Opis:

Bryansk heat networks, zajedno s projektnim institutom LLC VKTIstroydormash-Proekt, razvili su, proizveli i implementirali u dvije kotlovnice u gradu Bryansk jedinicu za povrat topline dimnih plinova (UUTG) iz toplovodnih kotlova

Postrojenje za povrat topline dimnih plinova

N. F. Sviridov, R. N. Sviridov, mreže grijanja Bryansk,

I. N. Ivukov, B. L. Turk, VKTIstroydormash-Proekt LLC

Bryansk heat networks, zajedno s projektnim institutom VKTIstroydormash-Proekt LLC, razvili su, proizveli i implementirali jedinice za povrat topline dimnih plinova (UUTG) iz toplovodnih kotlova u dvije kotlovnice u gradu Bryansk.

Kao rezultat ove implementacije dobiveno je sljedeće:

Dodatna kapitalna ulaganja po 1 Gcal / h primljene topline više su od 2 puta manja u usporedbi s izgradnjom nove kotlovnice i isplate se za otprilike 0,6 godina;

Zbog činjenice da je korištena oprema izuzetno laka za održavanje i da se koristi slobodno rashladno sredstvo, tj. dimni plin (FG), prethodno ispušten u atmosferu, trošak 1 Gcal topline je 8-10 puta manji od troška toplina proizvedena u kotlovnicama;

Učinkovitost kotla povećana za 10%.

Tako su svi troškovi u ožujku 2002. cijene za uvođenje prvog UUTG-a s kapacitetom od 1 Gcal topline po satu iznosili 830 tisuća rubalja, a očekivana ušteda godišnje bit će 1,5 milijuna rubalja.

Tako visoki tehnički i ekonomski pokazatelji su razumljivi.

Postoji mišljenje da učinkovitost najboljih domaćih kotlova s ​​toplinskom snagom od 0,5 MW i više doseže 93%. Zapravo, ne prelazi 83%, a evo i zašto.

Razlikovati nižu i višu ogrjevnu vrijednost goriva. Niža ogrjevna vrijednost manja je od veće za količinu topline koja se troši na isparavanje vode nastale izgaranjem goriva, kao i vlage sadržane u njemu. Primjer za najjeftinije gorivo - prirodni gas: DG koji nastaju njegovim izgaranjem sadrže vodenu paru, koja zauzima do 19% u svom volumenu; njegova viša kalorična vrijednost premašuje nižu za otprilike 10%.

Kako bi se poboljšala učinkovitost dimnjaka kroz koje se DG ispuštaju u atmosferu, potrebno je da se vodena para u DG ne počne kondenzirati u dimnjacima pri najnižim temperaturama. okoliš.

Projekti UUTG-a oživljeni i poboljšani davno zaboravljeni tehnička rješenja, usmjeren na iskorištavanje topline DG.

UUTG sadrži kontakt i pločasti izmjenjivač topline te s dva neovisna kruga optočne i otpadne vode.

Uređaj i rad UUTG-a jasni su iz dijagrama prikazanog na slici i opisa njegovih položaja.

U kontaktnom izmjenjivaču topline DG i raspršena cirkulirajuća voda kreću se u vertikalnoj protustruji, tj. DG i voda su u izravnom kontaktu jedan s drugim. Za održavanje ravnomjernog prskanja reciklirane vode koriste se mlaznice i posebna keramička mlaznica.

Zagrijana cirkulirajuća voda, koju neovisna pumpa pumpa u vlastitom krugu vode, predaje toplinu dobivenu u kontaktnom izmjenjivaču topline otpadnoj vodi u pločastom izmjenjivaču topline.

Za potrebno hlađenje optočne vode treba koristiti samo hladnu vodu iz slavine, koja se nakon zagrijavanja u UUTG-u dovodi na standardnu ​​temperaturu u kotlovima postojećih kotlovnica i dalje se koristi za opskrbu stambenih objekata toplom vodom.

U kontaktnom izmjenjivaču topline ohlađeni DG dodatno prolaze kroz eliminator kapi i, nakon gubitka više od 70% vlage u obliku kondenzata vodene pare, povezuju se s dijelom vrućih DG (10–20% volumen DG koji napušta kotao), usmjeren odmah iz kotla u dimnjak, čime se stvara smjesa DG s niskim sadržajem vlage i temperaturom dovoljnom za prolazak kroz dimnjak bez kondenzacije ostatka vodene pare.

Volumen cirkulirajuće vode kontinuirano raste zbog kondenzacije vodene pare u DG. Nastali višak automatski se odvodi kroz ventil s elektromehaničkim pogonom i može se uz pripremu koristiti kao dodatna voda u sustavu grijanja kotlovnice. Specifični utrošak drenirane vode po 1 Gcal obnovljene topline iznosi oko 1,2 tone.Odvod kondenzata kontrolira se nivomomjerima B i H.

Opisana metoda i oprema za rekuperaciju topline dizelskih generatora mogu raditi s produktima izgaranja goriva bez prašine koji imaju neograničenu maksimalnu temperaturu. Istodobno, što je viša temperatura dimnih plinova, to će više temperature biti zagrijana potrošna voda. Štoviše, u ovom slučaju moguće je djelomično koristiti recikliranu vodu za grijanje vode za grijanje. S obzirom da kontaktni izmjenjivač topline istovremeno radi i kao mokri hvatač prašine, moguće je praktično iskoristiti toplinu prašnjavih DG-ova pročišćavanjem cirkulirajuće vode od prašine poznatim metodama prije nego što se ona uvede u pločasti izmjenjivač topline. Moguće je neutralizirati recikliranu vodu kontaminiranu kemijskim spojevima. Stoga se opisani UUTG može koristiti za rad s DG-ovima uključenim u tehnološke procese tijekom taljenja (na primjer, otvorene peći, peći za taljenje stakla), tijekom kalcinacije (na primjer, cigla, keramika), tijekom zagrijavanja (ingoti prije valjanja) itd.

Nažalost, u Rusiji nema poticaja za uključenje u očuvanje energije.

Crtanje Shema jedinice za povrat topline dimnih plinova (UUTG) 1 - kontaktni izmjenjivač topline; 2 - ventil s elektromehaničkim pogonom za automatsko ispuštanje viška cirkulirajuće vode nastale tijekom kondenzacije DG vodene pare; 3 - spremnik za optočnu vodu grijanu povratom topline DG-a; 4 - DG koji izlazi iz kotla; 5 - dio DG-a, usmjeren na iskorištavanje njihove topline; 6 - dimna cijev; 7 - dio DG-a, nastavljajući se kretati duž postojeće svinje u dimnjak (6); 8 - ventil koji regulira protok dijela DG (5); 9 - ventil koji regulira protok dijela DG (7); 10 - ohlađeni i drenirani dio DG koji je izašao iz kontaktnog izmjenjivača topline (1); 11 - mješavina DG (7 i 10), koja ima temperaturnu razliku između DG i njegovog točke rosišta, jednako 15–20°S; 12 - raspršivač reciklirane vode; 13 - posebna mlaznica s razvijenom površinom; 14 - kalcinator, u kojem se, propuhivanjem zraka kroz recikliranu vodu, iz nje uklanja prethodno otopljeni ugljični dioksid; 15 - zrak za pročišćavanje; 16 - hvatač kapljica; 17 - sustav opskrbe hladnom vodom; 18 - cirkulirajuća voda, grijana recikliranom toplinom; 19 - pumpa za pumpanje cirkulirajuće vode; 20 - pločasti izmjenjivač topline za prijenos otpadne topline iz reciklirane vode u otpadnu vodu; 21 - ohlađena cirkulirajuća voda usmjerena na atomizer (12) i za odvod njenog viška kroz ventil s elektromehaničkim pogonom (2); 22 - potrošna voda, grijana povratom topline DG. V i N - senzori gornje i donje razine cirkulirajuće vode u spremniku (3);

stol 1 Procijenjeni pokazatelji jednog od uvedenih UUTG

Naziv indikatora Vrijednost indikator Početni podaci Toplinski učinak kotlovske jedinice, Gcal / h 10,2 75,0 Satna potrošnja prirodnog plina pri maksimalnoj snazi ​​kotla, nm 3 / h 1 370 DG temperatura, °S: - ulaz kontaktnog izmjenjivača topline - izlaz iz kontaktnog izmjenjivača topline 140 30 Omjer viška zraka 1,25 Učinkovitost postojeće kotlovske jedinice u smislu donje ogrjevne vrijednosti plina pri maksimalnom toplinskom opterećenju, % 92,0 Temperatura potrošne vode, °S: - na ulazu u izmjenjivač topline: zima ljeti - na izlazu iz izmjenjivača topline +5 +10 +40 Procijenjeni podaci Pri izgaranju 1 m 3 prirodnog plina stvarna potrošnja suhog zraka, nm 3 11,90 Volumen DG formiran na izgaranje 1 m 3 prirodnog plina, nm 3 / H 12,96 Volumen suhog DG koji nastaje izgaranjem 1 nm 3 prirodnog plina, nm 3 10,90 Volumni udio vodene pare u DG koji izlazi iz kotla, % 15,88 Maseni protok po satu, kg/h: - DG nakon kotla 22000 - suhi dizel generator koji izlazi iz kotla 19800 - dijelovi suhog dizel generatora čija se toplina iskorištava 15800 - dio suhog diesel generatora koji izlazi iz kotla, koristi se za grijanje drugog dijela suhog diesel generatora koji se hladi tijekom povrata topline (prihvaćeno) 4000 Satni volumenski protok, nm 3 / h: - DG nakon kotla - suhi dizel generator koji izlazi iz kotla - dijelovi suhog dizel generatora čija se toplina iskorištava 17800 14900 14200 Temperatura rosišta, °C: - DG iz kotla - DG u kontaktnom izmjenjivaču topline nakon vlaženja recikliranom vodom - mješavina osušenog DG, propuštena kroz kontaktni izmjenjivač topline, i DG, izravno izbačeni u cijev 54,2 59,4 Temperatura mješavine osušenog DG, koji je prošao kroz kontaktni izmjenjivač topline, i DG, izravno izbačen u cijev, °S 55,1 Učinkovitost jedinice za povrat topline DG, % 93 Količina korisne topline koju je DG povratio na maksimalno opterećenje kotao, kcal/h 1 209 800 Količina korisno iskorištene više topline DG, kcal/h 756 200 Udio veće topline u korisno iskorištenoj toplini, % 61,5 Masa vode koju zagrijava izmjenjivač topline pri maksimalnom opterećenju kotla, t/h: - cirkulirajuće u temperaturnom rasponu 20-50°S - potrošni materijal u temperaturnom rasponu 10-40°S 41480 40610 Učinkovitost kotlovske jedinice po bruto kaloričnoj vrijednosti prirodni plin i pri maksimalnom toplinskom opterećenju, %: - postojanje - s izmjenjivačem topline DG 82,1 91,8 Kapacitet grijanja kotlovske jedinice s izmjenjivačem topline DG, Gcal / h 11,45 Količina korisne topline dobivena iz DG godišnje pri prosječnom godišnjem opterećenju kotla, Gcal 6830

