Vlasnici patenta RU 2606296:

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

Poznati su grijači tipa KSK (Kudinov A.A. Ušteda energije u instalacijama za proizvodnju topline. - Uljanovsk: UlGTU, 2000. - 139, str. 33), koji se masovno proizvode u kostromskoj grijalici, a sastoje se od plinsko-vodenog postrojenja. površinski izmjenjivač topline čija je površina za izmjenu topline izrađena od rebrastih bimetalnih cijevi, cjedila, razvodnog ventila, eliminatora kapljica i hidropneumatskog puhala.

Grijači tipa KSK rade na sljedeći način. Dimni plinovi ulaze u distribucijski ventil koji ih dijeli na dva toka, glavni tok plina se šalje kroz cjedilo u izmjenjivač topline, a drugi - duž zaobilazne linije plinskog kanala. U izmjenjivaču topline, vodena para sadržana u dimnim plinovima kondenzira se na rebrastim cijevima, zagrijavajući vodu koja teče u njima. Dobiveni kondenzat se skuplja u sump i pumpa u napojni krug mreže grijanja. Voda zagrijana u izmjenjivaču topline isporučuje se potrošaču. Na izlazu iz izmjenjivača topline osušeni dimni plinovi se miješaju s početnim dimnim plinovima iz obilaznog voda dimovoda i usmjeravaju se kroz dimovod u dimnjak.

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

Kako bi se spriječila kondenzacija zaostale vodene pare dimnih plinova u plinovodima i dimnjaku, dio izvornih plinova miješa se kroz obilazni kanal sa osušenim dimnim plinovima, povećavajući njihovu temperaturu. Uz takav dodatak povećava se i sadržaj vodene pare u ispušnim dimnim plinovima, što 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 kapi, plinsko-plinski izmjenjivač topline uključen u shemu istosmjerne struje, plinske kanale , cjevovodi, pumpa, temperaturni senzori, ventili - regulatori. Izmjenjivač topline voda-voda i izmjenjivač topline voda-zrak s obilaznim kanalom duž strujanja zraka raspoređeni su u nizu duž povratnog vodenog toka kontaktnog izmjenjivača topline.

Poznata metoda rada ovog izmjenjivača topline. Odlazni plinovi ulaze u plinski kanal kroz plinski kanal do ulaza u plinsko-plinski izmjenjivač topline, uzastopno prolazeći kroz njegova tri dijela, zatim do ulaza u kontaktni izmjenjivač topline, gdje se, prolazeći kroz mlaznicu, ispiru cirkulirajućom vodom , oni se hlade ispod točke rosišta, dajući prividnu i latentnu toplinu cirkulirajućoj vodi. Nadalje, ohlađeni i vlažni plinovi se oslobađaju iz većine tekuće vode odnesene protokom u eliminatoru kapljica, zagrijavaju se i suše u barem jednom dijelu plinsko-plinskog izmjenjivača topline, šalju se u cijev pomoću dimovoda i pušten u atmosferu. Istodobno, zagrijana cirkulacijska voda s dna kontaktnog izmjenjivača topline pumpa se pumpom u izmjenjivač topline voda-voda, gdje zagrijava hladnu vodu iz cjevovoda. Voda zagrijana u izmjenjivaču topline opskrbljuje se za potrebe tehnološke i sanitarne tople vode ili u niskotemperaturni krug grijanja.

Nadalje, cirkulirajuća voda ulazi u izmjenjivač topline voda-zrak, zagrijava barem dio zraka koji dolazi izvan prostora kroz zračni kanal, hladeći se na najnižu moguću temperaturu i ulazi u kontaktni izmjenjivač topline kroz razdjelnik vode. , gdje uklanja toplinu iz plinova, istovremeno ih ispirući od suspendiranih čestica, te apsorbira dio dušikovih i sumpornih oksida. Zagrijani zrak iz izmjenjivača topline dovodi se pomoću ventilatora do običnog grijača zraka ili izravno u peć. Cirkulirajuća voda se po želji filtrira i obrađuje na poznate načine.

Za provedbu ove metode potreban je sustav upravljanja zbog korištenja rekuperirane topline za potrebe opskrbe toplom vodom zbog varijabilnosti dnevnog rasporeda potrošnje tople vode.

Voda zagrijana u izmjenjivaču topline, koja se isporučuje za potrebe opskrbe toplom vodom ili u niskotemperaturni krug grijanja, zahtijeva da se dovede na potrebnu temperaturu, jer se u izmjenjivaču topline ne može zagrijati iznad temperature vode. u cirkulacijskom krugu, što je određeno temperaturom zasićenja vodene pare u dimnim plinovima. Nisko zagrijavanje zraka u izmjenjivaču topline voda-zrak ne dopušta korištenje ovog 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 plinsko-plinskog površinskog pločastog izmjenjivača topline izrađenog prema protutočnoj shemi, površinskog plinsko-zračnog pločastog kondenzatora, inercijalnog eliminatora kapljica, plinskih kanala, odvoda dima, zračnih kanala, ventilatora i cjevovoda.

Početni dimni plinovi se hlade u plinsko-plinskom površinskom izmjenjivaču topline, zagrijavajući osušene dimne plinove. Zagrijani i zagrijani medij kreću se protivstrujno. U tom slučaju dolazi do dubokog hlađenja vlažnih dimnih plinova do temperature bliske točki rosišta vodene pare. Nadalje, vodena para sadržana u dimnim plinovima kondenzira se u površinskom izmjenjivaču topline plin-zrak – kondenzatoru, zagrijavajući zrak. Zagrijani zrak koristi se za grijanje prostora i zadovoljavanje potreba procesa izgaranja. Kondenzat se nakon dodatne obrade koristi za nadoknađivanje gubitaka u toplinskoj mreži ili ciklusu parne turbine. Kako bi se spriječila kondenzacija zaostale vodene pare odnesene strujanjem iz kondenzatora, dio zagrijanih, osušenih dimnih plinova miješa se ispred dodatnog dimovoda. Osušeni dimni plinovi se odvodom dima dovode u gore opisani grijač, gdje se zagrijavaju kako bi se spriječila moguća kondenzacija vodene pare u plinskim kanalima i dimnjaku te se šalju u dimnjak.

Nedostaci ove metode su što se uglavnom koristi latentna toplina kondenzacije vodene pare sadržane u dimnim plinovima. Ako rekuperativni izmjenjivač topline hladi početne dimne plinove na temperaturu blizu rosišta vodene pare, tada će zagrijavanje izlaznih osušenih dimnih plinova biti pretjerano, što smanjuje učinkovitost iskorištavanja. 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 povećane temperature samih dimnih plinova.

U predloženoj metodi dubinskog iskorištavanja topline dimnih plinova, kao i u prototipu, dimni plinovi se prethodno hlade u plinsko-plinskom površinskom izmjenjivaču topline, zagrijavajući osušene dimne plinove, kondenziraju vodenu paru sadržanu u dimnim plinovima u kondenzatoru. , zagrijavanje zraka.

Prema izumu, između izmjenjivača topline i kondenzatora, dimni plinovi se zagrijavanjem vode hlade do temperature bliske točki rosišta vodene pare.

Plinski kotlovi imaju visoku temperaturu dimnih plinova (130°C za velike kotlove, 150°C-170°C za male kotlove). Za hlađenje dimnih plinova prije kondenzacije koriste se dva uređaja: rekuperativni plinsko-plinski izmjenjivač topline i grijač otpadne vode.

Početni dimni plinovi se prethodno hlade u plinsko-plinskom površinskom izmjenjivaču topline, zagrijavajući osušene dimne plinove za 30-40°C više od temperature zasićenja vodene pare koja se u njima nalazi, kako bi se stvorila temperaturna granica uz moguće hlađenje. dimnih plinova u cijevi. To omogućuje smanjenje površine 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 vlažnih dimnih plinova na temperaturu blisku točki rosišta vodene pare. Na ulazu u bojler, 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 bojlera, dimni plinovi imaju temperaturu blisku točki rosišta vodene pare koja se u njima nalazi, 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 opcije ugradnje za kotao na prirodni plin snage 11 MW.

Metoda dubinskog iskorištavanja topline dimnih plinova provodi se na sljedeći način. Početni dimni plinovi 1 se prethodno hlade u plinsko-plinskom površinskom izmjenjivaču topline 2, zagrijavajući osušene dimne plinove. Zatim se dimni plinovi 3 konačno hlade u kontaktnom plinsko-voda bojleru 4 na temperaturu blizu rosišta vodene pare, prskajući vodu, za što je preporučljivo koristiti kondenzat dobiven u kondenzatoru. Istodobno, dio vode isparava, povećavajući vlažnost dimnih plinova, a ostatak se zagrijava na istu temperaturu. Vodena para sadržana u dimnim plinovima 5 kondenzira se u plinsko-zračnom površinskom izmjenjivaču topline - kondenzatoru 6 s hvatačem kapi 7, zagrijavajući zrak. Kondenzat 8 se za grijanje dovodi do kontaktnog plinsko-vodnog bojlera 4. Toplina kondenzacije služi za zagrijavanje hladnog zraka, koji ventilatori 9 dovode iz okoline kroz kanal 10. Zagrijani zrak 11 šalje se u proizvodnu prostoriju kotlovnicu za njezinu ventilaciju i grijanje. Iz ove prostorije zrak se dovodi u kotao kako bi se osigurao proces izgaranja. Osušeni dimni plinovi 12 dovode se od dimovoda 13 u plinsko-plinski površinski pločasti izmjenjivač topline 2 radi zagrijavanja i šalju u dimnjak 14.

