Pronarët e patentës RU 2606296:

Shpikja ka të bëjë me inxhinierinë e energjisë termike dhe mund të përdoret në çdo ndërmarrje që operon kaldaja duke përdorur lëndë djegëse hidrokarbure.

Të njohura të prodhuara komercialisht nga Uzina e Ngrohjes Kostroma janë ngrohësit e tipit KSk (Kudinov A.A. Kursimi i energjisë në instalimet gjeneruese të nxehtësisë. - Ulyanovsk: UlSTU, 2000. - 139, f. 33), të përbërë nga një shkëmbyes nxehtësie sipërfaqësore me gaz-ujë, sipërfaqja e shkëmbimit të nxehtësisë e së cilës është e përbërë nga tuba bimetalike me finna, sitë, valvula shpërndarëse, eliminator i pikave dhe ventilator hidropneumatik.

Ngrohësit e tipit KSk funksionojnë si më poshtë. Gazrat e gripit hyjnë në valvulën e shpërndarjes, e cila i ndan ato në dy rryma, rrjedha kryesore e gazit drejtohet përmes sitë në shkëmbyesin e nxehtësisë, e dyta - përgjatë vijës së anashkalimit të kanalit të gazit. Në shkëmbyesin e nxehtësisë, avujt e ujit të përmbajtur në gazrat e gripit kondensohen në tuba me fund, duke ngrohur ujin që rrjedh në to. Kondensata që rezulton mblidhet në një tigan dhe derdhet në qarkun e furnizimit të rrjetit të ngrohjes. Uji i ngrohur në shkëmbyesin e nxehtësisë i jepet konsumatorit. Në daljen e njësisë së rikuperimit të nxehtësisë, gazrat e tharë të tymit përzihen me gazrat e gripit origjinal nga linja e anashkalimit të tymit dhe dërgohen përmes një shkarkimi tymi në oxhak.

Që shkëmbyesi i nxehtësisë të funksionojë në modalitetin e kondensimit të të gjithë pjesës së tij konvektive, kërkohet që temperatura e ngrohjes së ujit në paketimin konvektiv të mos kalojë 50°C. Për të përdorur ujë të tillë në sistemet e ngrohjes, ai duhet të nxehet shtesë.

Për të parandaluar kondensimin e avullit të mbetur të ujit gazrat e gripit në kanalet e tymit dhe oxhakun, një pjesë e gazeve burimore përmes kanalit të anashkalimit përzihet me gazrat e tharë të tymit, duke rritur temperaturën e tyre. Me një përzierje të tillë, përmbajtja e avullit të ujit në gazrat e shkarkimit të shkarkimit rritet gjithashtu, duke ulur efikasitetin e rikuperimit të nxehtësisë.

Njihet një shkëmbyes nxehtësie (RU 2323384 C1, IPC F22B 1/18 (2006.01), botuar më 27 prill 2008), që përmban një shkëmbyes nxehtësie kontakti, një eliminues pikash, një shkëmbyes nxehtësie gaz-gaz të lidhur sipas një qarku të rrjedhës së drejtpërdrejtë , kanalet e gazit, tubacionet, një pompë, sensorë të temperaturës, valvola - rregullatorë. Përgjatë rrjedhës së ujit qarkullues të shkëmbyesit të nxehtësisë së kontaktit, një shkëmbyes nxehtësie ujë-ujë dhe një shkëmbyes nxehtësie ujë-ajër me një kanal anashkalimi përgjatë rrjedhës së ajrit janë vendosur në seri.

Një metodë e njohur e funksionimit të këtij shkëmbyesi nxehtësie. Gazrat e shkarkimit përmes kanalit të gazit hyjnë në hyrjen e shkëmbyesit të nxehtësisë gaz-gaz, duke kaluar në mënyrë sekuenciale nëpër tre seksionet e tij, pastaj në hyrjen e shkëmbyesit të nxehtësisë së kontaktit, ku, duke kaluar nëpër një hundë të larë nga uji qarkullues, ato ftohen më poshtë. pika e vesës, duke i dhënë nxehtësi të ndjeshme dhe latente ujit në qarkullim. Më pas, gazrat e ftohur dhe të lagësht çlirohen nga pjesa më e madhe e ujit të lëngshëm të marrë në një eliminator pikash, nxehen dhe thahen në të paktën një seksion të shkëmbyesit të nxehtësisë gaz-gaz, dërgohen në një oxhak nga një shkarkim tymi dhe lëshohen në atmosferë. Në të njëjtën kohë, uji qarkullues i nxehtë nga tigani i shkëmbyesit të nxehtësisë së kontaktit pompohet në shkëmbyesin e nxehtësisë ujë-ujë, ku ngroh ujin e ftohtë nga tubacioni. Uji i ngrohur në shkëmbyesin e nxehtësisë furnizohet për nevojat e procesit dhe furnizimit me ujë të ngrohtë shtëpiak ose për një qark ngrohjeje me temperaturë të ulët.

Më pas, uji i ricikluar hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë ujë-ajër, ngroh të paktën një pjesë të ajrit të fryrë që vjen nga jashtë dhomës përmes kanalit të ajrit, duke u ftohur në temperaturën minimale të mundshme dhe hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë së kontaktit përmes shpërndarësit të ujit, ku merr nxehtësi nga gazrat, duke i larë njëkohësisht nga grimcat e pezulluara dhe thith disa nga oksidet e azotit dhe squfurit. Ajri i nxehtë nga shkëmbyesi i nxehtësisë furnizohet nga një ventilator ventilator në një ngrohës standard ajri ose direkt në kutinë e zjarrit. Uji i ricikluar filtrohet dhe trajtohet sipas nevojës me metoda të njohura.

Për të zbatuar këtë metodë, kërkohet një sistem kontrolli për shkak të përdorimit të nxehtësisë së rikuperuar për qëllime të furnizimit me ujë të nxehtë për shkak të ndryshueshmërisë së orarit ditor të konsumit të ujit të nxehtë.

Uji i ngrohur në shkëmbyesin e nxehtësisë, i furnizuar për nevojat e furnizimit me ujë të nxehtë ose një qark ngrohjeje me temperaturë të ulët, kërkon që ai të sillet në temperatura e kërkuar, pasi nuk mund të nxehet në shkëmbyesin e nxehtësisë mbi temperaturën e ujit të qarkut të kthimit, e cila përcaktohet nga temperatura e ngopjes së avullit të ujit në gazrat e gripit. Ngrohja e ulët e ajrit në shkëmbyesin e nxehtësisë ujë-ajër nuk lejon që ky ajër të përdoret për ngrohjen e hapësirës.

Më e afërta me shpikjen e pretenduar është një pajisje dhe metodë për përdorimin e nxehtësisë nga gazrat e gripit (RU 2436011 C1, IPC F22B 1/18 (2006.01), botuar më 10/12/2011).

Pajisja e rikuperimit të nxehtësisë së gazit të gripit përmban një sipërfaqe gaz-gaz shkëmbyes nxehtësie me pllaka, i bërë sipas një qarku kundër rrjedhës, një kondensator sipërfaqësor pllakë gaz-ajër, një eliminues inercial të rënies, kanale gazi, një shkarkim tymi, kanale ajri, tifozë dhe një tubacion.

Gazrat e tymit të ushqimit ftohen në një shkëmbyes nxehtësie me pllaka sipërfaqësore gaz-gaz, duke ngrohur gazrat e tharë të gripit. Ngrohja dhe mjedisi i nxehtë lëvizin në kundërrrymë. Në këtë rast, gazrat e lagësht të gripit ftohen thellë në një temperaturë afër pikës së vesës së avullit të ujit. Më pas, avulli i ujit që përmbahet në gazrat e gripit kondensohet në një shkëmbyes nxehtësie me pllakë gaz-ajër - një kondensator, duke ngrohur ajrin. Ajri i ngrohur përdoret për të ngrohur ambientet dhe për të mbuluar nevojat e procesit të djegies. Pas përpunimit shtesë, kondensata përdoret për të kompensuar humbjet në rrjetin e ngrohjes ose ciklin e turbinës me avull. Për të parandaluar kondensimin e avullit të mbetur të ujit të marrë nga rrjedha nga kondensatori, një pjesë e gazrave të gripit të nxehtë dhe të tharë përzihet përpara shkarkimit shtesë të tymit. Gazrat e tharë të gripit furnizohen nga një aparat tymi në ngrohësin e përshkruar më sipër, ku nxehen për të parandaluar kondensimin e mundshëm të avullit të ujit në kanalet e tymit dhe oxhakun dhe drejtohen në oxhak.