Upotreba: energija, povrat otpadne topline. Bit izuma: protok plina se ovlaži prolaskom kroz kondenzatni film formiran na diedralnom perforiranom listu 4, gdje su plinovi zasićeni vodenom parom. U komori 2 iznad lista 4 dolazi do volumetrijske kondenzacije vodene pare na česticama prašine i sitnim kapljicama protoka pare i plina. Pripremljena smjesa plina i pare hladi se na temperaturu rosišta prijenosom topline toka zagrijanog medija kroz stijenku elemenata za izmjenu topline 8. Kondenzat iz toka pada na nagnute pregrade 5 s koritima 10, a zatim ulazi u lim 4. uz odvodna cijev 9. 1 ilustr.

Predmetni izum odnosi se na područje kotlovske tehnike, točnije na područje povrata topline ispušnih plinova. Poznata metoda za iskorištavanje topline ispušnih plinova (SSSR izd. St. N 1359556, MKI F 22 B 33/18, 1986), koja je najbliža analogna, u kojoj se proizvodi izgaranja sekvencijalno prisilno ovlaže, komprimiraju u kompresoru. , ohlađeni na temperaturu ispod temperature rosišta zajedno s kondenzacijom vodene pare pri tlaku iznad atmosferskog, odvajaju se u separatoru, ekspandiraju uz istodobno smanjenje temperature u turboekspanderu i odvode u atmosferu. Poznata metoda iskorištavanja topline otpadnog plina (GDR, Pat. N 156197, MKI F 28 D 3/00, 1982.) postiže se protustrujnim kretanjem u izmjenjivaču topline otpadnog plina i međutekućim medijem zagrijanim na temperaturu iznad točke rosišta. temperatura ispušnih plinova, koji se hlade na temperaturu ispod točke rosišta. Poznata je metoda niskotemperaturnog zagrijavanja pomoću bruto kalorične vrijednosti goriva (Njemačka, prijava N OS 3151418, MKI F 23 J 11/00, 1983), koja se sastoji u tome da se gorivo izgara u uređaju za grijanje s stvaranje vrućih plinova koji ulaze u uređaj za grijanje naprijed i sa strane. Na dijelu puta protoka gorivi plinovi su usmjereni prema dolje uz stvaranje kondenzata. Gorivi plinovi na izlazu imaju temperaturu 40 45 o C. Poznat način omogućuje hlađenje ispušnih plinova ispod temperature rosišta, što malo povećava toplinsku učinkovitost instalacije. Međutim, u ovom slučaju dolazi do raspršivanja kondenzata kroz mlaznice, što dovodi do dodatne potrošnje energije za vlastite potrebe i povećanja sadržaja vodene pare u produktima izgaranja. Uključivanje kompresora i turbo ekspandera u krug, koji komprimiraju i ekspandiraju proizvode izgaranja, ne poboljšava učinkovitost, a osim toga dovodi do dodatne potrošnje energije povezane s gubicima u kompresoru i turbo ekspanderu. Cilj izuma je intenzivirati prijenos topline uz duboko iskorištavanje topline ispušnih plinova. Problem je riješen činjenicom da se ovlaživanje toka plina provodi njegovim prolaskom kroz film kondenzata uz zasićenje toka vodenom parom, nakon čega slijedi kondenzacija potonje, kao i kondenzat koji pada na navedeni film. i odvodnju neisparenog dijela. Predložena metoda može se implementirati u uređaju prikazanom na crtežu, gdje: 1 sakupljač kondenzata, 2 komora, 3 kućište, 4 diedarska nejednako nagnuta perforirana ploča, 5 nagnute pregrade, 6 - suženi dvodimenzionalni difuzor, 7 ekspandirajući difuzor, 8 površina za izmjenu topline, 9 odvodna cijev, 10 oluk, 11 spojna površina, 12 - separator, 13 izmjenjivač topline za pregrijavanje, 14 dimnjak, 15 dimnjak, 16 vodena brtva, 17 horizontalna os. Rad uređaja prema predloženoj metodi iskorištavanja topline produkata izgaranja sličan je toplinskoj cijevi atmosferskog tipa. Njegov isparivački dio nalazi se u donjem dijelu komore 2, iz koje se diže pripremljena parno-plinska smjesa, a kondenzacijski dio je na površinama za izmjenu topline 3, iz kojih kondenzat teče duž kosih pregrada 5 s olucima 10 kroz odvod. cijevi 9 na diedarski nejednaki perforirani list 4, a višak - u kolektor kondenzata 1. Produkti izgaranja koji dolaze iz pregrijanog izmjenjivača topline 13 stvaraju mjehuriće kondenzatnog filma na diedralnom nejednakom nagnutom perforiranom listu 4. Kondenzat se raspršuje, zagrijava i isparava. , a njegov višak otječe u kolektor kondenzata 1. Dimni plinovi su zasićeni vodenom parom pod tlakom približno jednakim atmosferskom. Ovisi o načinu zajedničkog rada ventilatora i odimljavača 14. U komori 2 vodena para je u prezasićenom stanju, budući da je tlak pare u plinska smjesa tlak više zasićene pare. Najsitnije kapljice, čestice prašine produkata izgaranja postaju centri kondenzacije, na kojima se u komori 2 bez izmjene topline s okolinom postoji proces volumetrijska kondenzacija vodene pare. Pripremljena smjesa plina i pare kondenzira se na površinama izmjenjivača topline 8. Kada je površinska temperatura ovih elemenata za izmjenu topline 8 znatno niža od temperature rosišta, sadržaj vlage u produktima izgaranja nakon izmjenjivača topline manji je od početnog. . Završna faza ovog kontinuiranog procesa je gubitak kondenzata na kosim pregradama 5 s pritužbama 10 i njegov ulazak na perforirani lim 4 kroz odvodnu cijev 9. Postizanje zadatka potvrđuje sljedeće: 1. Vrijednost koeficijent prijenosa topline povećan na 180 250 W / m 2 o C, što naglo smanjuje površinu površine izmjene topline i, sukladno tome, smanjuje parametre težine i veličine. 2. Smanjenje početne vlažnosti vodene pare u ispušnim plinovima 2,5-3 puta smanjuje intenzitet korozijskih procesa u plinskom putu i dimnjaku. 3. Oscilacija opterećenja generatora pare ne utječe na učinkovitost kotlovskog postrojenja.

Zahtjev

1. Metoda iskorištavanja topline ispušnih plinova, koja se sastoji u tome da se protok plina ovlaži i ohladi na temperaturu rosišta prijenosom topline protoka na zagrijani medij kroz stijenku, naznačena time što je protok plina ovlaže prolaskom kroz kondenzatni film uz zasićenje protoka vodenom parom, nakon čega slijedi kondenzacija potonje, kao i taloženje kondenzata na spomenutom filmu i otjecanje njegovog neisparenog dijela.

Vlasnici patenta RU 2606296:

Izum se odnosi na termoenergetiku i može se koristiti u bilo kojem poduzeću koje koristi kotlove na ugljikovodično gorivo.

Poznati su grijači tipa KSK (Kudinov A.A. Ušteda energije u instalacijama za proizvodnju topline. - Ulyanovsk: UlGTU, 2000. - 139, str. 33), koji se masovno proizvode u tvornici grijača Kostroma, a sastoje se od površine plin-voda. izmjenjivač topline čija je površina za izmjenu topline izrađena od rebrastih bimetalnih cijevi, sito, razvodni ventil, eliminator kapljica i hidropneumatsko puhalo.

Grijači tipa KSK rade na sljedeći način. Dimni plinovi ulaze u distribucijski ventil, koji ih dijeli u dva toka, glavni tok plina se šalje kroz cjedilo u izmjenjivač topline, drugi - duž zaobilaznice plinskog kanala. U izmjenjivaču topline, vodena para sadržana u dimnim plinovima kondenzira se na rebrastim cijevima, zagrijavajući vodu koja teče u njima. Rezultirajući kondenzat skuplja se u koritu i pumpa u krug napajanja mreže grijanja. Voda zagrijana u izmjenjivaču topline dovodi se do potrošača. Na izlazu iz izmjenjivača topline osušeni dimni plinovi se miješaju s početnim dimnim plinovima iz zaobilaznog voda dimovoda i usmjeravaju kroz odimljač u dimnjak.

Za rad izmjenjivača topline u režimu kondenzacije cijelog njegovog konvektivnog dijela potrebno je da temperatura grijanja vode u konvektivnom paketu ne prelazi 50°C. Za korištenje takve vode u sustavima grijanja potrebno ju je dodatno zagrijati.

Kako bi se spriječila kondenzacija zaostale vodene pare dimnih plinova u plinovodima i dimnjaku, dio izvornih plinova se kroz obilazni kanal miješa s osušenim dimnim plinovima, povećavajući njihovu temperaturu. Uz takvu primjesu povećava se i sadržaj vodene pare u ispušnim dimnim plinovima, čime se smanjuje učinkovitost povrata topline.

