) * | 2006-08-30 | 2008-04-27 | Сергей Леонидович Торопов | Теплоутилизатор |
| RU150285U1 (ru) * | 2014-09-05 | 2015-02-10 | Александр Викторович Рагуткин | Конденсационный теплоутилизатор (варианты) |
-
2017
- 2017-09-07 RU RU2017131443A patent/RU2659644C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4012191A (en) * | 1975-06-18 | 1977-03-15 | Foster Wheeler Energy Corporation | System for recovering heat from the exhaust gases of a heat generator |
| SU1430666A1 (ru) * | 1987-01-07 | 1988-10-15 | Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники И Оборудования Зданий И Сооружений | Теплоутилизационна установка |
| SU1557417A1 (ru) * | 1988-02-12 | 1990-04-15 | Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники И Оборудования Зданий И Сооружений | Теплоутилизационна установка |
| RU2323384C1 (ru) * | 2006-08-30 | 2008-04-27 | Сергей Леонидович Торопов | Теплоутилизатор |
| RU150285U1 (ru) * | 2014-09-05 | 2015-02-10 | Александр Викторович Рагуткин | Конденсационный теплоутилизатор (варианты) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2735042C1 (ru) * | 2020-05-26 | 2020-10-27 | Михаил Евгеньевич Пузырев | Конденсационный теплоутилизатор |
| RU209217U1 (ru) * | 2021-07-30 | 2022-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Северо-западное снабжение" | Котел конденсационный |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107120714B (zh) | 一种全年化综合利用节能*** | |
| CN103225834B (zh) | 锅炉烟气排污余热回收热泵供暖***及其使用方法 | |
| CN107525090B (zh) | 一种点火时即投用脱硝***的燃煤电站锅炉装置及其使用方法 | |
| RU2436011C1 (ru) | Устройство утилизации тепла дымовых газов и способ его работы | |
| CN104266171A (zh) | 火电厂烟气余热利用*** | |
| CN109798534A (zh) | 一种锅炉烟气余热利用与脱白一体化*** | |
| RU2659644C1 (ru) | Конденсационный теплоутилизатор | |
| CN107559864B (zh) | 一种有效提高燃气炉热效率的燃气方法 | |
| CN204100225U (zh) | 火电厂烟气余热利用*** | |
| RU2489643C1 (ru) | Конденсационная котельная установка (варианты) | |
| RU150285U1 (ru) | Конденсационный теплоутилизатор (варианты) | |
| KR100694492B1 (ko) | 자체 폐열을 이용한 백연방지장치 | |
| RU2323384C1 (ru) | Теплоутилизатор | |
| CN208253630U (zh) | 一种采用烟道喷淋和热风混合的消白烟*** | |
| CN104857820A (zh) | 一种冷凝烟气消白的方法及用于该方法的冷凝器 | |
| CN106016835A (zh) | 一种多级回收燃气烟气余热的*** | |
| CN210568552U (zh) | 一种锅炉节能与烟气脱白*** | |
| CN204404537U (zh) | 冷凝式燃气热水器 | |
| CN208365564U (zh) | 一种锅炉烟气节能消白装置 | |
| CN207214097U (zh) | 一种基于排烟水蒸气内循环式冷凝热回收的燃煤锅炉 | |
| RU2700843C1 (ru) | Парогазовая установка с глубокой утилизацией тепла отходящих газов | |
| CN109731431A (zh) | 一种火电厂烟气脱白***及方法 | |
| RU2606296C2 (ru) | Способ глубокой утилизации тепла дымовых газов | |
| RU2561812C1 (ru) | Способ утилизации тепла и осушения дымовых газов и устройство для его осуществления | |
| RU2735042C1 (ru) | Конденсационный теплоутилизатор |