Disavantazhet e kësaj metode janë se përdoret kryesisht nxehtësia latente e kondensimit të avullit të ujit që gjendet në gazrat e gripit. Nëse shkëmbyesi rikuperues i nxehtësisë ftoh gazrat e gripit të burimit në një temperaturë afër pikës së vesës së avullit të ujit, atëherë ngrohja e gazrave të gripit të tharë do të jetë e tepërt, gjë që redukton efikasitetin e riciklimit. Disavantazhi është përdorimi i vetëm një mediumi për ngrohje - ajri.

Objektivi i shpikjes është të rrisë efikasitetin e rikuperimit të nxehtësisë nga gazrat e gripit duke përdorur nxehtësinë latente të kondensimit të avullit të ujit dhe temperaturën e rritur të vetë gazrave të gripit.

Në metodën e propozuar të rikuperimit të thellë të nxehtësisë nga gazrat e gripit, si dhe në prototipin, gazrat e gripit ftohen paraprakisht në një shkëmbyes nxehtësie me pllaka sipërfaqësore gaz-gaz, duke ngrohur gazrat e tharë të gripit dhe avujt e ujit që përmbahen në tym. gazrat kondensohen në kondensator, duke ngrohur ajrin.

Sipas shpikjes, midis shkëmbyesit të nxehtësisë dhe kondensatorit, gazrat e gripit ftohen në një temperaturë afër pikës së vesës së avullit të ujit, duke ngrohur ujin.

Kaldaja me gaz kanë një temperaturë të lartë të gazrave të gripit (130°C për kaldaja me energji të madhe, 150°C-170°C për kaldaja të vogla). Për të ftohur gazrat e gripit para kondensimit, përdoren dy pajisje: një shkëmbyes nxehtësie rikuperuese gaz-gaz dhe një ngrohës uji i rikuperimit.

Gazrat e gripit të burimit ftohen paraprakisht në një shkëmbyes nxehtësie me pllaka sipërfaqësore gaz-gaz, duke ngrohur gazrat e tharë të gripit 30-40°C më të larta se temperatura e ngopjes së avullit të ujit që përmbahet në to, për të krijuar një rezervë të temperaturës për ftohjen e mundshme të gazrat e gripit në tub. Kjo bën të mundur reduktimin e zonës së shkëmbimit të nxehtësisë së shkëmbyesit rikuperues të nxehtësisë në krahasim me prototipin dhe përdorimin e dobishëm të nxehtësisë së mbetur të gazrave të gripit.

Një ndryshim domethënës është përdorimi i një ngrohës uji kontakti gaz-ujë për ftohjen përfundimtare të gazrave të lagësht të gripit në një temperaturë afër pikës së vesës së avullit të ujit. Në hyrje të ngrohësit të ujit, gazrat e gripit kanë një temperaturë mjaft të lartë (130°C-90°C), e cila lejon që uji të nxehet në 50°C-65°C me avullim të pjesshëm. Në dalje nga një ngrohës uji kontakti gaz-ujë, gazrat e gripit kanë një temperaturë afër pikës së vesës së avullit të ujit që përmbajnë, gjë që rrit efikasitetin e përdorimit të sipërfaqes së shkëmbimit të nxehtësisë në kondensator, eliminon formimin e zonave të thata. të kondensatorit dhe rrit koeficientin e transferimit të nxehtësisë.

Metoda e shfrytëzimit të nxehtësisë nga gazrat e gripit është paraqitur në Fig.1.

Tabela 1 tregon rezultatet e llogaritjes së verifikimit të opsionit të instalimit për një kazan me gaz natyror me kapacitet 11 MW.

Metoda e përdorimit të thellë të nxehtësisë nga gazrat e gripit kryhet si më poshtë. Gazrat e gripit të burimit 1 ftohen paraprakisht në një shkëmbyes nxehtësie me pllakë gaz-gaz 2, duke ngrohur gazrat e tharë të gripit. Më pas, gazrat e gripit 3 ftohen përfundimisht në një ngrohës uji me kontakt gaz-ujë 4 në një temperaturë afër pikës së vesës së avullit të ujit, duke spërkatur ujë, për të cilin këshillohet përdorimi i kondensatës së marrë në kondensator. Në këtë rast, një pjesë e ujit avullon, duke rritur përmbajtjen e lagështisë së gazrave të gripit, dhe pjesa tjetër nxehet në të njëjtën temperaturë. Avulli i ujit që përmbahet në gazrat e gripit 5 kondensohet në një shkëmbyes nxehtësie me pllakë gaz-ajër - një kondensator 6 me një eliminues të pikave 7, duke ngrohur ajrin. Kondensata 8 furnizohet për ngrohje në një ngrohës uji me kontakt gaz-ujë 4. Nxehtësia e kondensimit përdoret për të ngrohur ajrin e ftohtë, i cili furnizohet nga ventilatorët 9 nga mjedisi përmes një kanali ajri 10. Ajri i nxehtë 11 dërgohet në dhoma e prodhimit të bojlerit për ajrim dhe ngrohje. Nga kjo dhomë, ajri furnizohet në bojler për të siguruar procesin e djegies. Gazrat e tharë të gripit 12 furnizohen nga një aparat shkarkimi tymi 13 në një shkëmbyes nxehtësie me pllakë gaz-gaz 2 për ngrohje dhe dërgohen në oxhakun 14.

Për të shmangur kondensimin e avullit të mbetur të ujit të marrë nga rrjedha nga kondensatori, një pjesë e gazrave të gripit të ngrohur dhe të tharë 15 (deri në 10%) përzihet përpara shkarkimit të tymit 13 (deri në 10%), vlera prej të cilave rregullohet fillimisht nga amortizuesi 16.

Temperatura e ajrit të ngrohur 11 rregullohet duke ndryshuar shpejtësinë e rrjedhës së gazrave të tharë të gripit 1 ose duke ndryshuar shpejtësinë e rrjedhës së ajrit duke rregulluar shpejtësinë e shkarkimit të tymit 13 ose tifozëve 9 në varësi të temperaturës së ajrit të jashtëm.

Shkëmbyesi i nxehtësisë 2 dhe kondensuesi 6 janë shkëmbyes nxehtësie me pllaka sipërfaqësore të bërë nga paketa të unifikuara modulare, të cilat janë rregulluar në mënyrë të tillë që ftohësi të rrjedhë në mënyrë të kundërt. Në varësi të vëllimit të gazrave të gripit që do të thahen, ngrohësi dhe kondensuesi formohen nga një numër i llogaritur paketash. Ngrohësi i ujit 4 është një shkëmbyes nxehtësie kontakti gaz-ujë që siguron ftohje shtesë të gazrave të gripit dhe ngrohjen e ujit. Uji i nxehtë 17 pas përpunimit shtesë përdoret për të rimbushur humbjet në rrjetin e ngrohjes ose ciklin e turbinës me avull. Blloku 9 është formuar nga disa tifozë për të ndryshuar rrjedhën e ajrit të nxehtë.

Tabela 1 tregon rezultatet e llogaritjes së verifikimit të opsionit të instalimit për një kazan me gaz natyror me kapacitet 11 MW. Llogaritjet u kryen për një temperaturë të ajrit të jashtëm prej -20°C. Llogaritja tregon se përdorimi i një ngrohës uji kontakti me gaz-ujë 4 çon në zhdukjen e zonës së thatë në kondensatorin 6, intensifikon shkëmbimin e nxehtësisë dhe rrit fuqinë e instalimit. Përqindja e nxehtësisë së rikuperuar rritet nga 14.52 në 15.4%, ndërsa temperatura e pikës së vesës së avullit të ujit në gazrat e tharë të gripit zvogëlohet në 17°C. Përafërsisht 2% e fuqisë termike nuk përdoret, por përdoret për rikuperim - ngrohjen e gazrave të tharë të gripit në një temperaturë prej 70°C.

Një metodë e përdorimit të thellë të nxehtësisë nga gazrat e gripit, sipas së cilës gazrat e gripit ftohen paraprakisht në një shkëmbyes nxehtësie me pllakë gaz-gaz, duke ngrohur gazrat e tharë të gripit, të ftohur në një ngrohës uji në një temperaturë afër pikës së vesës. avujt e ujit, ngrohja e ujit, kondensimi i avullit të ujit të përmbajtur në gazrat e gripit në kondensator, ngrohja e ajrit, e karakterizuar në atë që një ngrohës sipërfaqësor tubular gaz-ujë është instaluar midis shkëmbyesit të nxehtësisë dhe kondensatorit për të ftohur gazrat e lagësht të gripit dhe ngrohni ujin, ndërsa rikuperimi kryesor i nxehtësisë ndodh në kondensator kur ngroh ajrin, dhe rikuperimi shtesë i nxehtësisë ndodh në ngrohësin e ujit.