Poznati izmjenjivač topline (RU 2323384 C1, IPC F22B 1/18 (2006.01), objavljen 27.04.2008.), koji sadrži kontaktni izmjenjivač topline, hvatač kapljica, izmjenjivač topline plin-plin uključen u istostrujnu shemu, plinske kanale , cjevovodi, pumpa, temperaturni senzori, ventili - regulatori. Izmjenjivač topline voda-voda i izmjenjivač topline voda-zrak s premosnim kanalom duž protoka zraka raspoređeni su u nizu duž toka povratne vode kontaktnog izmjenjivača topline.

Poznata metoda rada ovog izmjenjivača topline. Izlazni plinovi kroz plinski kanal ulaze u ulaz izmjenjivača topline plin-plin, sukcesivno prolazeći kroz njegova tri dijela, zatim do ulaza kontaktnog izmjenjivača topline, gdje se, prolazeći kroz mlaznicu, ispranu cirkulirajućom vodom, hlade. ispod točke rosišta, odajući prividnu i latentnu toplinu cirkulirajućoj vodi. Nadalje, ohlađeni i mokri plinovi oslobađaju se iz većine tekuće vode koju protok odvodi u hvataču kapljica, zagrijavaju se i suše u barem jednom dijelu izmjenjivača topline plin-plin, šalju u cijev odvodnikom dima i ispuštaju u atmosferu. Istodobno se zagrijana cirkulirajuća voda s dna kontaktnog izmjenjivača topline pumpa pumpom u izmjenjivač topline voda-voda, gdje zagrijava hladnu vodu iz cjevovoda. Voda zagrijana u izmjenjivaču topline dovodi se za potrebe opskrbe tehnološke i potrošne tople vode ili u niskotemperaturni krug grijanja.

Nadalje, cirkulirajuća voda ulazi u izmjenjivač topline voda-zrak, zagrijava barem dio puhanja zraka koji dolazi izvana iz prostorije kroz zračni kanal, hladi se na najnižu moguću temperaturu i ulazi u kontaktni izmjenjivač topline kroz razdjelnik vode. , gdje oduzima toplinu plinovima, istovremeno ih ispirajući od suspendiranih čestica, te apsorbira dio dušikovih i sumpornih oksida. Zagrijani zrak iz izmjenjivača topline dovodi se pomoću ventilatora u obični grijač zraka ili izravno u peć. Optočna voda se po želji filtrira i obrađuje na poznate načine.

Za implementaciju takve metode potreban je sustav upravljanja zbog korištenja povratne topline za potrebe tople vode zbog varijabilnosti dnevnog rasporeda potrošnje tople vode.

Voda zagrijana u izmjenjivaču topline, koja se dovodi za potrebe tople vode ili u niskotemperaturni krug grijanja, zahtijeva dovođenje na potrebnu temperaturu, jer se u izmjenjivaču ne može zagrijati iznad temperature vode. u cirkulacijskom krugu, što je određeno temperaturom zasićenja vodene pare u dimnim plinovima. Slabo zagrijavanje zraka u izmjenjivaču topline voda-zrak ne dopušta korištenje tog zraka za grijanje prostora.

Najbliži predmetnom izumu su uređaj i metoda za iskorištavanje topline dimnih plinova (RU 2436011 C1, IPC F22B 1/18 (2006.01), objavljeno 10.12.2011.).

Uređaj za rekuperaciju topline dimnih plinova sastoji se od površinskog pločastog izmjenjivača topline plin-plin prema protustrujnoj shemi, površinskog pločastog kondenzatora plin-zrak, inercijskog eliminatora kapi, plinskih kanala, odimovnika, zračnih kanala, ventilatora i cjevovoda.

Početni dimni plinovi se hlade u površinskom pločastom izmjenjivaču topline plin-plin, zagrijavajući osušene dimne plinove. Zagrijani i zagrijani medij gibaju se protustrujno. U tom slučaju dolazi do dubokog hlađenja mokrih dimnih plinova na temperaturu blizu rosišta vodene pare. Nadalje, vodena para sadržana u dimnim plinovima kondenzira se u površinskom pločastom izmjenjivaču topline plin-zrak - kondenzatoru, zagrijavajući zrak. Zagrijani zrak koristi se za zagrijavanje prostora i zadovoljenje potreba procesa izgaranja. Kondenzat nakon dodatne obrade koristi se za nadoknadu gubitaka u toplovodnoj mreži ili ciklusu parne turbine. Da bi se spriječila kondenzacija zaostale vodene pare odnesene strujanjem iz kondenzatora, dio zagrijanih, osušenih dimnih plinova se miješa ispred dodatnog odimljivača. Osušeni dimni plinovi se odvodom dima dovode do gore opisanog grijača, gdje se zagrijavaju kako bi se spriječila moguća kondenzacija vodene pare u plinovodima i dimnjaku i šalju u dimnjak.

Nedostaci ove metode su da se uglavnom iskorištava latentna toplina kondenzacije vodene pare sadržana u dimnim plinovima. Ako rekuperacijski izmjenjivač topline hladi početne dimne plinove na temperaturu blisku rosištu vodene pare, tada će zagrijavanje izlaznih osušenih dimnih plinova biti prekomjerno, što smanjuje učinkovitost iskorištenja. Nedostatak je korištenje samo jednog medija za grijanje - zraka.

Cilj izuma je povećati učinkovitost povrata topline dimnih plinova korištenjem latentne topline kondenzacije vodene pare i povišene temperature samih dimnih plinova.

U predloženoj metodi za dubinsko iskorištavanje topline dimnih plinova, kao iu prototipu, dimni plinovi se prethodno hlade u površinskom pločastom izmjenjivaču topline plin-plin, zagrijavaju osušene dimne plinove, kondenziraju vodenu paru sadržanu u dimnim plinovima u kondenzatoru. , zagrijavanje zraka.

Prema izumu, između izmjenjivača topline i kondenzatora zagrijavanjem vode dimni plinovi se hlade na temperaturu blisku rosištu vodene pare.

Plinski kotlovi imaju visoka temperatura dimni plinovi (130°C za velike kotlove, 150°C-170°C za male kotlove). Za hlađenje dimnih plinova prije kondenzacije koriste se dva uređaja: rekuperacijski izmjenjivač topline plin-plin i grijač otpadne vode.

Početni dimni plinovi se prethodno hlade u površinskom pločastom izmjenjivaču topline plin-plin, zagrijavajući osušene dimne plinove za 30-40°C više od temperature zasićenja vodene pare sadržane u njima, kako bi se stvorila temperaturna granica na moguće hlađenje dimni plinovi u dimnjaku. Time je moguće smanjiti površinu izmjene topline rekuperativnog izmjenjivača topline u usporedbi s prototipom te je korisno iskoristiti preostalu toplinu dimnih plinova.

Značajna razlika je korištenje kontaktnog plinskog bojlera za konačno hlađenje mokrih dimnih plinova na temperaturu blisku rosištu vodene pare. Na ulazu u grijač vode dimni plinovi imaju dovoljno visoku temperaturu (130°S-90°S), što omogućuje zagrijavanje vode do 50°S-65°S uz njezino djelomično isparavanje. Na izlazu iz kontaktnog plinskog grijača vode, dimni plinovi imaju temperaturu blizu rosišta vodene pare sadržane u njima, što povećava učinkovitost korištenja površine za izmjenu topline u kondenzatoru, eliminira stvaranje suhih zona kondenzator i povećava koeficijent prolaza topline.

Metoda povrata otpadne topline prikazana je na sl.1.

U tablici 1 prikazani su rezultati verifikacijskog proračuna mogućnosti ugradnje kotla na prirodni plin snage 11 MW.

Metoda dubinskog iskorištavanja topline dimnih plinova provodi se na sljedeći način. Početni dimni plinovi 1 prethodno se hlade u površinskom pločastom izmjenjivaču topline plin-plin 2, zagrijavajući osušene dimne plinove. Zatim se dimni plinovi 3 konačno hlade u kontaktnom grijaču vode plin-voda 4 na temperaturu blisku rosištu vodene pare, prskajuće vode, za što je preporučljivo koristiti kondenzat dobiven u kondenzatoru. Pritom dio vode isparava, povećavajući sadržaj vlage u dimnim plinovima, a ostatak se zagrijava na istu temperaturu. Vodena para sadržana u dimnim plinovima 5 kondenzira se u površinskom pločastom izmjenjivaču topline plin-zrak - kondenzatoru 6 s hvatačem kapljica 7, zagrijavajući zrak. Kondenzat 8 dovodi se za zagrijavanje u kontaktni plinsko-vodni grijač vode 4. Toplina kondenzacije koristi se za zagrijavanje hladnog zraka, koji ventilatori 9 dovode iz okoline kroz kanal 10. Zagrijani zrak 11 šalje se u proizvodnu prostoriju kotlovnica za njegovu ventilaciju i grijanje. Iz ove prostorije zrak se dovodi u kotao kako bi se osigurao proces izgaranja. Osušeni dimni plinovi 12 dovode se pomoću odvodnika dima 13 u površinski pločasti izmjenjivač topline plin-plin 2 za grijanje i šalju u dimnjak 14.

Da bi se spriječila kondenzacija zaostale vodene pare odnesene protokom iz kondenzatora, dio zagrijanih osušenih dimnih plinova 15 (do 10%) miješa se ispred odimovnika 13, čija se vrijednost početno podešava pomoću amortizer 16.

Temperatura zagrijanog zraka 11 kontrolira se promjenom protoka osušenih dimnih plinova 1 ili promjenom protoka zraka, podešavanjem brzine odimljivača 13 ili ventilatora 9 ovisno o vanjskoj temperaturi.

Izmjenjivač topline 2 i kondenzator 6 su površinski pločasti izmjenjivači topline izrađeni od standardiziranih modularnih paketa, koji su raspoređeni na način da se kretanje nositelja topline odvija u protustruji. Ovisno o volumenu osušenih dimnih plinova, grijač i kondenzator formiraju se od proračunatog broja paketa. Grijač vode 4 je kontaktni izmjenjivač topline plin-voda koji omogućuje dodatno hlađenje dimnih plinova i zagrijavanje vode. Zagrijana voda 17 nakon dodatne obrade koristi se za nadoknadu gubitaka u toplinskoj mreži ili ciklusu parne turbine. Blok 9 je formiran od nekoliko ventilatora za promjenu protoka zagrijanog zraka.