Kako bi se spriječila kondenzacija preostale vodene pare odnesene protokom iz kondenzatora, dio zagrijanih osušenih dimnih plinova 15 (do 10%) miješa se ispred dimovoda 13, čija vrijednost se u početku podešava pomoću amortizer 16.

Regulacija temperature zagrijanog zraka 11 provodi se promjenom protoka osušenih dimnih plinova 1 ili promjenom brzine strujanja zraka, podešavanjem brzine dima 13 ili ventilatora 9 ovisno o vanjskoj temperaturi.

Izmjenjivač topline 2 i kondenzator 6 su površinski pločasti izmjenjivači topline izrađeni od jedinstvenih modularnih paketa, koji su raspoređeni na način da se kretanje nositelja topline odvija u protustruji. Ovisno o volumenu osušenih dimnih plinova, grijač i kondenzator se formiraju od izračunatog broja pakiranja. Bojler 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 inačice instalacije za kotao na prirodni plin snage 11 MW. Proračuni su provedeni za vanjsku temperaturu zraka -20°C. Proračun pokazuje da korištenje kontaktnog plinskog bojlera 4 dovodi do nestanka suhe zone u kondenzatoru 6, pojačava prijenos topline i povećava snagu instalacije. Postotak povratne topline raste s 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 koristi, 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 plinsko-plinskom površinskom izmjenjivaču topline, zagrijavanjem osušenih dimnih plinova dodatno se hlade u bojleru do temperature bliske rosi. točka vodene pare, zagrijavanjem vode, u kondenzatoru se kondenzira vodena para sadržana u dimnim plinovima, zagrijavajući zrak, naznačen time što je između izmjenjivača topline i kondenzatora za hlađenje vlažnih dimnih plinova ugrađen površinski cijevni bojler plin-voda i grijanje vode, dok se glavni povrat topline javlja u kondenzatoru tijekom zagrijavanja zraka, a dodatni - u bojleru.

Slični patenti:

Izum se odnosi na petrokemijsko inženjerstvo i može se koristiti za krekiranje loživog ulja, kao i za zagrijavanje tehnoloških medija (na primjer, ulje, uljnu emulziju, plin, njihove smjese) i za druge tehnološke procese koji zahtijevaju intenzivnu opskrbu toplinom.

Izum se odnosi na područje energetike i može se koristiti u sustavima grijanja i klimatizacije. Izum leži u činjenici da se spajanje rebrastih cijevi za izmjenu topline u nizu i redovima vrši uzastopno u jednoj cijevi u jednoj grani, a susjedne cijevi za izmjenu topline u nizu su međusobno povezane u seriju. prijelazima među cijevima u obliku zakrivljenih zavoja i opremljeni su lako uklonjivim popravnim i zaštitnim čepovima, broj cijevi spojenih u nizu i ukupan broj prolaza u svim redovima odabire se ovisno o stvarnim parametrima postojeću toplinsku mrežu i određena je hidrauličkom karakteristikom bojlera.

Električni hladnjak koji koristi računalne procesore kao izvor topline. Ovaj hladnjak za kućne i industrijske prostore, koji koristi računalne procesore kao izvore topline, sadrži grijani paket koji obavlja prijenos topline između izvora topline i okolnog zraka, broj Q procesora raspoređenih na broj P tiskanih ploča, tvoreći hladnjak izvor topline i moćno sredstvo za izvođenje proračuna putem vanjskih informacijskih sustava, sučelje čovjek-stroj koje vam omogućuje kontrolu računalne i toplinske snage koju izdaje radijator, stabilizirano napajanje za različite elektroničke komponente, mrežno sučelje koje vam omogućuje za spajanje radijatora na vanjske mreže.

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

Izum osigurava sustav i metodu za reformu pare i plina. Metoda kombiniranog ciklusa kogeneracije temeljena na rasplinjavanju i metanaciji biomase uključuje: 1) rasplinjavanje biomase miješanjem kisika i vodene pare dobivene iz postrojenja za odvajanje 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 tlaka od 5-6 MPa, dobivene kao rezultat svrsishodnog povrata topline, do parne turbine ; 2) pretvorba i pročišćavanje: u skladu sa zahtjevima reakcije metanacije, podešavanje omjera vodik/ugljik sirovog rasplinjenog plina nastalog u koraku 1) na 3:1 korištenjem pomakne reakcije, i obnavljanje sirovog rasplinjenog plina na niskoj temperaturi korištenjem metanol za odsumporavanje i dekarbonizaciju, što rezultira pročišćenim sintetičnim plinom; 3) provođenje metanacije: uvođenje pročišćenog sin-plina iz koraka 2) u odjeljak za metanaciju koji se sastoji od primarne metanazacijske sekcije i sekundarne metanazacijske sekcije, pri čemu primarni metanacijski dio sadrži prvi primarni reaktor za metanaciju i drugi primarni metanacijski reaktor spojeni u seriju; dopuštajući dijelu procesnog plina iz drugog primarnog reaktora za metanaciju da se vrati na ulaz u prvi primarni reaktor za metanaciju radi miješanja sa svježim izvornim plinom, a zatim da uđe u prvi primarni reaktor za metanaciju tako da koncentracija reaktanata na ulazu u prvi reaktor primarni metanacijski reaktor se smanjuje i temperatura sloja katalizatora se kontrolira procesnim plinom; uvođenje sintetičkog plina nakon primarne metanacije u sekundarnu metanacijsku sekciju koja se sastoji od prvog sekundarnog reaktora za metanaciju i drugog reaktora sekundarne metanacije spojenih u seriju, gdje se mala količina neizreagiranog CO i velika količina CO2 pretvaraju u CH4, i transport pregrijanog međutlaka para stvorena u dijelu za metanaciju do parne turbine; i 4) koncentracija metana: koncentracija metana sintetičkog prirodnog plina koji sadrži tragove dušika i vodene pare dobivene u koraku 3) adsorpcijom s promjenama tlaka, tako da molarna koncentracija metana dosegne 96% i kalorijska vrijednost sintetičkog prirodnog plina dosegne 8256 kcal./Nm3.

Izum se odnosi na termoenergetiku. Metoda za dubinsko iskorištavanje topline dimnih plinova uključuje prethodno hlađenje dimnih plinova u plinsko-plinskom površinskom pločastom izmjenjivaču topline, zagrijavanje osušenih dimnih plinova u protutoku kako bi se stvorila temperaturna rezerva koja sprječava kondenzaciju preostale vodene pare u dimnjaku. Daljnje hlađenje dimnih plinova na temperaturu blisku točki rosišta vodene pare provodi se u kontaktnom bojleru plin-voda, koji zagrijava vodu. Ohlađeni vlažni dimni plinovi dovode se u plinsko-zrak površinski pločasti izmjenjivač topline - kondenzator, gdje se vodena para sadržana u dimnim plinovima kondenzira, zagrijavajući zrak. Osušeni dimni plinovi se dodatnim odvodom dima dovode u plinsko-plinski površinski pločasti izmjenjivač topline, gdje se zagrijavaju kako bi se spriječila moguća kondenzacija vodene pare u plinskim kanalima i dimnjaku te se šalju u dimnjak. UČINAK: povećana učinkovitost iskorištavanja topline dimnih plinova zbog korištenja latentne topline kondenzacije vodene pare i povećanja temperature samih dimnih plinova. 1 ill., 1 tab.

Predlažem razmatranje aktivnosti za zbrinjavanje dimnih plinova. Dimnih plinova ima u izobilju u svakom selu i gradu. Glavni dio proizvođača dima su parni i toplovodni kotlovi i motori s unutarnjim izgaranjem. U ovoj ideji neću razmatrati dimne plinove motora (iako su također prikladni po sastavu), ali ću se detaljnije zadržati na dimnim plinovima kotlovnica.

Najlakši način je korištenje dima plinskih kotlova (industrijske ili privatne kuće), ovo je najčišća vrsta dimnog plina, koja sadrži minimalnu količinu štetnih nečistoća. Također možete koristiti dim kotlova koji spaljuju ugljen ili tekuće gorivo, ali u ovom slučaju ćete morati očistiti dimne plinove od nečistoća (ovo nije tako teško, ali ipak dodatni troškovi).

Glavne komponente dimnih plinova su dušik, ugljični dioksid i vodena para. Vodena para nema vrijednost i može se lako ukloniti iz dimnog plina dodirom plina s hladnom površinom. Preostale komponente već imaju cijenu.

Plinoviti dušik se koristi u gašenju požara, za transport i skladištenje zapaljivih i eksplozivnih medija, kao zaštitni plin za zaštitu lako oksidiranih tvari i materijala od oksidacije, za sprječavanje korozije spremnika, za pročišćavanje cjevovoda i spremnika, za stvaranje inertnih medija u silose za žito. Zaštita dušikom sprječava rast bakterija, koristi se za čišćenje okoliša od insekata i mikroba. U prehrambenoj industriji atmosfera dušika se često koristi kao sredstvo za povećanje roka trajanja kvarljivih proizvoda. Plinoviti dušik se široko koristi za dobivanje tekućeg dušika iz njega.

Za dobivanje dušika dovoljno je odvojiti vodenu paru i ugljični dioksid iz dimnog plina. Što se tiče sljedeće komponente dima – ugljičnog dioksida (CO2, ugljični dioksid, ugljični dioksid), raspon njegove primjene je još veći, a cijena mu je puno veća.