Patenta të ngjashme:

Shpikja ka të bëjë me inxhinierinë petrokimike dhe mund të përdoret për plasaritjen e karburantit, si dhe për ngrohjen e mediave të procesit (për shembull, vaj, emulsion vaji, gaz, përzierje të tyre) dhe për procese të tjera teknologjike që kërkojnë furnizim intensiv me nxehtësi.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë së energjisë termike dhe mund të përdoret në sistemet e ngrohjes dhe ajrit të kondicionuar. Shpikja qëndron në faktin se lidhja e tubave me pendë të shkëmbimit të nxehtësisë në një rresht dhe rreshtave me njëri-tjetrin bëhet në mënyrë sekuenciale, një tub për punë në një degë, dhe tubat ngjitur të shkëmbimit të nxehtësisë në një rresht janë të lidhur me njëri-tjetrin në seri. nga tranzicionet ndër-tubash në formën e kthesave të përkulura dhe janë të pajisura me priza riparimi dhe mbrojtëse lehtësisht të lëvizshme, numri i tubave të lidhur në seri në një rresht dhe numri i përgjithshëm i goditjeve në të gjitha rreshtat zgjidhen në varësi të parametrave aktualë të rrjetin ekzistues të ngrohjes dhe të përcaktuar nga karakteristikat hidraulike të ngrohësit të ujit.

Një radiator elektrik që përdor përpunuesit informatikë si burim nxehtësie. Ky radiator është për amvisëri dhe ambientet e prodhimit, duke përdorur përpunuesit informatikë si burime nxehtësie, përmban një strehë të nxehtë që kryen transferimin e nxehtësisë midis burimit të nxehtësisë dhe ajrit përreth, numri Q i përpunuesve të shpërndarë në numrin P bordet e qarkut të printuar, duke formuar burimin e nxehtësisë së radiatorit dhe mjet i fuqishëm, duke kryer llogaritjet duke përdorur të jashtme sistemet e informacionit, një ndërfaqe njeri-makinë që ju lejon të kontrolloni fuqinë llogaritëse dhe termike të prodhuar nga radiatori, një furnizim me energji të stabilizuar për komponentë të ndryshëm elektronikë, një ndërfaqe rrjeti që ju lejon të lidhni radiatorin me rrjetet e jashtme.

Shpikja ka për qëllim zbatimin e reaksioneve të reformimit të avullit dhe mund të përdoret në industrinë kimike. Reaktori i shkëmbimit të nxehtësisë përmban një mori tubash bajonetë (4) të varura nga çatia e sipërme (2), që shtrihen në nivelin e pjesës së poshtme të poshtme (3) dhe të mbyllur në një shtresë (1) që përmban hyrjen (E) dhe daljen (S ) tuba për gazrat e gripit.

Shpikja ofron një sistem dhe metodë për shndërrimin e gazit me avull. Metoda e bashkëgjenerimit të avullit-gazit bazuar në gazifikimin dhe metanimin e biomasës përfshin: 1) gazifikimin e biomasës duke përzier oksigjenin dhe avujt e ujit të marrë nga njësia e ndarjes së ajrit me biomasë, transportimin e përzierjes që rezulton përmes një grykë në gazifikues, gazifikimin e biomasës. në një temperaturë prej 1500-1800°C dhe një presion prej 1-3 MPa me prodhimin e gazit të papërpunuar të gazifikuar dhe transportimin e avullit të mbinxehur me një presion prej 5-6 MPa, i marrë si rezultat i rikuperimit të shpejtë të nxehtësisë, në avull turbinë; 2) konvertimi dhe pastrimi: sipas kërkesave të reaksionit të metanimit, rregulloni raportin hidrogjen/karbon të gazit bruto të gazifikuar të krijuar në hapin 1) në 3:1 duke përdorur reaksionin e konvertimit dhe nxirrni në temperaturë të ulët gazin e papërpunuar të gazifikuar duke përdorur metanol për desulfurizimin dhe dekarbonizimin, që rezulton në singa të pastruar; 3) kryerja e metanimit: futja e gazit të pastruar të fazës 2) në seksionin e metanimit, i përbërë nga një seksion parësor metanimi dhe një seksion dytësor metanimi, seksioni primar i metanimit që përmban një reaktor të parë primar metanimi dhe një reaktor të dytë primar metanimi të lidhur në seri ; duke lejuar që një pjesë e gazit të procesit nga reaktori i dytë primar i metanimit të kthehet në hyrjen e reaktorit të parë primar të metanimit për t'u përzier me gaz të freskët ushqimor dhe më pas të jetë në gjendje të hyjë në reaktorin e parë primar të metanimit, në mënyrë që përqendrimi i reaktantëve në hyrja e reaktorit të parë primar të metanimit zvogëlohet dhe temperatura e shtratit të katalizatorit kontrollohet nga gazi i procesit; futja e gazit të sinqertë pas metanimit primar në një seksion dytësor metanimi që përmban një reaktor të parë dytësor metanimi dhe një reaktor të dytë dytësor metanimi të lidhur në seri, ku një sasi e vogël CO pa reaguar dhe një sasi e madhe CO2 konvertohen në CH4 dhe transporton presionin e ndërmjetëm të mbinxehur avulli i gjeneruar në seksionin e metanimit në turbinën me avull; dhe 4) përqendrimi i metanit: përqendrimi i metanit sintetik gazi natyror, që përmban sasi të vogla të azotit dhe avullit të ujit të marrë në hapin 3), duke përdorur adsorbimin me luhatje presioni, në mënyrë që përqendrimi molar i metanit të arrijë 96% dhe vlera kalorifike e gazit natyror sintetik të arrijë në 8256 kcal/Nm3.

Shpikja ka të bëjë me inxhinierinë e energjisë termike. Metoda e rikuperimit të nxehtësisë së thellë të gazrave të gripit përfshin ftohjen paraprake të gazrave të gripit në një shkëmbyes nxehtësie me pllakë gaz-gaz, ngrohjen e gazrave të tharë të gripit me kundërrrymë për të krijuar një rezervë të temperaturës që parandalon kondensimin e avullit të mbetur të ujit në oxhak. Ftohja e mëtejshme e gazrave të gripit në një temperaturë afër pikës së vesës së avullit të ujit kryhet në një ngrohës uji kontakti gaz-ujë, i cili ngroh ujin. Gazrat e lagësht të gripit të ftohur futen në një shkëmbyes nxehtësie me pllakë gaz-ajër - një kondensator, ku avulli i ujit që përmbahet në gazrat e gripit kondensohet, duke ngrohur ajrin. Gazrat e tharë të gripit furnizohen nga një shtues tymi në një shkëmbyes nxehtësie me pllakë gaz-gaz, ku ato nxehen për të parandaluar kondensimin e mundshëm të avullit të ujit në kanalet e tymit dhe oxhakun dhe dërgohen në oxhak. Rezultati teknik: rritja e efikasitetit të rikuperimit të nxehtësisë së gazrave të gripit nëpërmjet përdorimit të nxehtësisë latente të kondensimit të avullit të ujit dhe rritjes së temperaturës së vetë gazrave të gripit. 1 i sëmurë, 1 skedë.

Unë propozoj për shqyrtim aktivitete për asgjësimin e gazrave të gripit. Gazrat e gripit janë të disponueshme me bollëk në çdo qytet apo qytet. Pjesa kryesore e prodhuesve të tymit janë avulli dhe kaldaja me ujë të nxehtë dhe motorët djegia e brendshme. Unë nuk do t'i konsideroj gazrat e gripit të motorëve në këtë ide (megjithëse ato janë gjithashtu të përshtatshme në përbërje), por do të ndalem më në detaje në gazrat e gripit të shtëpive të bojlerit.

Mënyra më e lehtë është përdorimi i tymit nga shtëpitë e bojlerëve me gaz (shtëpi industriale ose private, ky është lloji më i pastër i gazit të gripit, i cili përmban sasinë minimale të papastërtive të dëmshme). Ju gjithashtu mund të përdorni tym nga shtëpitë e bojlerëve që djegin qymyr ose lëndë djegëse të lëngshme, por në këtë rast do t'ju duhet të pastroni gazrat e gripit nga papastërtitë (kjo nuk është aq e vështirë, por gjithsesi kosto shtesë).

Përbërësit kryesorë të gazrave të gripit janë azoti, dioksidi i karbonit dhe avujt e ujit. Avulli i ujit nuk ka vlerë dhe mund të hiqet lehtësisht nga gazi i gripit duke kontaktuar gazin me një sipërfaqe të ftohtë. Komponentët e mbetur tashmë kanë një çmim.