U tablici 1 prikazani su rezultati verifikacijskog proračuna izvedbe instalacije za kotao na prirodni plin snage 11 MW. Proračuni su provedeni za vanjsku temperaturu zraka -20°S. Izračun pokazuje da korištenje kontaktnog plinskog bojlera 4 dovodi do nestanka suhe zone u kondenzatoru 6, intenzivira prijenos topline i povećava snagu instalacije. Postotak povrata topline raste sa 14,52 na 15,4%, dok se temperatura rosišta vodene pare u osušenim dimnim plinovima smanjuje na 17°C. Otprilike 2% toplinske snage se ne iskorištava, već se koristi za rekuperaciju - zagrijavanje osušenih dimnih plinova na temperaturu od 70°C.

Metoda dubinskog iskorištavanja topline dimnih plinova, prema kojoj se dimni plinovi prethodno hlade u površinskom pločastom izmjenjivaču topline plin-plin, zagrijavanjem osušenih dimnih plinova hlade se u grijaču vode na temperaturu blisku rosi. točka vodene pare, zagrijavanjem vode, vodena para sadržana u dimnim plinovima se kondenzira u kondenzatoru, zagrijavajući zrak, naznačena time što je između izmjenjivača topline i kondenzatora ugrađen površinski cijevni plinsko-vodeni grijač vode za hlađenje mokrih dimnih plinova. i grijanje vode, dok se glavni povrat topline događa u kondenzatoru tijekom zagrijavanja zraka, a dodatni - u grijaču vode.

Slični patenti:

Izum se odnosi na petrokemijsko inženjerstvo i može se koristiti za krekiranje loživog ulja, kao i za zagrijavanje procesnih medija (na primjer, ulje, uljna emulzija, plin, njihove mješavine) i za dr. tehnološki procesi zahtijeva intenzivnu opskrbu toplinom.

Izum se odnosi na područje elektroenergetike i može se koristiti u sustavima grijanja i klimatizacije. Izum se sastoji u činjenici da je veza rebrastih cijevi za izmjenu topline u nizu i redova jedna s drugom izvedena uzastopno jednom cijevi u jednom ogranku, a susjedne cijevi za izmjenu topline u nizu povezane su jedna s drugom u seriju. međucijevnim prijelazima u obliku savijenih zavoja i opremljeni su lako uklonjivim popravnim i zaštitnim čepovima, broj cijevi povezanih u nizu i ukupni broj prolaza u svim redovima odabire se ovisno o stvarnim parametrima postojeća toplinska mreža i utvrđuje se hidraulička karakteristika bojler.

Električni hladnjak koji koristi računalne procesore kao izvor topline. Ovaj radijator za kućanstvo i industrijske prostore, koji koristi računalne procesore kao izvore topline, sadrži grijano kućište koje vrši prijenos topline između izvora topline i okolnog zraka, broj Q procesora raspoređen na broj P tiskane ploče, tvoreći izvor topline radijatora i moćan lijek, izvođenje izračuna putem vanjskih informacijskih sustava, sučelje čovjek-stroj koje vam omogućuje kontrolu računalne i toplinske snage koju izdaje radijator, stabilizirano napajanje za razne elektroničke komponente, mrežno sučelje koje vam omogućuje povezivanje radijatora s vanjskim mrežama .

Izum je namijenjen reakcijama parnog reforminga i može se koristiti u kemijskoj industriji. Reaktor za izmjenu topline sadrži više bajunetnih cijevi (4) obješenih na gornji krov (2), koje se protežu do razine donjeg dna (3) i zatvorene su u kućište (1) koje sadrži ulaz (E) i izlaz (S ) cijevi za dimne plinove.

Izum osigurava sustav i metodu za parno-plinski reforming. Metoda kombinirane kogeneracije koja se temelji na rasplinjavanju i metanizaciji biomase uključuje: 1) rasplinjavanje biomase miješanjem kisika i vodene pare dobivene iz postrojenja za separaciju zraka s biomasom, transport dobivene smjese kroz mlaznicu do rasplinjača, rasplinjavanje biomase na temperaturi od 1500-1800 °C i tlaku od 1-3 MPa za dobivanje sirovog rasplinjenog plina i transport pregrijane pare s tlakom od 5-6 MPa, dobivene kao rezultat svrsishodnog povrata topline, do pare turbina; 2) pretvorba i pročišćavanje: u skladu sa zahtjevima reakcije metanacije, podešavanje omjera vodik/ugljik sirovog rasplinjenog plina nastalog u koraku 1) na 3:1 pomoću reakcije pretvorbe i obnavljanje sirovog rasplinjenog plina na niskoj temperaturi pomoću metanol za odsumporavanje i dekarbonizaciju, što rezultira pročišćenim sinteznim plinom; 3) provođenje metanacije: uvođenje pročišćenog sinteznog plina iz koraka 2) u sekciju za metanaciju koja se sastoji od sekcije za primarnu metanaciju i sekcije za sekundarnu metanaciju, sekcija za primarnu metanaciju sadrži prvi reaktor za primarnu metanaciju i drugi reaktor za primarnu metanaciju spojen u seriju; dopuštajući da se dio procesnog plina iz drugog reaktora za primarnu metanaciju vrati na ulaz u prvi reaktor za primarnu metanaciju radi miješanja sa svježim napojnim plinom, a zatim da uđe u prvi reaktor za primarnu metanaciju tako da koncentracija reaktanata na ulazu u prvi primarni metanacijski reaktor se smanjuje, a temperaturu sloja katalizatora kontrolira procesni plin; uvođenje sintetskog plina nakon primarne metanacije u sekciju sekundarne metanacije koja sadrži prvi sekundarni reaktor za metanaciju i drugi sekundarni reaktor za metanaciju spojene u seriju, gdje nije veliki broj neizreagirani CO i velika količina CO2 pretvaraju se u CH4, i transport pregrijane srednjetlačne pare stvorene u sekciji metanacije do parne turbine; i 4) koncentracija metana: koncentracija metana sintetskog prirodnog plina koja sadrži tragove dušika i vodene pare dobivena u koraku 3) adsorpcijom s promjenom tlaka, tako da molarna koncentracija metana doseže 96 %, a kalorična vrijednost sintetskog prirodnog plina dostiže 8256 kcal./Nm3.

Izum se odnosi na termoenergetiku. Metoda dubinskog iskorištavanja topline dimnih plinova uključuje prethodno hlađenje dimnih plinova u površinskom pločastom izmjenjivaču topline plin-plin, zagrijavanje osušenih dimnih plinova u protustruji kako bi se stvorila temperaturna granica koja sprječava kondenzaciju zaostale vodene pare u dimnjaku. Daljnje hlađenje dimnih plinova na temperaturu blisku rosištu vodene pare provodi se u kontaktnom bojleru plin-voda, koji zagrijava vodu. Ohlađeni vlažni dimni plinovi dovode se u površinski pločasti izmjenjivač topline plin-zrak - kondenzator, gdje se vodena para sadržana u dimnim plinovima kondenzira, zagrijavajući zrak. Osušeni dimni plinovi dovode se dodatnim dimnjakom u površinski pločasti izmjenjivač topline plin-plin, gdje se zagrijavaju radi sprječavanja moguće kondenzacije vodene pare u plinovodima i dimnjaku i odvode u dimnjak. UČINAK: povećanje učinkovitosti iskorištenja topline dimnih plinova zbog iskorištavanja latentne topline kondenzacije vodene pare i povišene temperature samih dimnih plinova. 1 ilustr., 1 tab.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Domaćin na http://www.allbest.ru/

Ministarstvo obrazovanja i znanosti Ruske Federacije

država obrazovna ustanova visoko stručno obrazovanje

Nacionalno istraživačko politehničko sveučilište u Permu

Grana Berezniki

Test

u disciplini "Štednja resursa"

na temu "Korištenje topline dimnih plinova"

Rad je izradio student

grupe EiU- 10z(2)

Powells Yu.S.

Rad je provjerio nastavnik

Nechaev N.P.

Berezniki 2014

Uvod

1. Opće informacije

3. Kotlovi za otpadnu toplinu

Zaključak

Uvod

Plinovi se u tehnici uglavnom koriste kao gorivo; sirovine za kemijsku industriju: kemijska sredstva u zavarivanju, plinskoj kemijsko-toplinskoj obradi metala, stvaranju inertne ili posebne atmosfere, u nekim biokemijskim procesima itd.; rashladna sredstva; radna tekućina za obavljanje mehaničkog rada (vatreno oružje, mlazni motori i projektili, plinske turbine, kombinirana postrojenja, pneumatski transport i dr.); fizička okolina za plinsko pražnjenje (u plinovodnim cijevima i drugim uređajima).

Pogledajmo pobliže korištenje dimnih plinova.

plin dimna toplina povratnik

1. Opće informacije

Dimni plinovi -- produkti izgaranja goriva organskog podrijetla, otpad iz radnog prostora grijanih metalurških postrojenja.

Ispušni plinovi (sekundarni izvori energije) - plinovi koji nastaju izgaranjem goriva, kao i tehnološki procesi, izlaze iz peći ili jedinice.

Korištenje fizičke topline otpadnih plinova određeno je njihovom količinom, sastavom, toplinskim kapacitetom i temperaturom. Najviša temperatura dimnih plinova pretvarača kisika (1600-1800 °S), najniža temperatura dimnih plinova grijača zraka visokih peći (250-400 °S). Organizirano je korištenje topline otpadnih plinova različiti putevi. Kod regenerativnog ili zatvorenog hlađenja toplina otpadnih plinova koristi se za izravno povećanje učinkovitosti tehnološkog procesa (zagrijavanje regeneratora ili rekuperatora, produkta šarže ili procesa itd.). Ako se kao rezultat regenerativnog hlađenja ne iskoristi sva toplina dimnih plinova, koriste se kotlovi za otpadnu toplinu. Osjetna toplina otpadnih plinova također se koristi za proizvodnju električne energije u ugrađenim plinskim turbinskim postrojenjima. Dimna prašina visokopećnog plina sadržana u ispušnim plinovima, željezni oksidi u plinovima martenskih peći i kisikovih pretvarača hvataju se u postrojenjima za pročišćavanje plina i vraćaju u tehnološki proces kao reciklirani proizvod.