Predlažem da dobijete više informacija o tome. Ugljični dioksid se obično pohranjuje u cilindre od 40 litara obojene u crno sa žutim natpisom "ugljični dioksid". Ispravniji naziv za CO2 je "ugljični dioksid", ali svi su već navikli na naziv "ugljični dioksid", dodijeljen je CO2 i stoga je natpis "ugljični dioksid" na cilindrima još uvijek sačuvan. Ugljični dioksid se nalazi u cilindrima u tekućem obliku. Ugljični dioksid je bez mirisa, netoksičan, nezapaljiv i neeksplozivan. To je tvar koja se prirodno pojavljuje u ljudskom tijelu. U zraku koji osoba izdahne obično sadrži 4,5%. Ugljični dioksid se uglavnom koristi u karbonizaciji i prodaji u flaširanju pića, koristi se kao zaštitni plin pri zavarivanju poluautomatskim aparatima za zavarivanje, koristi se za povećanje prinosa (2 puta) poljoprivrednih kultura u staklenicima povećanjem koncentracije CO2 u zraku i povećanje (4-6 puta kada je zasićeno vodom ugljičnim dioksidom) za proizvodnju mikroalgi tijekom njihovog umjetnog uzgoja, za očuvanje i poboljšanje kvalitete hrane i proizvoda, za proizvodnju suhog leda i njegovu upotrebu u postrojenjima za krioblastiranje (čišćenje površina od onečišćenja) i za postizanje niskih temperatura tijekom skladištenja i transporta hrane itd.

Ugljični dioksid je posvuda tražena roba i potreba za njim je u stalnom porastu. U kućnim i malim poduzećima ugljični dioksid se može dobiti ekstrakcijom iz dimnih plinova u postrojenjima za ugljični dioksid niskog kapaciteta. Osobama vezanim za tehnologiju nije teško samostalno napraviti takvu instalaciju. U skladu s normama tehnološkog procesa, kvaliteta dobivenog ugljičnog dioksida zadovoljava sve zahtjeve GOST 8050-85.
Ugljični dioksid se može dobiti i iz dimnih plinova kotlovnica (ili kotlova za grijanje privatnih kućanstava) i metodom posebnog izgaranja goriva u samoj instalaciji.

Sada ekonomska strana stvari. Jedinica može raditi na bilo kojoj vrsti goriva. Kada se gorivo sagorijeva (posebno za proizvodnju ugljičnog dioksida), oslobađa se sljedeća količina CO2:
prirodni plin (metan) - 1,9 kg CO2 iz izgaranja 1 cu. m plina;
kameni ugljen, različite naslage - 2,1-2,7 kg CO2 iz sagorijevanja 1 kg goriva;
propan, butan, dizel gorivo, loživo ulje - 3,0 kg CO2 iz sagorijevanja 1 kg goriva.

Neće biti moguće potpuno ekstrahirati sav oslobođeni ugljični dioksid, a sasvim je moguće i do 90% (može se postići ekstrakcija od 95%). Standardno punjenje cilindra od 40 litara je 24-25 kg, tako da možete samostalno izračunati specifičnu potrošnju goriva za dobivanje jednog cilindra ugljičnog dioksida.

Nije tako velika, primjerice, u slučaju dobivanja ugljičnog dioksida izgaranjem prirodnog plina dovoljno je sagorjeti 15 m3 plina.

Prema najvišoj tarifi (Moskva) iznosi 60 rubalja. po 40 litara. boca s ugljičnim dioksidom. U slučaju ekstrakcije CO2 iz kotlovskih dimnih plinova smanjuje se trošak proizvodnje ugljičnog dioksida, jer se smanjuju troškovi goriva i povećava dobit od instalacije. Jedinica može raditi 24 sata, u automatskom načinu rada uz minimalno sudjelovanje osobe u procesu dobivanja ugljičnog dioksida. Produktivnost postrojenja ovisi o količini CO2 sadržanom u dimnom plinu, dizajnu postrojenja i može doseći 25 cilindara ugljičnog dioksida dnevno ili više.

Cijena 1 cilindra ugljičnog dioksida u većini regija Rusije prelazi 500 rubalja (prosinac 2008.) Mjesečni prihod od prodaje ugljičnog dioksida u ovom slučaju doseže: 500 rubalja po kugli. x 25 bodova/dan x 30 dana = 375.000 rubalja. Toplina koja se oslobađa tijekom izgaranja može se istovremeno koristiti za grijanje prostora, te u tom slučaju neće biti neracionalnog korištenja goriva. Pritom treba imati na umu da se ekološka situacija na mjestu vađenja ugljičnog dioksida iz dimnih plinova samo poboljšava, jer se smanjuje emisija CO2 u atmosferu.

Dobro se preporuča i način izdvajanja ugljičnog dioksida iz dimnih plinova dobivenih izgaranjem drvnog otpada (otpad od sječe i prerade drva, stolarskih radionica i dr.). U ovom slučaju, isto postrojenje CO2 nadopunjeno je generatorom drvnog plina (proizvedenim ili vlastitim) za proizvodnju drvnog plina. Drvni otpad (čevina, sječka, strugotina, piljevina itd.) se ulijeva u spremnik plinskog generatora 1-2 puta dnevno, inače postrojenje radi na isti način kao u gore navedenom.
Izlaz ugljičnog dioksida iz 1 tone drvnog otpada je 66 cilindara. Prihod od jedne tone otpada je (uz cijenu cilindra ugljičnog dioksida 500 rubalja): 500 rubalja po kugli. x 66 lopta. = 33.000 rubalja.

Uz prosječnu količinu drvnog otpada iz jedne drvoprerađivačke radnje od 0,5 tona otpada dnevno, prihod od prodaje ugljičnog dioksida može doseći 500 tisuća rubalja. mjesečno, a u slučaju uvoza otpada iz drugih drvoprerađivačkih i stolarskih radnji prihod postaje još veći.

Ugljični dioksid moguće je dobiti i izgaranjem automobilskih guma, što je također samo na dobrobit naše ekologije.

U slučaju proizvodnje ugljičnog dioksida u količini većoj od one koju može potrošiti lokalno tržište, proizvedeni ugljični dioksid može se samostalno koristiti za druge aktivnosti, kao i prerađivati ​​u druge kemikalije i reagense (npr. tehnologije u ekološki prihvatljiva gnojiva koja sadrže ugljik, prašak za pecivo za tijesto i sl.) do proizvodnje motornog benzina iz ugljičnog dioksida.

Procjena učinkovitosti dubinske rekuperacije proizvodnje izgaranja kotlova elektrana

Npr. Shadek, Kandidat tehničkih nauka, nezavisni stručnjak

ključne riječi: proizvodi izgaranja, povrat topline, oprema kotlovnica, energetska učinkovitost

Jedna od metoda rješavanja problema uštede goriva i poboljšanja energetske učinkovitosti kotlovskih postrojenja je razvoj tehnologija za duboku toplinsku rekuperaciju kotlovskih ispušnih plinova. Nudimo procesnu shemu elektrane s parnoturbinskim jedinicama (STU) koja omogućuje duboku rekuperaciju topline iz produkta izgaranja kotla iz STU kondenzatora korištenjem hladnjaka-kondenzata uz minimalne troškove bez uporabe jedinica toplinske pumpe.

Opis:

Jedan od načina rješavanja problema uštede goriva i poboljšanja energetske učinkovitosti kotlovskih postrojenja je razvoj tehnologija za dubinsko iskorištavanje topline otpadnih plinova iz kotlova.bojler produkata izgaranja zbog prisutnosti hladnjaka – kondenzata iz PTU kondenzator.

E. G. Shadek, cand. tech. znanosti, nezavisni stručnjak

Jedan od načina rješavanja problema uštede goriva i povećanja energetske učinkovitosti kotlovskih postrojenja je razvoj tehnologija za dubinsko iskorištavanje topline dimnih plinova iz kotlova. Nudimo tehnološku shemu elektrane s parnoturbinskim jedinicama (STP), koja omogućuje, uz minimalne troškove, bez uporabe jedinica toplinske pumpe, duboko iskorištavanje topline produkata izgaranja koji napuštaju kotao zbog prisutnosti hladnjaka - kondenzat iz STP kondenzatora.

Duboko iskorištavanje topline produkata izgaranja (CC) osigurava se kada se oni ohlade ispod temperature rosišta jednake 50–55 0 C za prirodni plin CC. U tom slučaju se javljaju sljedeće pojave:

• kondenzacija vodene pare (do 19-20% volumena ili 12-13% težine proizvoda izgaranja),
• korištenje fizičke topline trafostanice (40-45% ukupnog toplinskog sadržaja),
• iskorištenje latentne topline isparavanja (60-55%).

Prethodno je utvrđeno da je ušteda goriva uz duboku iskorištenost u usporedbi s kotlom s putovničkom (maksimalnom) učinkovitošću od 92% 10-13%. Omjer količine iskorištene topline i toplinskog učina kotla je oko 0,10–0,12, a učinkovitost kotla u kondenzacijskom načinu rada iznosi 105% u odnosu na neto ogrjevnu vrijednost plina.

Osim toga, dubokom iskorištavanjem uz prisutnost vodene pare u PS, emisija štetnih emisija se smanjuje za 20-40% ili više, što proces čini ekološki prihvatljivim.

Drugi učinak dubinskog iskorištavanja je poboljšanje uvjeta i vijeka trajanja plinskog puta, budući da je kondenzacija lokalizirana u komori u kojoj je ugrađen utilizacijski izmjenjivač topline, bez obzira na vanjsku temperaturu.

Dubinsko odlaganje za sustave grijanja

U naprednim zapadnim zemljama, duboka uporaba za sustave grijanja provodi se pomoću kondenzacijskih toplovodnih kotlova opremljenih kondenzacijskim ekonomajzerom.