Gazi i azotit përdoret në shuarjen e zjarrit, për transportin dhe ruajtjen e materialeve të ndezshme dhe shpërthyese, si një gaz mbrojtës për të mbrojtur substancat dhe materialet lehtësisht të oksiduara nga oksidimi, për të parandaluar korrozionin e rezervuarëve, për pastrimin e tubacioneve dhe kontejnerëve, për të krijuar mjedise inerte në siloset e grurit. Mbrojtja me azot parandalon rritjen e baktereve dhe përdoret për të pastruar mjediset nga insektet dhe mikrobet. NË industria ushqimore Një atmosferë azoti përdoret shpesh si një mjet për të rritur jetëgjatësinë e ushqimeve që prishen. Gazi i azotit përdoret gjerësisht për të prodhuar azot të lëngshëm prej tij.

Për të marrë azot, mjafton të veçoni avujt e ujit dhe dioksidin e karbonit nga gazrat e gripit. Sa i përket përbërësit tjetër të tymit - dioksid karboni(CO2, dioksid karboni, dioksid karboni), atëherë diapazoni i aplikimeve të tij është edhe më i madh dhe çmimi i tij është shumë më i lartë.

Unë sugjeroj të merrni informacion më të plotë për të. Në mënyrë tipike, dioksidi i karbonit ruhet në cilindra 40 litra të lyer me ngjyrë të zezë me fjalën "dioksid karboni" të shkruar në të verdhë. Emri më i saktë për CO2 është "dioksid karboni", por të gjithë tashmë janë mësuar me emrin "dioksid karboni", i është caktuar CO2 dhe për këtë arsye mbishkrimi "dioksid karboni" në cilindra ruhet ende. Dioksidi i karbonit gjendet në cilindra në formë të lëngshme. Dioksidi i karbonit është pa erë, jo toksik, jo i ndezshëm dhe jo shpërthyes. Është një substancë e formuar natyrshëm në trupin e njeriut. Ajri i nxjerrë nga një person zakonisht përmban 4.5%. Dioksidi i karbonit përdoret kryesisht në karbonizimin dhe mbushjen e pijeve në shishe, ai përdoret si gaz mbrojtës gjatë punë saldimi duke përdorur sisteme saldimi gjysmë automatike, përdoret për të rritur rendimentin (2 herë) të kulturave bujqësore në serra duke rritur përqendrimin e CO2 në ajër dhe duke rritur (me 4-6 herë kur uji është i ngopur me dioksid karboni) prodhimin. të mikroalgave gjatë kultivimit të tyre artificial, për ruajtjen dhe përmirësimin e cilësisë së ushqimit dhe produkteve, për prodhimin e akullit të thatë dhe përdorimin e tij në instalimet krioblastuese (pastrimi i sipërfaqeve nga kontaminimi) dhe për marrjen e temperaturave të ulëta gjatë ruajtjes dhe transportit të produkteve ushqimore, etj.

Dioksidi i karbonit është një mall i kërkuar kudo dhe nevoja për të është vazhdimisht në rritje. Në shtëpi dhe biznese të vogla, dioksidi i karbonit mund të merret duke e nxjerrë atë nga gazrat e gripit në impiantet e dioksidit të karbonit me kapacitet të ulët. Është e lehtë për njerëzit e përfshirë në teknologji të bëjnë vetë një instalim të tillë. Nëse respektohen standardet e procesit teknologjik, cilësia e dioksidit të karbonit që rezulton plotëson të gjitha kërkesat e GOST 8050-85.
Dioksidi i karbonit mund të merret si nga gazrat e gripit të shtëpive të bojlerëve (ose kaldajave të ngrohjes së shtëpive private) dhe nga djegia e veçantë e karburantit në vetë instalimin.

Tani ana ekonomike e çështjes. Instalimi mund të funksionojë me çdo lloj karburanti. Gjatë djegies së karburantit (veçanërisht për të prodhuar dioksid karboni), lirohet sasia e mëposhtme e CO2:
gaz natyror (metan) – 1.9 kg CO2 nga djegia e 1 metër kub. m gaz;
qymyr i fortë, depozita të ndryshme – 2,1-2,7 kg CO2 nga djegia e 1 kg karburant;
propan, butan, naftë, naftë - 3.0 kg CO2 nga djegia e 1 kg karburant.

Nuk do të jetë e mundur të nxirret plotësisht i gjithë dioksidi i karbonit i lëshuar, por deri në 90% (mund të arrihet nxjerrja 95%) është mjaft e mundur. Mbushja standarde e një cilindri 40 litra është 24-25 kg, kështu që ju mund të llogarisni në mënyrë të pavarur konsumin specifik të karburantit për të marrë një cilindër dioksid karboni.

Nuk është aq i madh, për shembull, në rastin e marrjes së dyoksidit të karbonit nga djegia e gazit natyror, mjafton të digjen 15 m3 gaz.

Në normën më të lartë (Moska) është 60 rubla. për 40 litra. cilindër i dioksidit të karbonit. Në rastin e nxjerrjes së CO2 nga gazrat e gripit të kazanëve, kostoja e prodhimit të dioksidit të karbonit zvogëlohet, pasi kostot e karburantit reduktohen dhe fitimi nga instalimi rritet. Instalimi mund të funksionojë gjatë gjithë orës, në modaliteti automatik me përfshirje minimale të njeriut në procesin e prodhimit të dioksidit të karbonit. Produktiviteti i instalimit varet nga sasia e CO2 që përmbahet në gazrat e gripit, dizajni i instalimit dhe mund të arrijë 25 cilindra të dioksidit të karbonit në ditë ose më shumë.

Çmimi i 1 cilindrit të dioksidit të karbonit në shumicën e rajoneve të Rusisë tejkalon 500 rubla (dhjetor 2008 të ardhurat mujore nga shitja e dioksidit të karbonit në këtë rast arrijnë: 500 rubla/top). x 25 pikë/ditë. x 30 ditë. = 375,000 fshij. Nxehtësia e lëshuar gjatë djegies mund të përdoret njëkohësisht për ngrohjen e hapësirës dhe në këtë rast nuk do të ketë përdorim të kotë të karburantit. Duhet të kihet parasysh se situata mjedisore në vendin ku dioksidi i karbonit nxirret nga gazrat e gripit vetëm sa po përmirësohet, pasi emetimet e CO2 në atmosferë po zvogëlohen.

Metoda e nxjerrjes së dioksidit të karbonit nga gazrat e gripit të marra nga djegia gjithashtu funksionon mirë. mbetjet e drurit(mbeturinat e prerjeve dhe përpunimit të drurit, zdrukthtari etj.). Në këtë rast, i njëjti instalim i dioksidit të karbonit plotësohet me një gjenerator gazi druri (fabrika ose i prodhuar vetë) për të prodhuar gaz druri. Mbetjet e drurit (logët, copat e drurit, ashkla, tallash, etj.) derdhen në pleshtin e gjeneratorit të gazit 1-2 herë në ditë, përndryshe, instalimi funksionon në të njëjtën mënyrë si në më sipër.
Rendimenti i dioksidit të karbonit nga 1 ton mbeturina druri është 66 cilindra. Të ardhurat nga një ton mbeturina janë (me një çmim cilindri të dioksidit të karbonit prej 500 rubla): 500 rubla/top. x 66 pikë = 33,000 fshij.

Në mesatare Mbetjet e drurit nga një punëtori e përpunimit të drurit prodhojnë 0,5 ton mbeturina në ditë, të ardhurat nga shitja e dioksidit të karbonit mund të arrijnë 500 mijë rubla. në muaj dhe në rastin e importit të mbetjeve nga dyqane të tjera të përpunimit të drurit dhe zdrukthtarisë, të ardhurat bëhen edhe më të mëdha.

Është gjithashtu e mundur të merret dioksid karboni nga djegia e gomave të makinave, e cila është gjithashtu e dobishme vetëm për mjedisin tonë.

Në rastin e prodhimit të dioksidit të karbonit në sasi më të mëdha se sa mund të konsumojë tregu vendas, dioksidi i karbonit i prodhuar mund të përdoret në mënyrë të pavarur për aktivitete të tjera, si dhe të përpunohet në kimikate dhe reagentë të tjerë (p.sh. teknologji e thjeshtë në plehra miqësore me mjedisin që përmbajnë karbon, agjentë për tharjen e brumit, etj.) deri në prodhimin e benzinës motorike nga dioksidi i karbonit.