2. Regeneratori i rekuperatori za grijanje zraka i plina

Kao što je već spomenuto, zrak i plin se zagrijavaju u regeneratorima ili rekuperatorima korištenjem topline dimnih plinova koji izlaze iz radnih komora peći. Regeneratori se koriste u otvorenim pećima za taljenje čelika, u kojima se zrak i plin zagrijavaju do 1000 - 1200 °. Princip rada regeneratora je naizmjenično zagrijavanje dvije toplinski intenzivne ciglene mlaznice (rešetke) s plinovima koji izlaze iz radne komore peći, nakon čega slijedi prolazak zagrijanog plina ili zraka kroz grijanu mlaznicu. Zagrijavanje plina ili zraka u regeneratorima povezano je s prebacivanjem potonjeg na grijanje ili hlađenje. To zahtijeva povremene promjene smjera kretanja plamena u radnoj komori peći, zbog čega je potrebno mijenjati uređaje za izgaranje; tako cijeli proces rada peći postaje reverzibilan. To komplicira dizajn peći i poskupljuje njegov rad, ali doprinosi ravnomjernoj raspodjeli temperatura u radnom prostoru peći.

Načelo rada rekuperatora, koji je površinski izmjenjivač topline, sastoji se u kontinuiranom prijenosu topline, dimnih plinova koji napuštaju radnu komoru peći, zagrijanog zraka ili plinovitog goriva.

Rekuperator karakterizira kontinuirano kretanje plinova u jednom smjeru, što uvelike pojednostavljuje dizajn peći i smanjuje troškove izgradnje i rada.

Na sl. Slika 1 prikazuje uobičajeni keramički izmjenjivač topline, kod kojeg su cijevi izrađene od osmerokutnih keramičkih elemenata, a prostor između cijevi obložen je oblikovanim pločicama. Dimni plinovi kreću se unutar cijevi, a zagrijani zrak kreće se van (u poprečnom smjeru). Debljina stijenke cijevi je 13 - 16 mm i predstavlja značajan toplinski otpor. Koeficijent prijenosa topline (odnosi se na površinu zraka) je 6 - 8 W / (m 2 deg). Elementi keramičkih rekuperatora izrađuju se od šamota ili neke druge toplinski provodljivije vatrostalne mase, nakon čega slijedi pečenje. Prednosti keramičkih rekuperatora su visoka vatrootpornost i dobra toplinska stabilnost - materijal se ne kvari kada dimni plinovi vrlo visokih temperatura prolaze kroz rekuperator.

Riža. 1. Cjevasti keramički izmjenjivač topline.

1 - grijani zrak; 2 - dimni plinovi; 3 - hladni zrak; 4 - keramičke cijevi; 5 - pregrade.

Nedostaci keramičkih rekuperatora su njihova niska gustoća, veliki toplinski kapacitet, slab prijenos topline iz dimnih plinova u zrak te lomljenje spojeva elemenata od udaraca i izobličenja. Ovi nedostaci ozbiljno ograničavaju širenje keramičkih rekuperatora, a koriste se samo u kontinuiranim pećima instaliranim u radionicama gdje nema udaračkih mehanizama (na primjer, parni čekići).

Najviše se koriste metalni rekuperatori, koji imaju i najpovoljniju perspektivu razvoja. Ekonomska svrsishodnost ugradnju takvih rekuperatora potvrđuje brzi povrat troškova izgradnje (0,25 - 0,35 godina).

Metalne rekuperatore karakterizira učinkovit prijenos topline, mali toplinski kapacitet i, posljedično, brza spremnost za normalna operacija i visoke gustoće. Elementi metalnih izmjenjivača topline izrađuju se od različitih metala ovisno o radnoj temperaturi materijala i sastavu dimnih plinova koji prolaze kroz izmjenjivač topline. Jednostavni željezni metali - ugljični čelik i sivi lijev - počinju intenzivno oksidirati na niskim temperaturama (500 ° C), pa se za proizvodnju rekuperatora koriste lijevano željezo i čelik otporni na toplinu, koji uključuju nikal, krom, silicij, aluminij kao dodaci za legiranje, titan, itd., koji povećavaju otpornost metala na stvaranje kamenca.

Konstruktivno rješenje niskotemperaturnog izmjenjivača topline sa zagrijavanjem zraka do 300 - 400 ?S je relativno jednostavno. Stvaranje visokotemperaturnog rekuperatora za zagrijavanje zraka i plinovitog goriva do 700 - 900 °C ozbiljan je problem. tehnički zadatak, još nije u potpunosti riješen. Njegova složenost leži u osiguravanju pouzdanog rada rekuperatora tijekom dugotrajnog rada kada se koriste visokotemperaturni dimni plinovi koji nose suspendirane krutine. Određena stvar pepeo, crni ugljik, punjenje itd., što uzrokuje abrazivno trošenje. Kada te čestice ispadnu iz protoka, grijaća površina izmjenjivača topline na strani plina postaje kontaminirana. S prašnjavim zrakom, ogrjevna površina je također onečišćena sa strane zraka. Odvojene cijevi cijevnih snopova rekuperatora, ugrađene u cijevne ploče, rade duž protoka plina u različitim temperaturni uvjeti, zagrijavaju i šire na različite načine.

Ova razlika u rastezanju cijevi zahtijeva različitu kompenzaciju, što je teško postići. Na sl. Slika 2 prikazuje uspješan dizajn cjevastog izmjenjivača topline, čija se ogrjevna površina sastoji od slobodno visećih petlji zavarenih u kolektore (kutije). Izmjenjivač topline sastoji se od dva dijela kroz koje zrak prolazi u nizu prema dimnim plinovima koji se kreću preko snopova cijevi. Kružni izmjenjivač topline ima dobru toplinsku kompenzaciju širenja, što je vrlo važan uvjet pouzdan rad.

Riža. 2. Cjevasti izmjenjivač topline u obliku petlje za ugradnju na svinju (može se ugraditi i na krov peći).

Na sl. Slika 3 prikazuje shematski dijagram visokotemperaturnog zračećeg proreznog izmjenjivača topline, koji se sastoji od dva čelična cilindra koji tvore koncentrični raspor kroz koji se zagrijani zrak pokreće velikom brzinom. Užareni dimni plinovi kreću se unutar cilindra, zračeći na površinu unutarnjeg cilindra. Cjevasti izmjenjivač topline je pouzdaniji u radu od proreza. Prednosti zračećih rekuperatora su: manja potrošnja toplinski postojanog čelika zbog intenzivne izmjene topline zračenjem pri visokim temperaturama plina (800 - 1200 °C) i manja osjetljivost ogrjevne površine na onečišćenje. Nakon radijacijskog izmjenjivača mora se ugraditi konvekcijski izmjenjivač topline, budući da je temperatura plinova nakon radijacijskog izmjenjivača još uvijek vrlo visoka.

Riža. 3. Sheme zračećih čeličnih rekuperatora.

a - prstenasti (prorez); b - cjevasti s jednorednim zaslonom.

Na sl. Slika 4 prikazuje izmjenjivač topline s dvostrukim cirkulacijskim cijevima. Hladni zrak prvo prolazi kroz unutarnje cijevi, a zatim kroz koncentrični prostor cijevi ulazi u kolektor vrućeg zraka. Unutarnje cijevi igraju ulogu neizravne grijaće površine.

Cijevni izmjenjivači topline odlikuju se velikom gustoćom i stoga se mogu koristiti i za grijanje plinovitih goriva. Koeficijent prijenosa topline može doseći 25 - 40 W / (m 2 deg). Pločaste izmjenjivače topline je teže proizvesti, manje su gusti i izdržljivi te se rijetko koriste. Izmjenjivači topline instalirani odvojeno od peći zauzimaju dodatni prostor u radionici, u mnogim slučajevima to onemogućuje njihovu upotrebu, međutim, često je moguće uspješno postaviti izmjenjivače topline na peć ili ispod peći.

Riža. 4. Izmjenjivač topline od čelične cijevi s dvostrukom cirkulacijom.

3. Kotlovi za otpadnu toplinu

Toplina dimnih plinova koji izlaze iz ložišta, osim za zagrijavanje zraka i plinovitog goriva, može se koristiti u kotlovima za otpadnu toplinu za proizvodnju pare. Dok se zagrijani plin i zrak koriste u samom ložištu, para se šalje vanjskim potrošačima (za proizvodne i energetske potrebe).

U svim slučajevima treba težiti što većem povratu topline, tj. vratiti je u radni prostor ložišta u obliku topline zagrijanih komponenti izgaranja (plinovitog goriva i zraka). Doista, povećanje povrata topline dovodi do smanjenja potrošnje goriva te do intenziviranja i poboljšanja tehnološkog procesa. Međutim, prisutnost rekuperatora ili regeneratora ne isključuje uvijek mogućnost ugradnje kotlova za otpadnu toplinu. Prije svega, kotlovi za otpadnu toplinu našli su primjenu u velikim pećima s relativno visokom temperaturom dimnih plinova: u otvorenim pećima za taljenje čelika, u reverberacijskim pećima za taljenje bakra, u rotacijskim pećima za prženje cementnog klinkera, u suhoj metodi. proizvodnje cementa itd.

Riža. 5. Plinski kotao otpadne topline TKZ tip KU-40.

1 - pregrijač; 2 - površina cijevi; 3 - dimnjak.

Toplina dimnih plinova iz regeneratora otvorenih peći s temperaturom od 500 - 650 ° C koristi se u plinskim kotlovima otpadne topline s prirodnom cirkulacijom radnog fluida. Ogrjevna površina plinocijevnih kotlova sastoji se od vatrogasnih cijevi, unutar kojih prolaze dimni plinovi brzinom od približno 20 m/s. Toplina od plinova do ogrjevne površine prenosi se konvekcijom, pa se povećanjem brzine povećava prijenos topline. Kotlovi s plinskim cijevima jednostavni su za rukovanje, ne zahtijevaju obloge i okvire tijekom instalacije i imaju visoku gustoću plina.