Niska, u pravilu, temperatura povratne vode (30-40 0 C) s tipičnim temperaturnim grafikonom, na primjer, 70/40 0 C, u sustavima grijanja ovih zemalja omogućuje dubok povrat topline u kondenzacijskom ekonomajzeru opremljenom jedinica za prikupljanje, uklanjanje i obradu kondenzata (s naknadnom upotrebom za napajanje kotla). Takva shema osigurava kondenzacijski način rada kotla bez umjetnog rashladnog sredstva, tj. bez uporabe jedinice toplinske pumpe.

Učinkovitost i isplativost dubokog odlaganja za kotlove za grijanje nije potrebno dokazivati. Kondenzacijski kotlovi se široko koriste na Zapadu: do 90% svih proizvedenih kotlova je kondenzacijski. Takvi kotlovi rade i kod nas, iako nemamo njihovu proizvodnju.

U Rusiji, za razliku od zemalja s toplom klimom, temperatura u povratnoj liniji grijaćih mreža obično je viša od točke rosišta, a duboka iskorištenost je moguća samo u četverocijevnim sustavima (vrlo rijetko) ili kada se koriste dizalice topline. Glavni razlog zaostajanja Rusije u razvoju i implementaciji duboke iskorištavanja je niska cijena prirodnog plina, visoki kapitalni troškovi zbog uključivanja toplinskih pumpi u shemu i dugi rokovi povrata.

Dubinsko odlaganje za kotlove elektrane

Učinkovitost dubinskog iskorištavanja za kotlove elektrana (slika 1) znatno je veća nego za grijanje, zbog stabilnog opterećenja (KIM = 0,8–0,9) i velikih jediničnih kapaciteta (desetke megavata).

Procijenimo toplinski resurs proizvoda izgaranja kotlova stanica, uzimajući u obzir njihovu visoku učinkovitost (90-94%). Taj je resurs određen količinom otpadne topline (Gcal/h ili kW), koja je jedinstveno ovisna o toplinskoj snazi ​​kotla P K , te temperatura iza plinskih kotlova T 1UX, koji je u Rusiji prihvaćen ne niži od 110–130 0 S iz dva razloga:

• povećati prirodni propuh i smanjiti pritisak (potrošnja energije) dimovoda;
• za sprječavanje kondenzacije vodene pare u dimnjacima, plinovodima i dimnjacima.

Proširena analiza velikog niza 1 eksperimentalnih podataka ravnoteže, ispitivanja puštanja u pogon od strane specijaliziranih organizacija, režimskih karata, izvješćivanja statistike stanica itd. i rezultata izračunavanja vrijednosti gubitaka topline s izlaznim produktima izgaranja q 2 , količina povratne topline 2 P UT i iz njih izvedeni pokazatelji u širokom rasponu opterećenja kotlova stanica dani su u tablici. 13 . Cilj je odrediti q 2 i omjere veličina P K , q 2 i P UT pri tipičnim radnim uvjetima kotlova (tablica 2). U našem slučaju nije važno koji kotao: parni ili topla voda, industrijski ili grijanje.

Tablični pokazatelji. 1, označene plavom bojom, izračunate su prema algoritmu (vidi referencu). Proračun procesa dubokog korištenja (definicija P UT, itd.) izvedeni su prema inženjerskoj metodi danoj i opisanoj u. Koeficijent prolaza topline "proizvodi izgaranja - kondenzat" u kondenzatnom izmjenjivaču topline određen je empirijskom metodom proizvođača izmjenjivača topline (OAO Calorific Plant, Kostroma).

Rezultati svjedoče o visokoj ekonomskoj učinkovitosti tehnologije duboke iskorištavanja staničnih kotlova i isplativosti predloženog projekta. Razdoblje povrata sustava je od 2 godine za kotao minimalne snage (tablica 2, kotao br. 1) do 3-4 mjeseca. Rezultirajući omjeri β, φ, σ, kao i štedni artikli (Tablica 1, retke 8–10, 13–18) omogućuju vam da odmah procijenite sposobnosti i specifične pokazatelje danog procesa, kotla.

Rekuperacija topline u plinskom grijaču

Uobičajena tehnološka shema elektrane predviđa zagrijavanje kondenzata u plinskom grijaču (dio repnih površina kotla, ekonomajzer) na dimnim plinovima koji izlaze iz kotla.

Nakon kondenzatora, pumpe (ponekad kroz blok desalinizaciju - u daljnjem tekstu BOU) kondenzat se šalje u plinski grijač, nakon čega ulazi u deaerator. Uz standardnu ​​kvalitetu kondenzata, BOU se zaobilazi. Kako bi se spriječila kondenzacija vodene pare iz ispušnih plinova na posljednjim cijevima plinskog grijača, temperatura kondenzata ispred njega održava se najmanje 60 0 C recirkulacijom zagrijanog kondenzata do ulaza u njega.

Kako bi se dodatno smanjila temperatura dimnih plinova, izmjenjivač topline voda-voda često se uključuje u vod za recirkulaciju kondenzata, koji se hladi nadopunom vodom iz sustava grijanja. Grijanje mrežne vode vrši se kondenzatom iz plinskog grijača. Dodatnim hlađenjem plinova za 10 0 C u svakom kotlu moguće je dobiti oko 3,5 Gcal/h toplinskog opterećenja.

Kako bi se spriječilo ključanje kondenzata u plinskom grijaču, iza njega su ugrađeni kontrolni ventili za dovod. Njihova glavna svrha je raspodjela protoka kondenzata između kotlova u skladu s toplinskim opterećenjem PTU-a.

Sustav dubokog povrata s kondenzacijskim izmjenjivačem topline

Kao što se vidi iz dijagrama procesa (slika 1), kondenzat pare iz kolektora kondenzata pumpa se pumpom 14 u sabirni spremnik 21, a odatle u razdjelni razdjelnik 22. Ovdje se kondenzat dijeli na dva toka pomoću automatskog upravljačkog sustava stanice (vidi dolje): jedan se dovodi u jedinicu dubokog iskorištavanja 4, u kondenzacijski izmjenjivač topline 7, a drugi u niskotlačni grijač (LPH) 18, a zatim u deaerator 15 Temperatura kondenzata pare iz kondenzatora turbine (oko 20–35 izmjenjivača topline 7 do potrebnih 40 0 ​​C, tj. da bi se osigurala duboka iskorištenost.

Zagrijani kondenzat pare iz kondenzacijskog izmjenjivača topline 7 dovodi se kroz LPH 18 (ili zaobilazeći 18) u deaerator 15. Kondenzat produkata izgaranja dobivenih u kondenzacijskom izmjenjivaču topline 7 odvodi se u rezervoar i spremnik 10. Odatle dovodi se u kontaminirani spremnik kondenzata 23 i pumpa odvodnom pumpom 24 u spremnik kondenzata 25, iz kojeg se kondenzatna pumpa 26 kroz regulator protoka napaja u prostor za čišćenje kondenzata od produkata izgaranja (nije prikazano na sl. 1), gdje se obrađuje prema poznatoj tehnologiji. Pročišćeni kondenzat produkata izgaranja dovodi se u HDPE 18, a zatim u deaerator 15 (ili izravno u 15). Iz odzračivača 15, tok čistog kondenzata se napojnom pumpom 16 dovodi u visokotlačni grijač 17, a iz njega u kotao 1.

Dakle, toplina produkata izgaranja iskorištena u kondenzacijskom izmjenjivaču topline štedi gorivo utrošeno u tehnološkoj shemi elektrane za zagrijavanje kondenzata stanice ispred deaeratora i u samom odzračivanju.

Kondenzacijski izmjenjivač topline ugrađen je u komoru 35 na spoju kotla 27 s dimovodom (slika 2c). Toplinsko opterećenje kondenzacijskog izmjenjivača topline regulira se bajpasom, odnosno odvođenjem dijela vrućih plinova pored kondenzacijskog izmjenjivača topline kroz obilazni kanal 37 s prigušnom zaklopkom (vratom) 36.

Najjednostavnija bi bila tradicionalna shema: kondenzacijski ekonomajzer, točnije, repni dijelovi ekonomajzera kotla, kao što je plinski grijač, ali koji radi u kondenzacijskom načinu, tj. s hlađenjem produkata izgaranja ispod temperature rosišta. Ali istodobno se javljaju poteškoće u konstruktivnom i operativnom planu (održavanje, itd.), koje zahtijevaju posebna rješenja.

Primjenjivi su različiti tipovi izmjenjivača topline: školjkasti, ravni cijevi, s nazubljenim rebrima, lamelarni ili učinkovit dizajn s novim oblikom površine za izmjenu topline s malim radijusom savijanja (RG-10 regenerator, SPC Anod) . U ovoj shemi, kao kondenzacijski izmjenjivač topline, uzimaju se blokovi za izmjenu topline na bazi bimetalnog grijača zraka marke VNV123-412-50ATZ (OAO Calorific Plant, Kostroma).

Izbor rasporeda sekcija i priključaka za vodu i plinove omogućuje vam variranje i osiguravanje brzine vode i plinova unutar preporučenih granica (1-4 m/s). Dimni kanal, komora, plinski put izrađeni su od materijala otpornih na koroziju, premaza, posebno od nehrđajućeg čelika, plastike - to je uobičajena praksa.

* Nema gubitaka topline zbog nepotpunosti kemijskog izgaranja.

Značajke dubinskog korištenja s kondenzacijskim izmjenjivačem topline

Visoka učinkovitost tehnologije omogućuje reguliranje toplinske snage sustava u širokom rasponu, uz zadržavanje njegove isplativosti: stupanj zaobilaženja, temperatura produkata izgaranja iza kondenzacijskog izmjenjivača topline, itd. Toplinsko opterećenje kondenzacijski izmjenjivač topline QUT i, sukladno tome, količina kondenzata koja mu se dovodi iz kolektora 22), određuje se kao optimalna (a ne nužno i maksimalna) prema tehničkim i ekonomskim proračunima i projektnim razmatranjima, uzimajući u obzir radne parametre, mogućnosti i uvjeti dijagrama toka procesa kotla i postrojenja u cjelini.