Vlerësimi i efikasitetit të rikuperimit të thellë të prodhimeve me djegie të kaldajave të termocentraleve

P.sh. Shadek, Kandidat për Inxhinieri, ekspert i pavarur

Fjalë kyçe: produktet e djegies, rikuperimi i nxehtësisë, pajisjet e impiantit të bojlerit, efikasiteti i energjisë

Një nga metodat për të zgjidhur problemin e ekonomisë së karburantit dhe përmirësimin e efikasitetit energjetik të impianteve të bojlerit është zhvillimi i teknologjive për rikuperimin e thellë të nxehtësisë së gazrave të shkarkimit të bojlerit. Ne ofrojmë një skemë procesi të një termocentrali me njësi turbine me avull (STU) që lejon rikuperimin e thellë të nxehtësisë nga produktet e djegies së bojlerit nga kondensuesi STU duke përdorur kondensat ftohës me kosto minimale pa përdorimin e njësive të pompës së nxehtësisë.

Përshkrimi:

Një nga mënyrat për të zgjidhur problemin e kursimit të karburantit dhe rritjen e efikasitetit energjetik të impianteve të kaldajave është zhvillimi i teknologjive për përdorimin e thellë të nxehtësisë së gazrave të gripit nga kaldaja. Ne propozojmë një skemë teknologjike të një termocentrali me njësi turbinash me avull (STU ), duke lejuar kosto minimale, pa përdorimin e njësive të pompës së nxehtësisë, për të kryer shfrytëzimin e thellë të nxehtësisë së produkteve të djegies që largohen nga bojleri për shkak të pranisë së një ftohësi - kondensate nga kondensuesi PTU.

E. G. Shadek, Ph.D. teknologjisë. shkencave, ekspert i pavarur

Një nga mënyrat për të zgjidhur problemin e kursimit të karburantit dhe rritjen e efikasitetit energjetik të impianteve të kaldajave është zhvillimi i teknologjive për shfrytëzimin e thellë të nxehtësisë nga gazrat e gripit nga kaldaja. Ne ofrojmë një skemë teknologjike të një termocentrali me njësi turbinash me avull (STU), i cili lejon, me kosto minimale, pa përdorimin e njësive të pompës së nxehtësisë, të kryejë shfrytëzimin e thellë të nxehtësisë së produkteve të djegies që largohen nga kaldaja për shkak të pranisë. e një ftohësi - kondensatë nga kondensator STU.

Shfrytëzimi i thellë i nxehtësisë nga produktet e djegies (CP) sigurohet kur ato ftohen nën temperaturën e pikës së vesës, e barabartë me 50-55 0 C për CP të gazit natyror. Në këtë rast, ndodhin fenomenet e mëposhtme:

• kondensimi i avullit të ujit (deri në 19-20% të vëllimit ose 12-13% të peshës së produkteve të djegies),
• shfrytëzimi i nxehtësisë fizike nga PS (40–45% e përmbajtjes totale të nxehtësisë),
• shfrytëzimi i nxehtësisë latente të avullimit (përkatësisht 60–55%).

Më parë ishte vërtetuar se kursimi i karburantit gjatë përdorimit të thellë në krahasim me një kazan me një efikasitet pasaporte (maksimumi) prej 92% është 10-13%. Raporti i sasisë së nxehtësisë së rikuperuar me fuqinë termike të bojlerit është rreth 0,10-0,12, dhe efikasiteti i bojlerit në modalitetin e kondensimit është 105% bazuar në vlerën më të ulët kalorifike të gazit.

Përveç kësaj, gjatë shfrytëzimit të thellë në prani të avullit të ujit në PS, emetimi emetimet e dëmshme zvogëlohet me 20–40% ose më shumë, gjë që e bën procesin miqësor me mjedisin.

Një tjetër efekt i riciklimit të thellë është përmirësimi i kushteve dhe jetëgjatësisë së shtegut të gazit, pasi kondensimi lokalizohet në dhomën ku është instaluar shkëmbyesi i nxehtësisë së rikuperimit, pavarësisht nga temperatura e ajrit të jashtëm.

Riciklimi i thellë për sistemet e ngrohjes

Në vendet e përparuara perëndimore, përdorimi i thellë për sistemet e ngrohjes kryhet duke përdorur kaldaja me ujë të nxehtë të tipit të kondensimit të pajisur me një ekonomizues kondensimi.

Temperatura e ulët, si rregull, e kthimit të ujit (30–40 0 C) në tipike grafiku i temperaturës, për shembull 70/40 0 C, në sistemet e ngrohjes të këtyre vendeve lejon rikuperimin e thellë të nxehtësisë në një ekonomizues kondensimi të pajisur me një njësi për mbledhjen, shkarkimin dhe përpunimin e kondensatës (me përdorimin e mëvonshëm për të ushqyer bojlerin). Kjo skemë siguron mënyrën e funksionimit të kondensimit të bojlerit pa ftohës artificial, d.m.th., pa përdorimin e një njësie të pompës së nxehtësisë.

Efektiviteti dhe përfitimi i riciklimit të thellë për kaldaja për ngrohje nuk ka nevojë për prova. Kaldaja me kondensim marrë në Perëndim aplikim të gjerë: deri në 90% e të gjithë kaldajave të prodhuara janë në kondensim. Kaldaja të tilla përdoren edhe në vendin tonë, megjithëse ne nuk i prodhojmë.

Në Rusi, ndryshe nga vendet me klimë të ngrohtë, temperatura në linjën e kthimit të rrjeteve të ngrohjes është zakonisht më e lartë se pika e vesës, dhe përdorimi i thellë është i mundur vetëm në sistemet me katër tuba (të cilat janë jashtëzakonisht të rralla) ose kur përdoren pompa nxehtësie. Arsyeja kryesore Vonesa e Rusisë në zhvillimin dhe zbatimin e riciklimit të thellë – çmim të ulët gazi natyror, kosto të larta kapitale për shkak të përfshirjes së pompave të nxehtësisë në skemë dhe periudhave të gjata të shlyerjes.

Riciklim i thellë për kaldaja e termocentraleve

Efikasiteti i përdorimit të thellë për kaldaja e termocentraleve (Fig. 1) është dukshëm më i lartë se për kaldaja për ngrohje, për shkak të ngarkesës së qëndrueshme (KIM = 0,8–0,9) dhe kapaciteteve të mëdha të njësive (dhjetëra megavat).

Le të vlerësojmë burimin e nxehtësisë së produkteve të djegies së kaldajave të stacioneve, duke marrë parasysh efikasitetin e tyre të lartë (90-94%). Ky burim përcaktohet nga sasia e nxehtësisë së mbetur (Gcal/h ose kW), e cila varet në mënyrë unike nga fuqia termike e bojlerit. P K, dhe temperatura përtej kaldaja me gaz T 1УХ, i cili në Rusi pranohet në jo më të ulët se 110–130 0 C për dy arsye:

• për të rritur tërheqjen natyrale dhe për të zvogëluar presionin (konsumin e energjisë) të shkarkimit të tymit;
• për të parandaluar kondensimin e avullit të ujit në derrat, kanalet e tymit dhe oxhaqet.

Analizë e zgjeruar e një grupi të madh 1 të të dhënave eksperimentale nga testet e kryera të balancimit dhe komisionimit organizata të specializuara, kartat e regjimit, statistikat e raportimit të stacioneve, etj dhe rezultatet e llogaritjeve të vlerave të humbjes së nxehtësisë me produktet e djegies së shkarkimit q 2, sasia e nxehtësisë së rikuperuar 2 P UT dhe treguesit e derivateve të tyre në një gamë të gjerë të ngarkesave të bojlerit të stacionit janë dhënë në Tabelën. 1 3 . Qëllimi është të përcaktohet q 2 dhe raportet e sasive P K, q 2 dhe P UT në kushte tipike të funksionimit të bojlerit (Tabela 2). Në rastin tonë, nuk ka rëndësi se cili kazan: me avull apo ujë të nxehtë, industrial apo ngrohje.

Tabela e treguesve. 1, dedikuar blu, janë llogaritur duke përdorur algoritmin (shih ndihmën). Llogaritja e procesit të riciklimit të thellë (përkufizim P UT, etj.) u kryen sipas metodologjisë inxhinierike të dhënë dhe të përshkruar në. Koeficienti i transferimit të nxehtësisë "produktet e djegies - kondensata" në shkëmbyesin e nxehtësisë së kondensimit u përcaktua sipas metodologjisë empirike të prodhuesit të shkëmbyesit të nxehtësisë (Uzina e ngrohjes OJSC, Kostroma).

Rezultatet tregojnë një të lartë efikasiteti ekonomik teknologjitë e përdorimit të thellë për kaldaja e stacioneve dhe përfitimi i projektit të propozuar. Periudha e shlyerjes së sistemeve varion nga 2 vjet për një kazan me fuqi minimale (Tabela 2, bojleri nr. 1) deri në 3–4 muaj. Raportet që rezultojnë β, φ, σ, si dhe artikujt e kursimeve (Tabela 1, rreshtat 8-10, 13-18) ju lejojnë të vlerësoni menjëherë aftësitë dhe treguesit specifikë të një procesi të caktuar, kazan.