Na sl. Slika 5 prikazuje plinski cijevni kotao tvornice Taganrog s prosječnom produktivnošću D cf = 5,2 t / h s očekivanjem prolaska dimnih plinova do 40 000 m 3 / h. Tlak pare koju stvara kotao je 0,8 MN/m 2 ; temperatura 250 °C. Temperatura plinova ispred kotla je 600 °C, iza kotla 200 - 250 °C.

U kotlovima s prisilnom cirkulacijom, grijaća površina se sastoji od zavojnica, čiji položaj nije ograničen uvjetima prirodne cirkulacije, pa su takvi kotlovi kompaktni. Površine izmjenjivača su izrađene od cijevi malog promjera, npr. d = 32×3 mm, što olakšava težinu kotla. Kod višestruke cirkulacije, kada je omjer cirkulacije 5 - 18, brzina vode u cijevima je značajna, najmanje 1 m/s, zbog čega se smanjuje taloženje otopljenih soli iz vode u zavojnicama, a kristalni kamenac se ispere. Međutim, kotlovi se moraju puniti vodom kemijski pročišćenom kationskim filtrima i drugim metodama obrade vode koje zadovoljavaju standarde napojne vode za konvencionalne parne kotlove.

Riža. 6. Shema kotla otpadne topline s višestrukom prisilnom cirkulacijom.

1 - površina ekonomizatora; 2 - površina isparavanja; 3 - pregrijač; 4 - bubanj-sakupljač; 5 - cirkulacijska pumpa; 6 - zamka za mulj; 7 - ispuh dima.

Na sl. Slika 6 prikazuje raspored ogrjevnih površina spirale u vertikalnim dimnjacima. Provodi se kretanje smjese pare i vode cirkulacijska pumpa. Dizajne kotlova ovog tipa razvili su Tsentroenergochermet i Gipromez i proizvode se za protok dimnih plinova do 50 - 125 tisuća m 3 / h s prosječnom proizvodnjom pare od 5 do 18 t / h.

Cijena pare je 0,4 - 0,5 RUR/t umjesto 1,2 - 2 RUR/t za paru iz parnih turbina CHPP-a i 2 - 3 RUR/t za paru iz industrijskih kotlova. Trošak pare sastoji se od troškova energije za pogon odimljavača, troškova pripreme vode, amortizacije, popravaka i održavanja. Brzina plinova u kotlu je od 5 do 10 m/s, što osigurava dobar prijenos topline. Aerodinamički otpor putanje plina je 0,5 - 1,5 kN / m 2, tako da jedinica mora imati umjetni propuh iz dimnjaka. Povećanje propuha koje prati ugradnju kotlova za otpadnu toplinu u pravilu poboljšava rad otvorenih peći. Ovakvi kotlovi su se raširili u tvornicama, ali za njihov dobar rad potrebna je zaštita ogrjevnih površina od unošenja čestica prašine i troske te sustavno čišćenje ogrjevnih površina od uvlačenja propuhivanjem pregrijanom parom, pranjem vodom (kad se kotao zaustavi). ), vibracijom itd.

Riža. 7. poprečni presjek rekuperacijski kotao KU-80. 1 - površina isparavanja; 2 - pregrijač; 3 - bubanj; 4 - cirkulacijska pumpa.

Za korištenje topline dimnih plinova iz reverberacijskih peći za taljenje bakra ugrađuju se vodocijevni kotlovi s prirodnom cirkulacijom (slika 7). Dimni plinovi u ovom slučaju imaju vrlo visoku temperaturu (1100 - 1250 ° C) i onečišćeni su prašinom u količini do 100 - 200 g / m 3, a dio prašine ima visoka abrazivna (abrazivna) svojstva, drugi dio je u omekšanom stanju i može zatrpati ogrjevnu površinu kotla. Zbog visokog udjela prašine u plinovima potrebno je zasad napustiti povrat topline u ovim pećima i ograničiti korištenje dimnih plinova u kotlovima otpadne topline.

Prijenos topline od plinova do površina za isparavanje sita odvija se vrlo intenzivno, što osigurava intenzivno isparavanje čestica troske, hlađenje, granulaciju i padanje u lijevak troske, čime se eliminira šljakanje konvektivne ogrjevne površine kotla. Ugradnja takvih kotlova za korištenje plinova s ​​relativno niskom temperaturom (500 - 700 ° C) je nepraktična zbog slabog prijenosa topline zračenjem.

U slučaju opremanja visokotemperaturnih peći metalnim rekuperatorima, preporučljivo je ugraditi kotlove za otpadnu toplinu neposredno iza radnih komora peći. U tom slučaju temperatura dimnih plinova u kotlu pada na 1000 - 1100 °C. S ovom temperaturom oni se već mogu usmjeriti u dio izmjenjivača topline otporan na toplinu. Ako plinovi nose puno prašine, tada se kotao otpadne topline izvodi u obliku sitastog kotla za granulaciju troske, koji osigurava odvajanje od plinova i olakšava rad izmjenjivača topline.

Zaključak

Povećanjem troškova vađenja goriva i proizvodnje energije raste potreba za njihovim potpunijim iskorištavanjem pri pretvaranju u zapaljive plinove, toplinu zagrijanog zraka i vode. Iako je korištenje sekundarnih izvora energije često povezano s dodatnim kapitalnim ulaganjima i povećanjem broja servisnog osoblja, iskustva naprednih poduzeća potvrđuju da je korištenje sekundarnih izvora energije ekonomski vrlo isplativo.

Popis korištene literature

1. Rosengart Yu.I. Sekundarni energetski resursi crne metalurgije i njihovo korištenje. - K .: "Viša škola", 2008. - 328s.

2. Shchukin A. A. Industrijske peći i plinska postrojenja tvornica. Udžbenik za srednje škole. ur. 2., revidirano. M., "Energija", 1973. 224 str. od bolesnog.

3. Kharaz D. I. Načini korištenja sekundarnih izvora energije u kemijskoj proizvodnji / D. I. Kharaz, B. I. Psakhis. - M.: Kemija, 1984. - 224 str.

Domaćin na Allbest.ru

Slični dokumenti

Opis procesa pripreme krutog goriva za komorno izgaranje. Izrada tehnološke sheme za proizvodnju energije i topline. Izvođenje proračuna materijala i toplinska ravnoteža kotlovska jedinica. Metode čišćenja dimnih plinova od oksida sumpora i dušika.

seminarski rad, dodan 16.04.2014


Dizajn rekuperatora. Proračun otpora na putu kretanja zraka, ukupni gubici. Izbor ventilatora. Proračun gubitaka tlaka na putu dimnih plinova. Svinjski dizajn. Određivanje količine dimnih plinova. Proračun dimnjaka.

seminarski rad, dodan 17.07.2010


Teorijske osnove apsorpcije. Otopine plinova u tekućinama. Pregled i karakteristike apsorpcijskih metoda pročišćavanja otpadnih plinova od kiselih nečistoća, ocjena njihovih prednosti i nedostataka. Tehnološki proračun uređaja za pročišćavanje plinova.

seminarski rad, dodan 02.04.2015


Proračun postrojenja za povrat otpadne topline iz peći klinkera tvornice cementa. Pročišćivači za kompleksnu obradu ispušnih plinova. Parametri izmjenjivača topline prvog i drugog stupnja. Određivanje ekonomskih parametara projektiranog sustava.

seminarski rad, dodan 15.06.2011


Karakteristike dimnih plinova. Razvoj regulacijske petlje. Analizator plina: svrha i opseg, radni uvjeti, funkcionalnost. Elektropneumatski pretvarač serije 8007. Pneumatski pokretani regulacijski ventil.

seminarski rad, dodan 22.07.2011


Vrste i sastav plinova koji nastaju pri razgradnji ugljikovodika nafte u procesima njezine prerade. Korištenje postrojenja za odvajanje zasićenih i nezasićenih plinova i mobilnih benzinskih postrojenja. Industrijska primjena procesnih plinova.

sažetak, dodan 11.02.2014


Sustav upravljanja kvalitetom tvornice aluminija Novokuznetsk. Nastajanje plinova u elektrolitičkoj proizvodnji aluminija. Značajke tehnologije kemijskog čišćenja ispušnih plinova, vrste reaktora, uređaji za hvatanje fluorirane glinice.

izvješće o praksi, dodano 19.07.2015


Izvođenje proračuna izgaranja goriva kako bi se odredila količina zraka potrebna za izgaranje. Postotni sastav produkata izgaranja. Određivanje veličine radnog prostora peći. Izbor vatrostalne obloge i načina odvodnje dimnih plinova.

seminarski rad, dodan 03.05.2009


Opis tehnološke sheme postrojenja za iskorištavanje topline otpadnih plinova tehnološke peći. Proračun procesa izgaranja, sastava goriva i prosječnih specifičnih toplinskih kapaciteta plinova. Proračun toplinske bilance ložišta i njegove učinkovitosti. Oprema za otpadne kotlove.

seminarski rad, dodan 07.10.2010


Proračun izgaranja mješavine koksnog i prirodnog plina prema zadanim sastavima. Toplina izgaranja goriva. Proces zagrijavanja metala u pećima, dimenzije radnog prostora. Koeficijent zračenja od proizvoda izgaranja do metala, uzimajući u obzir toplinu koja se reflektira od ziđa.

B. V. Getman, N. V. Ležneva

Ključne riječi: plinskoturbinska postrojenja, postrojenja kombiniranog ciklusa

U radu se razmatraju različite metode iskorištavanja topline ispušnih plinova iz elektrana u svrhu povećanja njihove učinkovitosti, uštede organskog goriva i povećanja energetskih kapaciteta.

Ključne riječi: plinsko-turbinska postrojenja, paro-plinska postrojenja

U radu se razmatraju različite metode iskorištavanja topline izlaznih plinova iz energetskih postrojenja u svrhu povećanja njihove učinkovitosti, ekonomičnosti organskog goriva i akumulacije energetskih kapaciteta.