Nakon kontakta s produktima izgaranja prirodnog plina, kondenzat zadržava svoju visoku kvalitetu i zahtijeva jednostavan i jeftin tretman - dekarbonizaciju (a čak i tada ne uvijek) i otplinjavanje. Nakon obrade na mjestu kemijske obrade vode (nije prikazano), kondenzat se pumpa kroz regulator protoka do kondenzatnog voda stanice - do deaeratora, a nakon njega do bojlera. Ako se kondenzat ne koristi, on se odvodi u kanalizaciju.

U jedinici za prikupljanje i obradu kondenzata (slika 1, poz. 8, 10, slika 2, poz. 23–26) koristi se dobro poznata standardna oprema sustava dubokog odlaganja (vidi, na primjer,).

Postrojenje proizvodi veliku količinu viška vode (kondenzat vodene pare izgaranjem ugljikovodika i puhanjem zraka), pa sustav nije potrebno puniti.

Temperatura produkata izgaranja na izlazu iz kondenzacijskog izmjenjivača topline T 2UH je određen uvjetom kondenzacije vodene pare u izlaznim produktima izgaranja (u rasponu od 40–45 0 S).

Kako bi se spriječila kondenzacija na putu plina, a posebno u dimnjaku, predviđeno je zaobilaženje, odnosno zaobilaženje dijela produkata izgaranja kroz obilazni kanal pored jedinice za dubinsko iskorištavanje tako da temperatura plinske smjese iza nje bude u raspon od 70–90 0 C. Zaobilaženje pogoršava sve parametre procesa. Optimalni način rada je rad s bypassom tijekom hladne sezone, a ljeti, kada nema opasnosti od kondenzacije i zaleđivanja, bez njega.

Temperatura dimnih plinova kotlova (obično 110–130 0 C) omogućuje zagrijavanje kondenzata u kondenzacijskom izmjenjivaču topline prije deaeratora na potrebnih 90–100 0 C. Time su zadovoljeni tehnološki zahtjevi za temperature: oba zagrijavanje kondenzata (oko 90 0 C) i izgaranje hlađenja proizvoda (do 40 0 ​​S) prije kondenzacije.

Usporedba tehnologija povrata topline proizvoda izgaranja

Prilikom odlučivanja o korištenju topline iz proizvoda izgaranja kotla, potrebno je usporediti učinkovitost predloženog sustava dubinskog korištenja i tradicionalne sheme s plinskim grijačem kao najbližim analogom i konkurentom.

Za naš primjer (vidi referencu 1), dobili smo količinu topline koja se povrati iz dubokog korištenja P UT jednak 976 kW.

Pretpostavljamo da je temperatura kondenzata na ulazu u grijač plinskog kondenzata 60 0 C (vidi gore), dok je temperatura produkata izgaranja na njegovom izlazu najmanje 80 0 C. Tada je toplina iskorištenih produkata izgaranja u plinskom grijaču, odnosno ušteda topline, bit će jednaka 289 kW, što je 3,4 puta manje nego u sustavu dubokog korištenja. Dakle, “cijena izdavanja” u našem primjeru iznosi 687 kW, odnosno, na godišnjoj razini, 594.490 m 3 plina (s KIM = 0,85) u vrijednosti od oko 3 milijuna rubalja. Dobitak će rasti sa snagom kotla.

Prednosti tehnologije dubinskog recikliranja

Zaključno možemo zaključiti da se uz uštedu energije dubinskom iskorištavanjem produkata izgaranja kotla elektrane postižu sljedeći rezultati:

• smanjenje emisije toksičnih oksida CO i NOx, osiguravajući ekološku čistoću procesa;
• dobivanje dodatne, suvišne vode i time eliminiranje potrebe za nadopunskom vodom iz kotla;
• kondenzacija vodene pare produkata izgaranja lokalizirana je na jednom mjestu - u kondenzacijskom izmjenjivaču topline. Osim blagog uvlačenja magle nakon eliminatora kapljica, isključena je kondenzacija u daljnjem plinskom putu i povezano uništavanje plinskih kanala zbog korozivnog djelovanja vlage, stvaranja leda na putu, a posebno u dimnjaku;
• u nekim slučajevima, korištenje izmjenjivača topline voda-voda postaje neobavezno; nema potrebe za recirkulacijom: miješanje dijela vrućih plinova s ​​ohlađenim (ili zagrijanog kondenzata s hladnim) kako bi se povećala temperatura izlaznih produkata izgaranja kako bi se spriječila kondenzacija u plinskom putu i dimnjaku (ušteda energije, novca).

Književnost

1. Shadek E., Marshak B., Anokhin A., Gorshkov V. Duboko iskorištavanje otpadne topline iz generatora topline // Industrijski i kotlovi za grijanje i mini-CHP. 2014. broj 2 (23).
2. Shadek E. Trigeneracija kao tehnologija za uštedu energetskih resursa // Energy Saving. 2015. broj 2.
3. Shadek E., Marshak B., Krykin I., Gorshkov V. Kondenzacijski izmjenjivač topline - modernizacija kotlovskih postrojenja // Industrijski i toplinski kotlovi i mini-CHP. 2014. broj 3 (24).
4. Kudinov A. Ušteda energije u instalacijama za proizvodnju topline. M. : Mashinostroenie, 2012 (monografija).
5. Ravich M. Pojednostavljena metoda proračuna toplinske tehnike. M. : Izdavačka kuća Akademije znanosti SSSR-a, 1958.
6. Berezinets P., Olkhovsky G. Obećavajuće tehnologije i elektrane za proizvodnju toplinske i električne energije. Dio šest. 6.2 plinske turbine i postrojenja s kombiniranim ciklusom. 6.2.2. Parne i plinske instalacije. OAO VTI. „Suvremene ekološke tehnologije u energetskom sektoru“. Zbirka informacija, ur. V. Ya. Putilova. M. : Izdavačka kuća MPEI, 2007 (monografija).

1 Primarni izvor podataka: pregledi vrelovodnih kotlova (11 jedinica u tri kotlovnice toplinske mreže), prikupljanje i obrada materijala.

2 Metoda izračuna, posebno P UT, dano.

Korištenje topline ispušnih plinova u industrijskim plinskim kotlovima

Korištenje topline ispušnih plinova u industrijskim plinskim kotlovima

dr. Sizov V.P., dr. Yuzhakov A.A., dr. Kapger I.V.,
DOO "Permavtomatika" [e-mail zaštićen]pošta .en

Sažetak: cijena prirodnog plina diljem svijeta značajno varira. Ovisi o članstvu zemlje u WTO-u, izvozi li ili uvozi plin, troškovima proizvodnje plina, stanju industrije, političkim odlukama itd. Cijena plina u Ruskoj Federaciji zbog pristupanja naše zemlje WTO će samo rasti i vlada planira izjednačiti cijene prirodnog plina u zemlji i inozemstvu. Usporedimo otprilike cijene plina u Europi i Rusiji.

Rusija - 3 rublje / m 3.

Njemačka - 25 rubalja / m 3.

Danska - 42 rublja / m 3.

Ukrajina, Bjelorusija - 10 rubalja / m 3.

Cijene su dosta relativne. U europskim zemljama široko se koriste kondenzacijski kotlovi, njihov ukupan udio u procesu proizvodnje topline doseže 90%. U Rusiji se ovi kotlovi uglavnom ne koriste zbog visoke cijene kotlova, niskih cijena plina i visokotemperaturnih centraliziranih mreža. Kao i održavanje sustava za ograničavanje izgaranja plina u kotlovnicama.

Trenutno, pitanje potpunijeg korištenja energije nosača topline postaje sve relevantnije. Otpuštanje topline u atmosferu ne samo da stvara dodatni pritisak na okoliš, već i povećava troškove vlasnika kotlovnica. Ujedno, suvremene tehnologije omogućuju potpunije korištenje topline dimnih plinova i povećavaju učinkovitost kotla, izračunatu prema nižoj ogrjevnoj vrijednosti, do vrijednosti od 111%. Gubitak topline s dimnim plinovima zauzima glavno mjesto među toplinskim gubicima kotla i iznosi 5 ¸ 12% proizvedene topline. Dodatno se može koristiti i toplina kondenzacije vodene pare koja nastaje tijekom izgaranja goriva. Količina topline koja se oslobađa pri kondenzaciji vodene pare ovisi o vrsti goriva i kreće se od 3,8% za tekuća goriva do 11,2% za plinovita goriva (za metan) i određuje se kao razlika između najviše i najniže kalorijske vrijednosti. goriva (tablica 1). ).

Tablica 1 - Vrijednosti veće i niže kalorijske vrijednosti za različite vrste goriva

Ispada da ispušni plinovi sadrže i osjetnu toplinu i latentnu toplinu. Štoviše, potonji može doseći vrijednost koja u nekim slučajevima premašuje prividnu toplinu. Osjetna toplina je toplina pri kojoj promjena količine topline dovedene tijelu uzrokuje promjenu njegove temperature. Latentna toplina je toplina isparavanja (kondenzacije), koja ne mijenja temperaturu tijela, već služi za promjenu agregatnog stanja tijela. Ovu tvrdnju ilustrira graf (slika 1, gdje apscisa prikazuje entalpiju (količina dovedene topline), a ordinata temperaturu).