Rikuperimi i nxehtësisë në një ngrohës me gaz

Skema e zakonshme teknologjike e një termocentrali përfshin ngrohjen e kondensatës në një ngrohës me gaz (pjesë e sipërfaqeve të bishtit të bojlerit, ekonomizues) duke përdorur gazrat e gripit që largohen nga bojleri.

Pas kondensatorit, kondensata dërgohet me pompa (nganjëherë përmes një njësie për shkripëzimin e bllokut - në vijim referuar si BOU) në një ngrohës me gaz, pas së cilës ajo hyn në deaerator. Kur cilësia e kondensatës është normale, njësia e trajtimit të ujit anashkalohet. Për të parandaluar kondensimin e avullit të ujit nga gazrat e gripit në gypat e fundit të ngrohësit të gazit, temperatura e kondensatës përpara saj mbahet të paktën 60 0 C duke riqarkulluar kondensën e nxehtë në hyrje.

Për të ulur më tej temperaturën e gazrave të gripit, një shkëmbyes nxehtësie ujë-ujë i ftohur nga uji i përbërjes nga rrjeti i ngrohjes shpesh përfshihet në linjën e riqarkullimit të kondensatës. Ngrohja e ujit të rrjetit kryhet me kondensatë nga një ngrohës me gaz. Me ftohje shtesë të gazeve me 10 0 C, mund të përftohen rreth 3,5 Gcal/h ngarkesë ngrohëse në çdo kazan.

Për të parandaluar zierjen e kondensatës në ngrohësin e gazit, valvulat e furnizimit të kontrollit janë instaluar pas tij. Qëllimi i tyre kryesor është shpërndarja e rrjedhës së kondensatës midis kaldajave në përputhje me ngarkesën termike të STU.

Sistemi i rikuperimit të thellë me shkëmbyes nxehtësie me kondensim

Siç mund të shihet nga diagrami i rrjedhës (Fig. 1), kondensata me avull nga kolektori i kondensatës furnizohet nga pompa 14 në rezervuarin e grumbullimit 21, dhe prej andej në kolektorin e shpërndarjes 22. Këtu, kondensata duke përdorur sistemin rregullimi automatik stacioni (shih më poshtë) është i ndarë në dy rryma: njëra furnizohet në njësinë e përdorimit të thellë 4, në shkëmbyesin e nxehtësisë së kondensimit 7 dhe e dyta në ngrohës presion të ulët(HDPE) 18, dhe më pas në deaerator 15. Temperatura e kondensatës së avullit nga kondensatori i turbinës (rreth 20–35 0 C) bën të mundur ftohjen e produkteve të djegies në shkëmbyesin e nxehtësisë së kondensimit 7 në 40 0 ​​​C, d.m.th., siguroni përdorim të thellë.

Kondensata e nxehtë e avullit nga shkëmbyesi i nxehtësisë së kondensimit 7 futet përmes HDPE 18 (ose duke anashkaluar 18) në deaeratorin 15. Kondensata e produktit të djegies e marrë në shkëmbyesin e nxehtësisë së kondensimit 7 derdhet në tigan dhe rezervuarin 10. Prej aty është futet në rezervuarin e kondensatës 23 të kontaminuar dhe pompohet pompë kullimi 24 në rezervuarin e rezervës së kondensatës 25, nga i cili pompa e kondensatës 26 përmes rregullatorit të rrjedhës furnizohet në seksionin e pastrimit të kondensatës së produktit të djegies (nuk tregohet në Fig. 1), ku përpunohet duke përdorur teknologjinë e njohur. Kondensata e pastruar e produkteve të djegies furnizohet në HDPE 18 dhe më pas në deaerator 15 (ose direkt në 15). Nga deaeratori 15, një rrjedhë e kondensatës së pastër furnizohet nga një pompë ushqyese 16 në ngrohës presion të lartë 17, dhe prej tij në kazan 1.

Kështu, nxehtësia e produkteve të djegies e përdorur në shkëmbyesin e nxehtësisë së kondensimit kursen karburantin e shpenzuar në diagramin e rrjedhës së procesit të termocentralit për ngrohjen e kondensatës së stacionit përpara deaeratorit dhe në vetë deaeratorin.

Shkëmbyesi i nxehtësisë së kondensimit është instaluar në dhomën 35 në kryqëzimin e bojlerit 27 me kanalin e gazit (Fig. 2c). Ngarkesa termike e shkëmbyesit të nxehtësisë së kondensimit rregullohet duke anashkaluar, d.m.th., duke hequr një pjesë të gazrave të nxehtë përveç shkëmbyesit të nxehtësisë së kondensimit përmes kanalit të anashkalimit 37 me një valvul mbytëse (portë) 36.

Më e thjeshta do të ishte skema tradicionale: një ekonomizues kondensimi, më saktë seksionet e bishtit të ekonomizuesit të bojlerit, si ngrohësi me gaz, por që funksionon në modalitetin e kondensimit, d.m.th., ftohja e produkteve të djegies nën temperaturën e pikës së vesës. Por në të njëjtën kohë lindin vështirësi strukturore dhe operacionale (mirëmbajtje, etj.), që kërkojnë zgjidhje të veçanta.

Lloje të ndryshme të këmbyesve të nxehtësisë janë të aplikueshme: guaskë dhe tub, me tuba të drejtë, pendë të gërvishtura, pllakë ose dizajn efikas Me formë e re sipërfaqja e shkëmbimit të nxehtësisë me një rreze të vogël përkuljeje (rigjenerator RG-10, NPC "Anod"). Në këtë skemë, seksionet e bllokut të shkëmbimit të nxehtësisë të bazuara në një ngrohës bimetalik të markës VNV123-412-50ATZ (Uzina e ngrohjes OJSC, Kostroma) përdoren si një shkëmbyes nxehtësie kondensimi.

Zgjedhja e paraqitjes së seksionit dhe lidhjeve me ujë dhe gaz ju lejon të ndryshoni dhe të siguroni shpejtësinë e ujit dhe gazrave brenda kufijve të rekomanduar (1–4 m/s). Typi, dhoma, shtegu i gazit janë bërë nga materiale rezistente ndaj korrozionit, veshje, në veçanti çelik inox, plastikë - kjo është një praktikë e pranuar përgjithësisht.

* Nuk ka humbje të nxehtësisë për shkak të djegies jo të plotë kimike.

Karakteristikat e riciklimit të thellë me një shkëmbyes nxehtësie kondensuese

Efikasiteti i lartë i teknologjisë bën të mundur rregullimin e fuqisë termike të sistemit në një gamë të gjerë, duke ruajtur përfitimin e tij: shkalla e anashkalimit, temperatura e produkteve të djegies prapa shkëmbyesit të nxehtësisë së kondensimit, etj. Ngarkesa termike e shkëmbyesi i nxehtësisë kondensuese QUT dhe, në përputhje me rrethanat, sasia e kondensatës që i jepet nga kolektori 22 (Fig. 1), përcaktohet si optimale (dhe jo domosdoshmërisht maksimale) sipas llogaritjeve teknike dhe ekonomike dhe konsideratave të projektimit, duke marrë parasysh parametrat e funksionimit , aftësitë dhe kushtet e skemës teknologjike të bojlerit dhe stacionit në tërësi.

Pas kontaktit me produktet e djegies së gazit natyror, kondensata ruhet cilësi të lartë dhe kërkon pastrim të thjeshtë dhe të lirë - dekarbonizimi (dhe jo gjithmonë) dhe degazimi. Pas trajtimit në vendin e trajtimit kimik të ujit (nuk tregohet), kondensata derdhet përmes një rregullatori të rrjedhës në linjën e kondensatës së stacionit - në deaerator, dhe më pas në kazan. Nëse kondensata nuk përdoret, ajo derdhet në kanalizim.

Në njësinë e grumbullimit dhe përpunimit të kondensatës (Fig. 1, pos. 8, 10, Fig. 2, pos. 23-26), përdoren pajisje standarde të njohura të sistemeve të riciklimit të thellë (shih, për shembull,).

Instalimi prodhon një sasi të madhe uji të tepërt (kondensatë e avullit të ujit nga djegia e hidrokarbureve dhe ajrit të fryrë), kështu që sistemi nuk ka nevojë të rimbushet.

Temperatura e produkteve të djegies në daljen e shkëmbyesit të nxehtësisë kondensuese T 2UH përcaktohet nga gjendja e kondensimit të avullit të ujit në produktet e djegies së shkarkimit (në intervalin 40-45 0 C).