S početkom gospodarskih i političkih reformi u Rusiji, prije svega, potrebno je izvršiti niz temeljnih promjena u elektroprivredi zemlje. Nova energetska politika trebala bi riješiti niz zadataka, uključujući razvoj suvremenih visokoučinkovitih tehnologija za proizvodnju električne i toplinske energije.

Jedan od tih zadataka je povećanje učinkovitosti elektrana radi uštede fosilnih goriva i povećanja energetskih kapaciteta. Najviše

obećavajuća u tom smislu su plinskoturbinska postrojenja s čijim se ispušnim plinovima emitira i do 20% topline.

Postoji nekoliko načina za povećanje učinkovitosti plinskoturbinskih motora, uključujući:

Povećanje temperature plina ispred turbine za plinske turbine s jednostavnim termodinamičkim ciklusom,

Primjena povrata topline,

Korištenje topline ispušnih plinova u binarnim ciklusima,

Stvaranje plinskih turbina prema složenoj termodinamičkoj shemi itd.

Najperspektivniji smjer je zajednička uporaba plinskoturbinskih i parnoturbinskih jedinica (GTP i STP) kako bi se poboljšala njihova ekonomska i ekološka učinkovitost.

Plinske turbine i kombinirana postrojenja stvorena njihovom primjenom, s parametrima koji su trenutno tehnički ostvarivi, daju značajno povećanje učinkovitosti proizvodnje toplinske i električne energije.

Široka primjena binarne jedinice CCGT, kao i razne kombinirane sheme tijekom tehničke ponovne opreme termoelektrana uštedjet će do 20% goriva u usporedbi s tradicionalnim jedinicama parne turbine.

Prema mišljenju stručnjaka, učinkovitost kombiniranog parno-plinskog ciklusa raste s povećanjem početne temperature plina ispred plinske turbine i povećanjem udjela snage plinske turbine. Važno

Također ima tu okolnost da, osim povećanja učinkovitosti, takvi sustavi zahtijevaju znatno niže kapitalne troškove, njihova specifična cijena je 1,5-2 puta manja od cijene plinsko-uljnih parnoturbinskih jedinica i CCGT-ova s ​​minimalnom snagom plinske turbine.

Prema podacima, mogu se razlikovati tri glavna pravca korištenja plinskih turbina i postrojenja kombiniranog ciklusa u energetskom sektoru.

Prvi, široko korišten u industrijaliziranim zemljama, je korištenje CCGT-a u velikim kondenzacijskim termoelektranama na plin. U ovom slučaju najučinkovitije je koristiti CCGT utilizacijskog tipa s velikim udjelom snage plinske turbine (slika 1).

Korištenje CCGT-a omogućuje povećanje učinkovitosti izgaranja goriva u termoelektranama za ~ 11-15% (CCGT s ispuštanjem plina u kotao), za ~ 25-30% (binarni CCGT).

Sve do nedavno, opsežni radovi na uvođenju CCGT u Rusiji nisu provedeni. Ipak, pojedinačni uzorci takvih jedinica uspješno se koriste dugo vremena, na primjer, CCGT s visokotlačnim generatorom pare (HPG) tipa HSG-50 na glavnoj pogonskoj jedinici CCGT-120 i 3 modernizirane pogonske jedinice s HSPG-120 u podružnici CHPP-2 JSC " TGC-1"; PGU-200 (150) s VPG-450 u podružnici Nevinnomysskaya GRES. Na Krasnodarskaya GRES instalirana su tri bloka kombiniranog ciklusa snage 450 MW svaki. Energetska jedinica uključuje dvije plinske turbine s kapacitetom od 150 MW svaka, dva kotla za otpadnu toplinu i parnu turbinu s kapacitetom od 170 MW, učinkovitost takve instalacije je 52,5%. Unaprijediti

povećanje učinkovitosti CCGT-a iskorištenog tipa moguće je poboljšanjem

plinsko turbinsko postrojenje i kompliciranje sheme parnog procesa.

Riža. 1 - Shema CCGT s kotlom otpadne topline

Kombinirano postrojenje s kotlom -

utilizator (slika 1) uključuje: 1-

kompresor; 2 - komora za izgaranje; 3 - plin

turbina; 4 - električni generator; 5 - kotao-

utilizator; 6 - parna turbina; 7 - kondenzator; 8

Pumpa i 9 - odzračivač. U kotlu otpadne topline gorivo se ne sagorijeva, a nastala pregrijana para koristi se u postrojenju parne turbine.

Drugi smjer je korištenje plinskih turbina za stvaranje CCGT-CHP i GTU-CHP. Iza posljednjih godina predložene su mnoge opcije za tehnološke sheme CCGT-CHP. U kogeneracijskim postrojenjima na plin preporučljivo je koristiti kombinirana postrojenja za toplinu i električnu energiju

vrsta recikliranja. Tipičan primjer

velika CCGT-CHP ovog tipa je Severo-Zapadnaya CHPP u St. Petersburgu. Jedna CCGT jedinica u ovoj kogeneraciji uključuje: dvije plinske turbine kapaciteta 150 MW svaka, dva kotla za otpadnu toplinu, parnu turbinu. Glavni pokazatelji jedinice su: električna snaga - 450 MW, toplinska snaga - 407 MW, specifična potrošnja goriva za opskrbu električnom energijom - 154,5 g c.u. tona / (kWh), specifična potrošnja referentnog goriva za opskrbu toplinskom energijom - 40,6 kg c.u. tona/GJ, učinkovitost kogeneracije za opskrbu električnom energijom - 79,6%, toplinska energija - 84,1%.

Treći smjer je korištenje plinskih turbina za stvaranje CCGT-CHP i GTU-CHP malog i srednjeg kapaciteta na temelju kotlovnica. CCGT - CHP i GTU - CHP najboljih opcija, stvorenih na temelju kotlovnica, osiguravaju učinkovitost za oslobađanje električne energije u načinu grijanja na razini od 76 - 79%.

Tipično postrojenje s kombiniranim ciklusom sastoji se od dvije plinske turbine, svaka s vlastitim kotlom za otpadnu toplinu, koji opskrbljuje proizvedenu paru jednoj zajedničkoj parnoj turbini.

Instalacija ovog tipa razvijena je za Shchekinskaya GRES. CCGT-490 je dizajniran za proizvodnju električne energije u osnovnom i djelomičnom režimu rada elektrane s opskrbom toplinom vanjskog potrošača do 90 MW tijekom zime grafikon temperature. Shematski dijagram bloka PGU-490 bio je prisiljen fokusirati se na nedostatak prostora prilikom postavljanja kotla za otpadnu toplinu i

parnoturbinskog postrojenja u objektima elektrane, što je stvaralo određene poteškoće u postizanju optimalnih načina kombinirane proizvodnje toplinske i električne energije.

U nedostatku ograničenja na mjestu instalacije, kao i pri korištenju poboljšane jedinice plinske turbine, moguće je značajno povećati učinkovitost jedinice. Kao takav poboljšani CCGT predložen je jednoosovinski CCGT-320 kapaciteta 300 MW. Kompletna jedinica plinske turbine za CCGT-320 je GTE-200 s jednom osovinom, čija bi se izrada trebala izvesti prelaskom na

dvostruki potporni rotor, modernizacija rashladnog sustava i ostalih sklopova plinske turbine u cilju povećanja početne temperature plina. Osim GTE-200, monoblok CCGT-320 sadrži PTU K-120-13 s trocilindričnom turbinom, pumpa kondenzata, kondenzator pare za brtvljenje, grijač opskrbljen ogrjevnom parom dovedenom iz ekstrakcije prije posljednjeg stupnja izmjenjivača topline, kao i dvotlačni kotao otpadne topline koji sadrži osam sekcija izmjenjivača topline, uključujući međupregrijač pare.

Za procjenu učinkovitosti postrojenja proveden je termodinamički proračun, na temelju kojeg je zaključeno da se pri radu u kondenzacijskom načinu rada CCGT-490 ShchGRES njegova električna učinkovitost može povećati za 2,5% i dovesti do 50,1 posto.

Istraživanje grijanja

postrojenja s kombiniranim ciklusom pokazala su da ekonomski pokazatelji CCGT-a značajno ovise o strukturi njihove toplinske sheme, čiji se izbor provodi u korist postrojenja koje osigurava minimalnu temperaturu dimnih plinova. To se objašnjava činjenicom da su ispušni plinovi glavni izvor gubitaka energije, a kako bi se povećala učinkovitost kruga, njihova temperatura mora biti smanjena.

Model kogeneracijske CCGT s jednom petljom, prikazan na sl. 2 uključuje bubanj kotao otpadne topline s prirodnom cirkulacijom medija u krugu isparivača. Tijekom plinova u kotlu odozdo prema gore, grijaće površine su smještene uzastopno:

pregrijač PP, isparivač I, ekonomizator E i pregrijač plina mrežni vodovod GSP.

Riža. 2 - Toplinski dijagram CCGT-a s jednim krugom

Proračuni sustava pokazali su da se, kada se promijene parametri žive pare, snaga koju generira CCGT redistribuira između toplinskog i električnog opterećenja. S porastom parametara pare povećava se proizvodnja električne energije, a smanjuje proizvodnja toplinske energije. To se objašnjava činjenicom da se s povećanjem parametara žive pare smanjuje njegova proizvodnja. Istodobno, zbog smanjenja potrošnje pare s malom promjenom njezinih parametara u ekstrakcijama, smanjuje se toplinsko opterećenje mrežnog grijača vode.

Dvokružni CCGT, kao i jednokružni, sastoji se od dvije plinske turbine, dva kotla za otpadnu toplinu i jedne parne turbine (slika 3). Mrežna voda se zagrijava u dva PGS grijača i (po potrebi) u vršnom mrežnom grijaču.

U tijeku plinova u kotlu otpadne topline

slijede redom

ogrjevne površine: visokotlačni parni pregrijač HDPE, HP visokotlačni isparivač, HDPE visokotlačni ekonomajzer, HDPE niskotlačni pregrijač pare,

niskotlačni isparivač IND, niskotlačni plinski grijač GPND, plinski grijač vode GSP.