Riža. 1 - Ovisnost promjene entalpije za vodu

Na dijelu grafikona A-B voda se zagrijava s temperature od 0 °C do temperature od 100 °C. U tom se slučaju sva toplina dovedena u vodu koristi za povećanje njezine temperature. Tada se promjena entalpije određuje formulom (1)

(1)

gdje je c toplinski kapacitet vode, m masa zagrijane vode, Dt je pad temperature.

Grafikon B-C prikazuje proces kipuće vode. U tom slučaju sva toplina koja se dovodi u vodu troši se na pretvaranje u paru, dok temperatura ostaje konstantna - 100 ° C. Grafikon C-D pokazuje da se sva voda pretvorila u paru (iskuhala), nakon čega se toplina troši na povećanje temperature pare. Tada se promjena entalpije za presjek A-C karakterizira formulom (2)

gdje r = 2500 kJ/kg je latentna toplina isparavanja vode pri atmosferskom tlaku.

Najveća razlika između najveće i najniže ogrjevne vrijednosti, kao što se vidi iz tablice. 1, metan, pa prirodni plin (do 99% metana) daje najveću isplativost. Stoga će se svi daljnji izračuni i zaključci dati za plin na bazi metana. Razmotrimo reakciju izgaranja metana (3)

Iz jednadžbe te reakcije proizlazi da su za oksidaciju jedne molekule metana potrebne dvije molekule kisika, t.j. za potpuno izgaranje 1m 3 metana potrebno je 2m 3 kisika. Atmosferski zrak, koji je mješavina plinova, koristi se kao oksidacijsko sredstvo tijekom izgaranja goriva u kotlovskim jedinicama. Za tehničke izračune, uvjetni sastav zraka obično se uzima iz dvije komponente: kisika (21 vol.%) i dušika (79 vol.%). Uzimajući u obzir sastav zraka, za reakciju izgaranja do potpunog izgaranja plina bit će potrebno zraka zapremine 100/21 = 4,76 puta više od kisika. Dakle, za sagorijevanje 1 m 3 metana, 2 ×4,76=9,52 zraka. Kao što se vidi iz jednadžbe za reakciju oksidacije, rezultat je ugljični dioksid, vodena para (dimni plinovi) i toplina. Toplina koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva prema (3) naziva se neto ogrjevna vrijednost goriva (PCI).

Ako se vodena para ohladi, tada će se pod određenim uvjetima početi kondenzirati (preći iz plinovitog u tekuće stanje) i osloboditi se dodatna količina topline (latentna toplina isparavanja/kondenzacije) (Sl. 2.

Riža. 2 - Oslobađanje topline tijekom kondenzacije vodene pare

Treba imati na umu da vodena para u dimnim plinovima ima nešto drugačija svojstva od čiste vodene pare. Miješaju se s drugim plinovima i njihovi parametri odgovaraju parametrima smjese. Stoga je temperatura pri kojoj počinje kondenzacija različita od 100 °C. Vrijednost ove temperature ovisi o sastavu dimnih plinova, što je pak posljedica vrste i sastava goriva, kao i koeficijenta viška zraka.
Temperatura dimnih plinova pri kojoj se vodena para počinje kondenzirati u produktima izgaranja goriva naziva se točka rosišta i izgleda kao na sl.3.

Riža. 3 - Metan rosište

Posljedično, za dimne plinove, koji su mješavina plinova i vodene pare, entalpija se ponešto mijenja prema drugom zakonu (slika 4.).

Slika 4 - Oslobađanje topline iz mješavine para i zraka

Iz grafikona na sl. 4, mogu se izvući dva važna zaključka. Prvo, temperatura točke rosišta jednaka je temperaturi na koju se hlade dimni plinovi. Drugi - nije potrebno proći, kao na sl. 2, cijela kondenzacijska zona, što je ne samo praktički nemoguće, nego i nepotrebno. To pak pruža razne mogućnosti za ostvarivanje toplinske ravnoteže. Drugim riječima, gotovo svaka mala količina rashladnog sredstva može se koristiti za hlađenje dimnih plinova.

Iz navedenog možemo zaključiti da je pri proračunu učinkovitosti kotla prema nižoj ogrjevnoj vrijednosti uz naknadno korištenje topline dimnih plinova i vodene pare moguće značajno povećati učinkovitost (više od 100%). Na prvi pogled, to je u suprotnosti sa zakonima fizike, ali zapravo tu nema kontradikcije. Učinkovitost takvih sustava mora se izračunati iz bruto ogrjevne vrijednosti, a određivanje učinkovitosti iz niže ogrjevne vrijednosti treba provesti samo ako je potrebno usporediti njegovu učinkovitost s onom kod konvencionalnog kotla. Samo u ovom kontekstu učinkovitost > 100% ima smisla. Smatramo da je za takve instalacije ispravnije dati dvije učinkovitosti. Izjava o problemu može se formulirati na sljedeći način. Za potpunije korištenje topline izgaranja ispušnih plinova moraju se ohladiti na temperaturu ispod točke rosišta. U tom slučaju, vodena para nastala tijekom izgaranja plina će se kondenzirati i prenijeti latentnu toplinu isparavanja na rashladno sredstvo. U tom slučaju hlađenje dimnih plinova treba provoditi u izmjenjivačima topline posebne izvedbe, ovisno uglavnom o temperaturi dimnih plinova i temperaturi rashladne vode. Korištenje vode kao međunosača topline je najatraktivnije, jer je u ovom slučaju moguće koristiti vodu s najnižom mogućom temperaturom. Kao rezultat, moguće je dobiti temperaturu vode na izlazu iz izmjenjivača topline, na primjer, 54°C, a zatim je koristiti. U slučaju korištenja povratnog voda kao nosača topline, njegova temperatura treba biti što niža, a to je često moguće samo ako kao potrošači postoje niskotemperaturni sustavi grijanja.

Dimni plinovi iz kotlovskih jedinica velikog kapaciteta u pravilu se ispuštaju u armiranobetonsku ili ciglenu cijev. Ako se ne poduzmu posebne mjere za naknadno zagrijavanje djelomično osušenih dimnih plinova, cijev će se pretvoriti u kondenzacijski izmjenjivač topline sa svim posljedicama. Postoje dva načina za rješavanje ovog problema. Prvi način je korištenje premosnice, u kojoj se dio plinova, npr. 80%, propušta kroz izmjenjivač topline, a drugi dio, u količini od 20%, prolazi kroz bypass i zatim se miješa s djelomično osušeni plinovi. Dakle, zagrijavanjem plinova pomičemo točku rosišta na potrebnu temperaturu pri kojoj cijev zajamčeno radi u suhom načinu rada. Drugi način je korištenje pločastog izmjenjivača topline. Istodobno, ispušni plinovi nekoliko puta prolaze kroz izmjenjivač topline, čime se sami zagrijavaju.

Razmotrimo primjer izračunavanja tipične cijevi od 150 m (slika 5-7), koja ima troslojnu strukturu. Proračuni su napravljeni u programskom paketu Ansys -CFX . Iz slika je vidljivo da kretanje plina u cijevi ima izražen turbulentni karakter i kao rezultat toga minimalna temperatura na oblogi možda neće biti u području glave, kao što slijedi iz pojednostavljene empirijske tehnike.

Riža. 7 - temperaturno polje na površini obloge

Treba napomenuti da kada se izmjenjivač topline ugradi u plinski put, njegov će se aerodinamički otpor povećati, ali će se volumen i temperatura ispušnih plinova smanjiti. To dovodi do smanjenja struje ispuha. Stvaranje kondenzata nameće posebne zahtjeve elementima plinskog puta u smislu upotrebe materijala otpornih na koroziju. Količina kondenzata je približno jednaka 1000-600 kg / h po 1 Gcal korisnog kapaciteta izmjenjivača topline. pH vrijednost kondenzata produkata izgaranja tijekom izgaranja prirodnog plina je 4,5-4,7, što odgovara kiseloj sredini. U slučaju male količine kondenzata moguće je koristiti zamjenjive blokove za neutralizaciju kondenzata. Međutim, za velike kotlovnice potrebno je primijeniti tehnologiju doziranja kaustične sode. Kao što pokazuje praksa, male količine kondenzata mogu se koristiti kao šminka bez ikakve neutralizacije.

Valja naglasiti da je glavni problem u projektiranju gore navedenih sustava prevelika razlika u entalpiji po jedinici volumena tvari, a nastali tehnički problem je razvoj površine za izmjenu topline na strani plina. Industrija Ruske Federacije serijski proizvodi slične izmjenjivače topline kao što su KSK, VNV, itd. Razmotrimo koliko je razvijena površina za izmjenu topline sa strane plina na radnoj konstrukciji (slika 8). Obična cijev, unutar koje teče voda (tekućina), a izvana zrak (ispušni plinovi) struji oko rebara hladnjaka. Izračunati omjer grijača bit će izražen određenim

Riža. 8 - crtež cijevi grijača.

koeficijent

K =S krevet na kat /S vn, (4),

gdje S krevet na kat - vanjska površina izmjenjivača topline mm 2, i S ekst je unutarnja površina cijevi.

U geometrijskim proračunima strukture dobivamo K =15. To znači da je vanjska površina cijevi 15 puta veća od unutarnje površine. To je zato što je entalpija zraka po jedinici volumena mnogo puta manja od entalpije vode po jedinici volumena. Izračunajte koliko je puta entalpija litre zraka manja od entalpije litre vode. Iz

entalpija vode: E u \u003d 4,183 KJ / l * K.

entalpija zraka: E voz \u003d 0,7864 J / l * K. (na temperaturi od 130 0 C).