Për të parandaluar formimin e kondensatës në rrugën e gazit dhe veçanërisht në oxhak, sigurohet anashkalim, pra anashkalimi i një pjese të produkteve të djegies përmes një kanali anashkalues ​​përveç njësisë së shfrytëzimit të thellë në mënyrë që temperatura e përzierjes së gazit pas saj. është në intervalin 70–90 0 C. Anashkalimi përkeqëson të gjithë treguesit e procesit. Modaliteti optimal– punoni me bypass në stinën e ftohtë dhe në verë, kur nuk ka rrezik kondensimi dhe kremi, pa të.

Temperatura e gazrave të shkarkimit të bojlerit (zakonisht 110–130 0 C) lejon që kondensata të nxehet në shkëmbyesin e nxehtësisë së kondensimit përpara deaeratorit në 90–100 0 C. Kështu, kërkesat për temperaturën e teknologjisë plotësohen : si ngrohja e kondensatës (rreth 90 0 C) dhe ftohja e djegies së produkteve (deri në 40 0 ​​C) deri në kondensim.

Krahasimi i teknologjive të rikuperimit të nxehtësisë së produkteve të djegies

Kur merret një vendim për përdorimin e nxehtësisë nga produktet e djegies së bojlerit, duhet të krahasohet efektiviteti i sistemit të propozuar të përdorimit të thellë dhe skema tradicionale me një ngrohës me gaz si analog dhe konkurrent më i afërt.

Për shembullin tonë (shih referencën 1), kemi marrë sasinë e nxehtësisë së rikuperuar gjatë përdorimit të thellë P UT e barabartë me 976 kW.

Supozojmë se temperatura e kondensatës në hyrje në ngrohësin e kondensatës së gazit është 60 0 C (shih më lart), ndërsa temperatura e produkteve të djegies në dalje prej saj është të paktën 80 0 C. Pastaj nxehtësia e produkteve të djegies e përdorur në ngrohësin me gaz, d.m.th., kursimi i nxehtësisë, do të jetë i barabartë me 289 kW, që është 3.4 herë më pak se në sistemin e riciklimit të thellë. Kështu, "çmimi i emetimit" në shembullin tonë është 687 kW, ose, në baza vjetore, 594,490 m 3 gaz (me KIM = 0,85) që kushton rreth 3 milion rubla. Fitimi do të rritet me fuqinë e bojlerit.

Avantazhet e teknologjisë së riciklimit të thellë

Si përfundim, mund të konkludojmë se, përveç kursimit të energjisë, me përdorimin e thellë të produkteve të djegies nga një kazan i termocentralit, arrihen rezultatet e mëposhtme:

• reduktimin e emetimit të oksideve toksike CO dhe NOx, duke siguruar pastërtinë mjedisore të procesit;
• marrja e ujit shtesë, të tepërt dhe në këtë mënyrë eliminimi i nevojës për ujë të përbërjes së bojlerit;
• kondensimi i avullit të ujit nga produktet e djegies lokalizohet në një vend - në shkëmbyesin e nxehtësisë së kondensimit. Përveç bartjes së lehtë të spërkatjeve pas eliminatorit të pikave, eliminohet kondensimi në rrugën e mëvonshme të gazit dhe shkatërrimi shoqërues i kanaleve të gazit nga efektet gërryese të lagështisë, formimi i akullit në shteg dhe veçanërisht në oxhak;
• në disa raste, përdorimi i një shkëmbyesi nxehtësie ujë-ujë bëhet opsional; nuk ka nevojë për riqarkullim: përzierja e një pjese të gazrave të nxehtë me ato të ftohur (ose kondensatës së ngrohur me ato të ftohtë) për të rritur temperaturën e produkteve të djegies së shkarkimit për të parandaluar kondensimin në rrugën e gazit dhe oxhakun (kursim energji dhe para) .

Letërsia

1. Shadek E., Marshak B., Anokhin A., Gorshkov V. Rikuperimi i thellë i nxehtësisë nga gazrat e mbeturinave të gjeneratorëve të nxehtësisë // Kaldaja industriale dhe ngrohëse dhe mini-CHP. 2014. Nr 2 (23).
2. Shadek E. Trigjenerimi si një teknologji për kursimin e burimeve të energjisë // Kursimi i energjisë. 2015. Nr. 2.
3. Shadek E., Marshak B., Krykin I., Gorshkov V. Rikuperimi i shkëmbyesit të nxehtësisë së kondensimit - modernizimi i impianteve të bojlerit // Kaldaja industriale dhe ngrohëse dhe mini-CHP. 2014. Nr 3 (24).
4. Kudinov A. Kursimi i energjisë në instalimet e gjenerimit të nxehtësisë. M.: Inxhinieri Mekanike, 2012.
5. Ravich M. Metoda e thjeshtuar e llogaritjeve termoteknike. M.: Shtëpia Botuese e Akademisë së Shkencave të BRSS, 1958.
6. Berezinets P., Olkhovsky G. Teknologjitë e avancuara dhe termocentralet për prodhimin e termocentraleve dhe energji elektrike. Seksioni i gjashtë. 6.2 turbina me gaz dhe impiante gazi me cikël të kombinuar. 6.2.2. Bimë me cikël të kombinuar. SHA "VTI". "Teknologjitë moderne mjedisore në sektorin e energjisë." Mbledhja e informacionit ed. V. Ya. Putilova. M.: Shtëpia Botuese MPEI, 2007.

1 Burimi parësor i të dhënave: inspektimi i kaldajave me ujë të ngrohtë (11 njësi në tre kaldaja të rrjeteve të ngrohjes), grumbullimi dhe përpunimi i materialeve.

2 Metodologjia e llogaritjes, në veçanti P UT, dhënë në.

Përdorimi i nxehtësisë së gazit të gripit në shtëpitë e kaldajave industriale me gaz

Përdorimi i nxehtësisë së gazit të gripit në shtëpitë e kaldajave industriale me gaz

Kandidati i Shkencave Teknike Sizov V.P., Doktor i Shkencave Teknike Yuzhakov A.A., Kandidati i Shkencave Teknike Kapger I.V.,
Permavtomatika LLC, sizovperm@ postë .ru

Abstrakt: çmimi i gazit natyror ndryshon ndjeshëm në mbarë botën. Kjo varet nga anëtarësimi i vendit në OBT, nëse vendi eksporton apo importon gazin e tij, kostot e prodhimit të gazit, gjendja e industrisë, vendimet politike, etj. Çmimi i gazit në Federatën Ruse në lidhje me anëtarësimin e vendit tonë në OBT vetëm do të rritet dhe qeveria planifikon të barazojë çmimet e gazit natyror brenda dhe jashtë vendit. Le të krahasojmë përafërsisht çmimet e gazit në Evropë dhe Rusi.

Rusi - 3 rubla/m3.

Gjermani - 25 rubla/m3.

Danimarka - 42 rubla / m3.

Ukrainë, Bjellorusi - 10 rubla/m3.

Çmimet janë mjaft të arsyeshme. Në vendet evropiane, kaldaja të tipit kondensues përdoren gjerësisht, pjesa e tyre totale në procesin e gjenerimit të nxehtësisë arrin 90%. Në Rusi, këto kaldaja kryesisht nuk përdoren për shkak të kostos së lartë të kaldajave, kostos së ulët të gazit dhe temperaturës së lartë. rrjetet e centralizuara. Dhe gjithashtu duke ruajtur sistemin për kufizimin e djegies së gazit në shtëpitë e kaldajave.

Aktualisht, çështja e përdorimit më të plotë të energjisë së ftohësit po bëhet gjithnjë e më e rëndësishme. Lëshimi i nxehtësisë në atmosferë jo vetëm që krijon presion shtesë në mjedis, por gjithashtu rrit kostot e pronarëve të kazanëve. Në të njëjtën kohë, teknologjitë moderne bëjnë të mundur shfrytëzimin më të plotë të nxehtësisë së gazrave të gripit dhe rritjen e rendimentit të kaldajës, e llogaritur në bazë të vlerës më të ulët kalorifike, deri në vlerën 111%. Humbja e nxehtësisë me gazrat e gripit zë vendin kryesor midis humbjeve të nxehtësisë së bojlerit dhe arrin në 5 ¸ 12% e nxehtësisë së prodhuar. Përveç kësaj, mund të përdoret nxehtësia e kondensimit të avullit të ujit që formohet gjatë djegies së karburantit. Sasia e nxehtësisë që çlirohet gjatë kondensimit të avullit të ujit varet nga lloji i karburantit dhe varion nga 3,8% për lëndët djegëse të lëngshme dhe deri në 11,2% për lëndët djegëse të gazta (për metanin) dhe përcaktohet si diferenca midis nxehtësisë më të lartë dhe më të ulët të djegies. e karburantit (Tabela 1).