Riža. 3 - Ravnatelj toplinska shema

dvostruki CCGT

Riža. 4 - Shema iskorištenja topline ispušnih plinova plinske turbine

Osim kotla otpadne topline, toplinska shema uključuje parnu turbinu s tri cilindra, dva grijača vode za grijanje PSG1 i PSG2, deaerator D i napojne pumpe PEN. Ispušna para iz turbine poslana je u PSG1. Grijač PSG2 opskrbljuje se parom iz ekstrakcije turbine. Sva voda iz mreže prolazi kroz PSG1, zatim se dio vode šalje u PSG2, a drugi dio nakon prvog stupnja grijanja - u GSP koji se nalazi na kraju plinskog puta kotla za otpadnu toplinu. Kondenzat ogrjevne pare PSG2 odvodi se u PSG1, zatim ulazi u HPPG i zatim u deaerator. Napojna voda nakon odzračivača dijelom ulazi u ekonomizator visokotlačnog kruga, a dijelom - u bubanj B niskotlačnog kruga. Para iz pregrijača niskotlačnog kruga miješa se s glavnim protokom pare nakon visokotlačnog cilindra (HPC) turbine.

Kao što je usporedna analiza pokazala, kada se plin koristi kao glavno gorivo, preporučljivo je koristiti sheme iskorištavanja ako je omjer toplinske i električne energije 0,5 - 1,0, s omjerima od 1,5 ili više, prednost se daje CCGT-u prema shema "pražnjenja".

Osim prilagodbe ciklusa parne turbine ciklusu plinske turbine, iskorištavanje topline ispušnih plinova

Plinska turbina se može izvesti dovodom pare koju stvara kotao otpadne topline u komoru za izgaranje plinske turbine, kao i implementacijom regenerativnog ciklusa.

Provedba regenerativnog ciklusa (slika 4) osigurava značajno povećanje učinkovitosti instalacije, za faktor 1,33, ako je stupanj povećanja tlaka odabran tijekom stvaranja plinske turbine u skladu s planiranim stupnjem regeneracija. Takva shema uključuje K-kompresor; R - regenerator; KS - komora za izgaranje; TC - turbina kompresora; ST - energetska turbina; CC - centrifugalni kompresor. Ako je plinska turbina napravljena bez regeneracije, a stupanj povećanja tlaka l je blizu optimalne vrijednosti, tada opremanje takve plinske turbine regeneratorom ne dovodi do povećanja njezine učinkovitosti.

Učinkovitost instalacije koja dovodi paru u komoru za izgaranje povećava se za faktor 1,18 u usporedbi s plinskom turbinom, što omogućuje smanjenje potrošnje goriva plina koji troši plinska turbinska instalacija.

Komparativna analiza pokazalo je da su najveće uštede goriva moguće pri realizaciji regenerativnog ciklusa plinske turbine s visokim stupnjem regeneracije, relativno niskom vrijednošću stupnja porasta tlaka u kompresoru l = 3, te s malim gubicima produkata izgaranja. Međutim, u većini domaćih TKA kao pogon koriste se zrakoplovni i brodski plinskoturbinski motori s visokim stupnjem povećanja tlaka, au ovom slučaju povrat topline ispušnih plinova učinkovitiji je u jedinici parne turbine. Instalacija s dovodom pare u komoru za izgaranje konstruktivno je najjednostavnija, ali manje učinkovita.

Jedan od načina za postizanje uštede plina i rješenja pitanja okoliša je korištenje parno-plinskih postrojenja na CS. Istraživački projekti razmatraju dvije alternativne mogućnosti korištenja pare dobivene iskorištavanjem topline ispušnih plinova plinske turbine: postrojenje s kombiniranim ciklusom pogonjeno parnom turbinom puhala prirodnog plina i iz parne turbine električnog generatora. Temeljna razlika između ovih opcija leži u činjenici da se u slučaju CCGT-a s kompresorom ne iskorištava samo toplina ispušnih plinova GPU-a, već je jedan GPU zamijenjen crpnom jedinicom parne turbine, dok je u CCGT s elektrogeneratorom, sačuvan je broj GPU-a, a zbog iskorištene topline električnu energiju proizvodi poseban parnoturbinski agregat. Provedena analiza je pokazala da CCGT s pogonom puhala prirodnog plina daje najbolje tehničko-ekonomske pokazatelje.

U slučaju izrade parno-plinskog postrojenja s kotlom otpadne topline na bazi CS-a, GTP se koristi za pogon kompresora, a parna elektrana (SPU) za proizvodnju električne energije, dok temperatura ispušnih plinova iza kotla otpadne topline je 1400C.

Kako bi se povećala učinkovitost korištenja organskog goriva u decentraliziranim sustavima opskrbe toplinom, moguće je rekonstruirati kotlovnice za grijanje s postavljanjem plinskoturbinskih jedinica (GTP) malog kapaciteta u njih i iskorištavanjem produkata izgaranja u ložištima. postojećih kotlova. Istovremeno, električna snaga plinske turbine ovisi o režimima rada prema toplinskim ili električnim krivuljama opterećenja, kao i o ekonomskim čimbenicima.

Učinkovitost rekonstrukcije kotlovnice može se procijeniti usporedbom dvije opcije: 1 - početna (postojeća kotlovnica), 2 - alternativa, korištenjem plinske turbine. Najveći učinak postignut je pri električnoj snazi ​​plinske turbine jednakoj

maksimalno opterećenje konzumnog prostora.

Usporedna analiza plinskoturbinskog agregata s CHP koji proizvodi paru u količini od 0,144 kg/kg s. , specifikacije kondenzacije i plinske turbine bez kogeneracije i specifikacije sa suhom izmjenom topline pokazale su sljedeće: korisno

električna energija - 1,29, potrošnja prirodnog plina - 1,27, opskrba toplinom - 1,29 (odnosno 12650 i 9780 kJ/m3 prirodnog plina). Tako je relativno povećanje GTU snage uvođenjem pare iz kogeneracije bilo 29%, a potrošnja dodatnog prirodnog plina 27%.

Prema podacima pogonskih ispitivanja, temperatura dimnih plinova u vrelovodnim kotlovima je 180 - 2300C, što stvara povoljne uvjete za iskorištavanje topline plinova pomoću kondenzacijskih izmjenjivača topline (TH). U TU, koji

koriste se za prethodno zagrijavanje mrežne vode ispred vrelovodnih kotlova, izmjena topline se vrši kondenzacijom vodene pare sadržane u ispušnim plinovima, a voda se zagrijava u samom kotlu već u “suhom” režimu izmjene topline. .

Prema podacima, uz uštedu goriva korištenje tehničkih specifikacija omogućuje i uštedu energije. Ovo se objašnjava činjenicom da kada se u kotao uvede dodatni protok cirkulacijske vode, kako bi se održao proračunski protok kroz kotao, dio povratna voda mrežu grijanja u količini koja je jednaka protoku recirkulacije treba prenijeti iz povratne cijevi u dovodnu cijev.

Prilikom dovršavanja elektrana iz zasebnih energetskih jedinica s pogonom plinske turbine

generatora, postoji nekoliko mogućnosti iskorištavanja topline ispušnih plinova, npr. pomoću iskorištavanja

izmjenjivač topline (UTO) za zagrijavanje vode, ili pomoću kotla za otpadnu toplinu i

generator parne turbine za povećanje proizvodnje električne energije. Analiza rada postrojenja, uzimajući u obzir povrat topline uz pomoć UTO, pokazala je značajno povećanje faktora iskorištenja topline, u nekim slučajevima za 2 puta ili više, a eksperimentalne studije agregat EM-25/11 s motorom NK-37 omogućio je izvođenje sljedećeg zaključka. Ovisno o konkretnim uvjetima, godišnja isporuka iskorištene topline može se kretati od 210 do 480 tisuća GJ, a prava ušteda plina kretala se od 7 do 17 tisuća m3.

Književnost

1. V.M. Maslennikov, Termoenergetika, 3, 39-41 (2000).

2. V.I. Romanov, V.A. Krivutsa, Termoenergetika, 4, 27-30 (1996).

3. L.V. Arsenjev, V.G. Tyryshkin, Kombinirane instalacije s plinskim turbinama. L.: Mašinostroenie, 1982, 407 str.

4. V.I. Dlugoselsky, A.S. Zemtsov, Termoenergetika, 12, 3-7 (2000).

5. B.M. Troyanovski, A.D. Trukhniy, V.G. Gribin, Termoenergetika, 8, 9-13 (1998).

6. A. D. Tsoi, Industrijska energija, 4, 50-52 (2000).

7. A.D. Tsoi, A.V. Klevtsov, A.V. Korjagin, Industrijska energetika, 12, 25-32 (1997).

8. V.I. Eveno, Termoenergetika, 12, 48-50 (1998).

9. N.I. Serebryannikov, E.I. Tapelev, A.K. Makhankov, Ušteda energije i obrada vode, 2, 3-11 (1998).

10. G.D. Barinberg, V.I. Dlugoselsky, Termoenergetika, 1, 16-20 (1998)

11. A.P. Bersenev, Termoenergetika, 5, 51-53 (1998).

12. E.N. Buharkin, Industrijska energija, 7, 34-37 (1998).

13. V.I. Dobrohotov, Termoenergetika, 1, 2-8 (2000).

14. A.S. Popov, E.E. Novgorodsky, B.A. Permjakov, Industrijska energetika, 1, 34-35 (1997).

15. I.V. Belousenko, Industrijska energetika, 5, 53-55 (2000).

16. V.V. Getman, N.V. Ležnjev, Vestnik Kazan. tehnol. Sveuč., 18, 174-179 (2011).

17. N.V. Lezhnev, V.I. Elizarov, V.V. Hetman, Vestnik Kazan. tehnol. Sveuč., 17, 162-167 (2012).

© V.V. Getman - kand. tehn. znanosti, izv. prof. kafić automatizacija tehnoloških procesa i proizvodnje FGBOU VPO "KNRTU", 1ega151@yaMekh; N. V. Lezhneva - dr. sc. tehn. znanosti, izv. prof. kafić automatizacija tehnoloških procesa i proizvodnje FGBOU VPO "KNRTU", [e-mail zaštićen].