Stoga je entalpija vode 5319 puta veća od entalpije zraka, pa je stoga K =S krevet na kat /S ekst . U idealnom slučaju, u takvom izmjenjivaču topline koeficijent K trebao bi biti 5319, ali budući da je vanjska površina 15 puta razvijena u odnosu na unutarnju, razlika u entalpiji između zraka i vode smanjuje se na vrijednost K \u003d (5319/15) \u003d 354. Tehnički razviti omjer površina unutarnje i vanjske površine dok se ne dobije omjer K =5319 vrlo teško ili gotovo nemoguće. Kako bismo riješili ovaj problem, pokušat ćemo umjetno povećati entalpiju zraka (ispušnih plinova). Da biste to učinili, raspršite vodu iz mlaznice u ispušni plin (kondenzat istog plina). Raspršujemo ga u tolikoj količini u odnosu na plin da će sva raspršena voda potpuno ispariti u plinu i relativna vlažnost plina će postati 100%. Relativna vlažnost plina može se izračunati na temelju tablice 2.

Tablica 2. Vrijednosti apsolutne vlažnosti plina s relativnom vlagom od 100% za vodu pri različitim temperaturama i atmosferskom tlaku.

Iz slike 3. vidi se da je vrlo kvalitetnim plamenikom moguće postići temperaturu rosišta u ispušnim plinovima T rosa = 60 0 C. U ovom slučaju temperatura ovih plinova je 130 0 C. Apsolutni sadržaj vlage u plinu (prema tablici 2) pri T rose = 60 0 C bit će 129,70 g/m 3 . Ako se voda rasprši u ovaj plin, tada će njegova temperatura naglo pasti, gustoća će se povećati, a entalpija će naglo porasti. Treba napomenuti da prskanje vode iznad relativne vlažnosti od 100% nema smisla, jer. kada prag relativne vlažnosti prijeđe 100%, raspršena voda će prestati isparavati u plin. Izvršimo mali izračun potrebne količine raspršene vode za sljedeće uvjete: T gn - početna temperatura plina jednaka 120 0 C, T rose - plinska točka rosišta 60 0 C (129,70 g / m 3), potrebno n ait: T gk - konačna temperatura plina i M in - masa vode raspršene u plinu (kg.)

Riješenje. Svi proračuni se provode s obzirom na 1 m 3 plina. Složenost proračuna određena je činjenicom da se kao rezultat raspršivanja mijenjaju i gustoća plina i njegov toplinski kapacitet, volumen itd. Osim toga, pretpostavlja se da se isparavanje događa u apsolutno suhom plinu, a energija za zagrijavanje vode se ne uzima u obzir.

Izračunajte količinu energije koju plin daje vodi tijekom isparavanja vode

gdje je: s toplinski kapacitet plina (1 kJ/kg.K), m - masa plina (1 kg / m 3)

Izračunajte količinu energije koju voda daje tijekom isparavanja u plin

gdje: r – latentna energija isparavanja (2500 kJ/kg), m - masa isparene vode

Kao rezultat zamjene, dobivamo funkciju

(5)

U tom slučaju treba uzeti u obzir da je nemoguće prskati više vode nego što je navedeno u tablici 2, a plin već sadrži isparenu vodu. Odabirom i proračunima dobili smo vrijednost m = 22 gr, T gk = 65 0 S. Izračunajmo stvarnu entalpiju dobivenog plina, uzimajući u obzir da je njegova relativna vlažnost 100% i da će se pri hlađenju oslobađati i latentna i osjetna energija. Tada prema tome dobivamo zbroj dviju entalpija. Entalpija plina i entalpija kondenzirane vode.

E woz \u003d Npr. + Evod

Er iz referentne literature nalazimo 1.1 (KJ / m 3 * K)

Evodizračunavamo u odnosu na tablicu. 2. Imamo plin koji se hladi sa 65 0 C na 64 0 C, oslobađa 6,58 grama vode. Entalpija kondenzacije je Vod = 2500 J/g ili u našem slučaju Evod \u003d 16,45 KJ / m 3

Zbrajamo entalpiju kondenzirane vode i entalpiju plina.

E woz \u003d 17,55 (J / l * K)

Kao što vidimo prskanjem vode, uspjeli smo povećati entalpiju plina za 22,3 puta. Ako je prije prskanja vode entalpija plina bila E woz = 0,7864 J / l * K. (na temperaturi od 130 0 C). Zatim nakon prskanja, entalpija je E woz \u003d 17,55 (J / l * K). A to znači da se za dobivanje iste toplinske energije na istom standardnom izmjenjivaču topline tipa KSK, VNV, površina izmjenjivača topline može smanjiti za 22,3 puta. Preračunati koeficijent K (vrijednost je bila jednaka 5319) postaje jednak 16. I s tim koeficijentom izmjenjivač topline dobiva sasvim realistične dimenzije.

Drugo važno pitanje u stvaranju ovakvih sustava je analiza procesa raspršivanja, t.j. Koliki je promjer kapi potreban za isparavanje vode u plinu? Ako je kapljica dovoljno mala (na primjer, 5 μM), tada je životni vijek te kapljice u plinu do potpunog isparavanja prilično kratak. A ako kapljica ima veličinu, na primjer, 600 μM, onda prirodno ostaje u plinu mnogo dulje vrijeme do potpunog isparavanja. Rješenje ovog fizičkog problema prilično je komplicirano činjenicom da se proces isparavanja odvija sa konstantno promjenjivim karakteristikama: temperaturom, vlagom, promjerom kapljica itd. Za ovaj proces rješenje je prikazano u , a formula za izračun ukupnog vremena isparavanja ( ) kapi ima oblik

(6)

gdje: ρ i - gustoća tekućine (1 kg / dm 3), r - energija isparavanja (2500 kJ / kg), λ g - toplinska vodljivost plina (0,026 J / m 2 K), d 2 – promjer kapljice (m), Δ t je prosječna temperaturna razlika između plina i vode (K).

Zatim, prema (6), životni vijek kapi promjera 100 µM. (1 * 10 -4 m) je τ = 2 * 10 -3 sata ili 1,8 sekundi, a životni vijek kapi promjera 50 mikrona. (5*10 -5 m) jednako je τ = 5*10 -4 sata ili 0,072 sekunde. Sukladno tome, znajući životni vijek kapljice, njenu brzinu leta u svemiru, brzinu protoka plina i geometrijske dimenzije plinskog kanala, lako je izračunati sustav navodnjavanja za plinski kanal.

U nastavku razmatramo implementaciju dizajna sustava, uzimajući u obzir gore dobivene odnose. Vjeruje se da izmjenjivač topline dimnih plinova mora raditi ovisno o vanjskoj temperaturi, inače se kućna cijev uništava kada se u njoj stvara kondenzat. Međutim, moguće je izraditi izmjenjivač topline koji radi bez obzira na vanjsku temperaturu i ima bolje odvođenje topline iz ispušnih plinova, čak i do negativnih temperatura, dok će temperatura ispušnih plinova biti npr. +10 0 C ( rosište ovih plinova bit će 0 0 S). To je osigurano činjenicom da tijekom izmjene topline regulator izračunava točku rosišta, energiju prijenosa topline i druge parametre. Razmotrite tehnološku shemu predloženog sustava (slika 9).

Prema tehnološkoj shemi u izmjenjivač topline se ugrađuju: podesive zaklopke a-b-c-d; jedinice za povrat topline e-e-g; temperaturni senzori 1-2-3-4-5-6; o Prskalica (pumpa H, i grupa mlaznica); kontrolni kontroler.

Razmotrimo funkcioniranje predloženog sustava. Pustite da ispušni plinovi izađu iz kotla. npr. temperatura 120 0 C i točka rosišta 60 0 C (na dijagramu označeno 120/60) Temperaturni senzor (1) mjeri temperaturu dimnih plinova kotla. Točku rosišta izračunava regulator u odnosu na stehiometriju izgaranja plina. Na putu plina pojavljuje se vrata (a). Ovo su vrata za hitne slučajeve. koji se zatvara u slučaju popravka opreme, kvara, remonta, radova na održavanju itd. Dakle, zaklopka (a) je potpuno otvorena i izravno propušta dimne plinove kotla u dimovod. S ovom shemom, povrat topline je jednak nuli, zapravo, shema uklanjanja dimnih plinova se obnavlja kao što je bila prije ugradnje jedinice za povrat topline. U radnom stanju, zaklopka (a) je potpuno zatvorena i 100% plinova ulazi u izmjenjivač topline.

U izmjenjivaču topline plinovi ulaze u izmjenjivač topline (e) gdje se hlade, ali u svakom slučaju ne ispod točke rosišta (60 0 C). Na primjer, ohladili su se na 90 0 C. U njima se nije ispuštala vlaga. Temperatura plina se mjeri temperaturnim senzorom 2. Temperaturu plinova nakon izmjenjivača topline može se podesiti zasun (b). Ova regulacija je neophodna za povećanje učinkovitosti izmjenjivača topline. Budući da se tijekom kondenzacije vlage njezina masa u plinovima smanjuje, ovisno o tome koliko su plinovi ohlađeni, iz njih je moguće ukloniti do 2/11 ukupne mase plinova u obliku vode. Odakle ovaj broj. Razmotrimo kemijsku formulu reakcije oksidacije metana (3).

Za oksidaciju 1m 3 metana potrebno je 2m 3 kisika. No, budući da kisik u zraku sadrži samo 20%, tada će zraku za oksidaciju 1m 3 metana biti potrebno 10 m 3. Nakon izgaranja ove smjese dobivamo: 1m 3 ugljičnog dioksida, 2 m 3 vodene pare i 8m 3 dušika i drugih plinova. Iz otpadnih plinova možemo ukloniti kondenzacijom nešto manje od 2/11 svih otpadnih plinova u obliku vode. Da biste to učinili, ispušni plinovi se moraju ohladiti na vanjsku temperaturu. Uz dodjelu odgovarajućeg udjela vode. Zrak koji se uzima s ulice za izgaranje također sadrži zanemarivu vlagu.

Otpuštena voda se uklanja na dnu izmjenjivača topline. Sukladno tome, ako cijeli sastav plina od 11/11 dijelova prolazi putem kotla za povrat topline (e) - jedinice za povrat topline (e), tada samo 9/11 dijelova ispušnog plina može proći kroz drugu stranu izmjenjivač topline (e). Ostatak - do 2/11 dijelova plina u obliku vlage može ispasti u izmjenjivač topline. A kako bi se smanjio aerodinamički otpor izmjenjivača topline, vrata (b) mogu se lagano otvoriti. To će odvojiti ispušne plinove. Dio će proći kroz izmjenjivač topline (d), a dio kroz otvor (b). Kada se kapija (b) potpuno otvori, plinovi će proći bez hlađenja i očitanja temperaturnih senzora 1 i 2 će se poklopiti.

Na plinskom putu postavljeno je postrojenje za navodnjavanje s pumpom H i grupom mlaznica. Plinovi se navodnjavaju vodom koja se oslobađa tijekom kondenzacije. Mlaznice koje raspršuju vlagu u plin dramatično podižu njegovu točku rosišta, hlade ga i adijabatski komprimiraju. U primjeru koji se razmatra temperatura plina naglo pada na 62/62, a budući da voda raspršena u plinu potpuno ispari u plinu, točka rosišta i temperatura plina se poklapaju. Dolaskom do izmjenjivača topline (e), na njemu se oslobađa latentna toplinska energija. Osim toga, gustoća strujanja plina naglo raste, a njegova brzina naglo opada. Sve ove promjene značajno mijenjaju učinkovitost prijenosa topline na bolje. Količina vode koju treba raspršiti određuje regulator i povezana je s temperaturom i protokom plina. Temperaturu plina ispred izmjenjivača topline kontrolira temperaturni senzor 6.

Zatim plinovi ulaze u izmjenjivač topline (e). U izmjenjivaču topline plinovi se hlade, na primjer, na temperaturu od 35 0 C. Sukladno tome, točka rosišta za te plinove će također biti 35 0 C. Sljedeći izmjenjivač topline na putu ispušnih plinova je toplina izmjenjivač (g). Služi za zagrijavanje zraka za izgaranje. Temperatura dovoda zraka u takav izmjenjivač topline može doseći -35 0 S. Ova temperatura ovisi o minimalnoj temperaturi vanjskog zraka u danom području. Budući da se dio vodene pare uklanja iz ispušnog plina, maseni protok ispušnih plinova gotovo se podudara s masenim protokom zraka za izgaranje. neka se npr. u izmjenjivač topline ulije antifriz. Između izmjenjivača topline ugrađena je zaklopka (c). Ova vrata također rade u diskretnom načinu rada. Zagrijavanjem vani nestaje značenje odvođenja topline u izmjenjivač topline (g). Prestaje s radom i zaklopka (c) se potpuno otvara, propuštajući ispušne plinove, zaobilazeći jedinicu za povrat topline (g).

Temperaturu ohlađenih plinova određuje temperaturni senzor (3). Nadalje, ovi plinovi se šalju u rekuperator (d). Nakon što ga prođu, zagrijavaju se do određene temperature proporcionalne hlađenju plinova s ​​druge strane izmjenjivača topline. Zaklopka (g) je potrebna za regulaciju rada izmjenjivača topline u izmjenjivaču topline, a stupanj njegovog otvaranja ovisi o vanjskoj temperaturi (od senzora 5). Sukladno tome, ako je vani jako hladno, tada je vrata (d) potpuno zatvorena i plinovi se zagrijavaju u izmjenjivaču topline kako bi se izbjegle točke rosišta u cijevi. Ako je vani vruće, tada su vrata (d) otvorena, kao i vrata (b).

ZAKLJUČCI:

Povećanje prijenosa topline u izmjenjivaču topline tekućina / plin događa se zbog oštrog skoka entalpije plina. Ali predloženo prskanje vode treba biti strogo dozirano. Osim toga, doziranje vode u dimne plinove uzima u obzir vanjsku temperaturu.

Dobivena metoda izračuna omogućuje izbjegavanje kondenzacije vlage u dimnjaku i značajno povećanje učinkovitosti kotlovske jedinice. Slična tehnika se može primijeniti na plinske turbine i druge kondenzacijske uređaje.

S predloženom metodom, dizajn kotla se ne mijenja, već se tek dovršava. Trošak dovršetka je oko 10% cijene kotla. Razdoblje povrata po trenutnim cijenama plina je oko 4 mjeseca.

Ovaj pristup može značajno smanjiti potrošnju metala strukture i, sukladno tome, njezin trošak. Osim toga, aerodinamički otpor izmjenjivača topline značajno se smanjuje, a opterećenje na dimovodu se smanjuje.

KNJIŽEVNOST:

1.Aronov I.Z. Korištenje topline iz ispušnih plinova plinificiranih kotlovnica. - M .: "Energija", 1967. - 192 str.

2.Tadeusz Hobler. Prijenos topline i izmjenjivači topline. - Leningrad.: Državna znanstvena publikacija kemijske literature, 1961. - 626 str.

Opis:

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

Kao rezultat ove implementacije, dobiveno je sljedeće:

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

Zbog činjenice da je korištena oprema izuzetno jednostavna za održavanje i da se koristi slobodno rashladno sredstvo, odnosno dimni plin (FG), koji je prethodno ispušten u atmosferu, cijena 1 Gcal topline je 8-10 puta niža od cijene toplina koju proizvode kotlovnice;

Učinkovitost kotla povećana je za 10%.

Dakle, svi troškovi u ožujku 2002. cijene za uvođenje prvog UUTG-a s kapacitetom od 1 Gcal topline po satu iznosili su 830 tisuća rubalja, a očekivane uštede godišnje će biti 1,5 milijuna rubalja.

Ovako 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 veću kalorijsku vrijednost goriva. Niža ogrjevna vrijednost manja je od veće za količinu topline koja se troši na isparavanje vode koja nastaje tijekom izgaranja goriva, kao i vlage koja se u njemu nalazi. Primjer najjeftinijeg goriva je prirodni plin: DG koje nastaju tijekom njegovog izgaranja sadrže vodenu paru koja zauzima do 19% u njihovom volumenu; najveća ogrjevna vrijednost njegovog izgaranja prelazi najnižu za otprilike 10%.

Da bi se povećala učinkovitost dimnjaka kroz koje se DG emitiraju u atmosferu, potrebno je da se vodena para u DG ne počne kondenzirati u dimnjacima na najnižim temperaturama okoline.

Projekti UUTG-a oživjeli su i poboljšali davno zaboravljena tehnička rješenja usmjerena na iskorištavanje topline iz DG.

UUTG sadrži kontaktne i pločaste izmjenjivače topline s dva neovisna kruga cirkulacijske 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 atomizirana cirkulirajuća voda kreću se u vertikalnoj protustruji, tj. DG i voda su u izravnom kontaktu jedan s drugim. Za održavanje ujednačenog raspršivanja reciklirane vode koriste se mlaznice i posebna keramička mlaznica.

Zagrijana cirkulacijska voda, koju neovisna pumpa pumpa u vlastiti vodeni krug, odaje 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 do standardne temperature u kotlovima postojećih kotlovnica te se dalje koristi za opskrbu toplom vodom stambenog prostora.

U kontaktnom izmjenjivaču topline ohlađeni DG dodatno prolaze kroz eliminator kapljica i, izgubivši na kraju više od 70% vlage u obliku kondenzata vodene pare, spajaju se na dio vrućih DG (10-20% volumen DG koji izlazi iz kotla), usmjerava se odmah iz kotla u dimnjak, stvarajući tako mješavinu DG s niskim udjelom vlage i s temperaturom dovoljnom da prođe kroz dimnjak bez kondenzacije ostatka vodene pare.

Volumen vode koja cirkulira kontinuirano raste zbog kondenzata vodene pare u DG. Dobiveni višak se automatski odvodi kroz ventil s elektromehaničkim pogonom i može se koristiti kao dodatna voda u sustavu grijanja kotlovnice. Specifična potrošnja odvodnjene vode po 1 Gcal povratne topline je oko 1,2 tone Odvod kondenzata kontrolira se mjeračima razine B i H.

Opisani način i oprema za povrat topline dizelskih generatora mogu raditi s proizvodima izgaranja goriva bez prašine koji imaju neograničenu maksimalnu temperaturu. Istodobno, što je temperatura dimnog plina viša, to će se temperatura više zagrijavati na potrošnu vodu. Štoviše, u ovom slučaju moguće je djelomično iskoristiti recikliranu vodu za grijanje vode za grijanje. S obzirom da kontaktni izmjenjivač topline istovremeno radi i kao hvatač za mokru prašinu, moguće je praktički iskoristiti toplinu prašnjavih DG-a pročišćavanjem cirkulirajuće vode od prašine poznatim metodama prije nego što se unese u pločasti izmjenjivač topline. Moguće je neutralizirati recikliranu vodu kontaminiranu kemijskim spojevima. Stoga se opisani UUTG može koristiti za rad s DG-ima uključenim u tehnološke procese tijekom taljenja (na primjer, peći s otvorenim ložištem, peći za taljenje stakla), tijekom kalcinacije (na primjer, cigla, keramika), tijekom zagrijavanja (ingoti prije valjanja) , itd.

Nažalost, u Rusiji nema poticaja za bavljenje očuvanjem energije.