Tabela 1 - Vlerat e vlerave kalorifike më të larta dhe më të ulëta për lloje të ndryshme karburantit

Rezulton se gazrat e shkarkimit përmbajnë nxehtësi të ndjeshme dhe latente. Për më tepër, kjo e fundit mund të arrijë një vlerë që në disa raste tejkalon nxehtësinë e ndjeshme. Nxehtësia e ndjeshme është nxehtësia në të cilën një ndryshim në sasinë e nxehtësisë së furnizuar në një trup shkakton një ndryshim në temperaturën e tij. Nxehtësia latente është nxehtësia e avullimit (kondensimit), e cila nuk e ndryshon temperaturën e trupit, por shërben për të ndryshuar gjendjen e grumbullimit të trupit. Ky pohim ilustrohet nga një grafik (Fig. 1, në të cilin entalpia (sasia e nxehtësisë së dhënë) është paraqitur përgjatë boshtit të abshisës dhe temperatura është paraqitur përgjatë boshtit të ordinatave).

Oriz. 1 – Varësia e ndryshimit të entalpisë nga uji

Në seksionin e grafikut A-B, uji nxehet nga një temperaturë prej 0 °C në një temperaturë prej 100 °C. Në këtë rast, e gjithë nxehtësia e furnizuar me ujin përdoret për të rritur temperaturën e tij. Pastaj ndryshimi në entalpi përcaktohet me formulën (1)

(1)

ku c është kapaciteti i nxehtësisë së ujit, m është masa e ujit të nxehtë, Dt - ndryshimi i temperaturës.

Seksioni i grafikut B-C tregon procesin e vlimit të ujit. Në këtë rast, e gjithë nxehtësia e furnizuar me ujin shpenzohet për shndërrimin e tij në avull, ndërsa temperatura mbetet konstante - 100 ° C. Komplot grafika C-D tregon se i gjithë uji është kthyer në avull (zihet), pas së cilës nxehtësia harxhohet për të rritur temperaturën e avullit. Pastaj ndryshimi në entalpi për seksionin A-C karakterizohet me formulën (2)

Ku r = 2500 kJ/kg – nxehtësia latente e avullimit të ujit në presionin atmosferik.

Dallimi më i madh midis vlerave kalorifike më të larta dhe më të ulëta, siç mund të shihet nga tabela. 1, metani, kështu që gazi natyror (deri në 99% metan) jep përfitimin më të lartë. Nga këtu, të gjitha llogaritjet dhe konkluzionet e mëtejshme do të jepen për gazin me bazë metani. Merrni parasysh reagimin e djegies së metanit (3)

Nga ekuacioni i këtij reaksioni del se për oksidimin e një molekule metani nevojiten dy molekula oksigjeni, d.m.th. Për djegien e plotë të 1 m 3 metan, nevojiten 2 m 3 oksigjen. Përdoret si oksidues kur digjet karburant në njësitë e bojlerit. ajri atmosferik, që përfaqëson një përzierje gazesh. Për llogaritjet teknike, përbërja e kushtëzuar e ajrit zakonisht merret si e përbërë nga dy përbërës: oksigjen (21 vol. %) dhe azoti (79 vol. %). Duke marrë parasysh përbërjen e ajrit, për të kryer reaksionin e djegies, djegia e plotë e gazit do të kërkojë një vëllim ajri 100/21 = 4,76 herë më shumë se oksigjeni. Kështu, për të djegur 1 m 3 metan do të duhen 2 ×4,76=9,52 ajër. Siç mund ta shihni nga ekuacioni i reaksionit të oksidimit, rezultati është dioksidi i karbonit, avujt e ujit (gazrat e gripit) dhe nxehtësia. Nxehtësia që lirohet gjatë djegies së karburantit sipas (3) quhet vlera kalorifike neto e karburantit (PCI).

Nëse ftohni avujt e ujit, atëherë në kushte të caktuara ata do të fillojnë të kondensohen (kalimi nga një gjendje e gaztë në një lëng) dhe në të njëjtën kohë do të lëshohet një sasi shtesë e nxehtësisë (nxehtësia latente e avullimit/kondensimit) Fig. 2.

Oriz. 2 – Lëshimi i nxehtësisë gjatë kondensimit të avullit të ujit

Duhet të kihet parasysh se avulli i ujit në gazrat e gripit ka veti paksa të ndryshme nga avulli i ujit të pastër. Ato janë në një përzierje me gazra të tjerë dhe parametrat e tyre korrespondojnë me parametrat e përzierjes. Prandaj, temperatura në të cilën fillon kondensimi ndryshon nga 100 °C. Vlera e kësaj temperature varet nga përbërja e gazrave të gripit, e cila, nga ana tjetër, është pasojë e llojit dhe përbërjes së karburantit, si dhe koeficientit të ajrit të tepërt.
Temperatura e gazrave të gripit në të cilën fillon kondensimi i avullit të ujit në produktet e djegies së karburantit quhet pika e vesës dhe duket si Fig. 3.

Oriz. 3 – Pika e vesës për metanin

Rrjedhimisht, për gazrat e gripit, të cilat janë një përzierje e gazrave dhe avullit të ujit, entalpia ndryshon sipas një ligji paksa të ndryshëm (Fig. 4).

Figura 4 – Lëshimi i nxehtësisë nga përzierja avull-ajër

Nga grafiku në Fig. 4, mund të nxirren dy përfundime të rëndësishme. Së pari, temperatura e pikës së vesës është e barabartë me temperaturën në të cilën janë ftohur gazrat e gripit. Së dyti, nuk është e nevojshme ta kaloni atë si në Fig. 2, e gjithë zona e kondensimit, e cila është jo vetëm praktikisht e pamundur, por edhe e panevojshme. Kjo, nga ana tjetër, ofron mundësi të ndryshme zbatimi bilanci i nxehtësisë. Me fjalë të tjera, pothuajse çdo vëllim i vogël i ftohësit mund të përdoret për të ftohur gazrat e gripit.

Nga sa më sipër, mund të konkludojmë se gjatë llogaritjes së efikasitetit të bojlerit bazuar në vlerën më të ulët kalorifike me përdorimin e mëvonshëm të nxehtësisë së gazrave të gripit dhe avullit të ujit, efikasiteti mund të rritet ndjeshëm (më shumë se 100%). Në pamje të parë, kjo bie ndesh me ligjet e fizikës, por në fakt këtu nuk ka asnjë kontradiktë. Efikasiteti i sistemeve të tilla duhet të llogaritet në bazë të vlerës më të lartë kalorifike, dhe përcaktimi i efikasitetit në bazë të vlerës kalorifike më të ulët duhet të kryhet vetëm nëse është e nevojshme të krahasohet efikasiteti i tij me efikasitetin e një kazani konvencional. Vetëm në këtë kontekst ka kuptim efikasiteti > 100%. Ne besojmë se për instalime të tilla është më e saktë të jepen dy efikasitete. Deklarata e problemit mund të formulohet si më poshtë. Për të përdorur më plotësisht nxehtësinë e djegies së gazrave të shkarkimit, ato duhet të ftohen në një temperaturë nën pikën e vesës. Në këtë rast, avulli i ujit i krijuar gjatë djegies së gazit do të kondensohet dhe do të transferojë nxehtësinë latente të avullimit në ftohës. Në këtë rast, ftohja e gazrave të gripit duhet të kryhet në shkëmbyes nxehtësie të një dizajni të veçantë, kryesisht në varësi të temperaturës së gazrave të gripit dhe temperaturës së ujit ftohës. Përdorimi i ujit si ftohës i ndërmjetëmështë më tërheqësi, sepse në këtë rast është e mundur të përdoret uji me temperaturë sa më të ulët. Si rezultat, është e mundur të merret një temperaturë uji në daljen e shkëmbyesit të nxehtësisë, për shembull, 54 ° C dhe më pas ta përdorni atë. Nëse linja e kthimit përdoret si ftohës, temperatura e saj duhet të jetë sa më e ulët që të jetë e mundur, dhe kjo shpesh është e mundur vetëm nëse ka sistemet me temperaturë të ulët ngrohjes si konsumatorë.

Gazrat e gripit nga njësitë e bojlerit fuqi të lartë, si rregull, devijohen në beton të armuar ose tub tullash. Nëse nuk merren masa të veçanta për ngrohjen e mëvonshme të gazrave të gripit të tharë pjesërisht, tubi do të kthehet në një shkëmbyes nxehtësie kondensimi me të gjitha pasojat që pasojnë. Ka dy mënyra për të zgjidhur këtë çështje. Mënyra e parë është përdorimi i një bypass-i, në të cilin një pjesë e gazeve, për shembull 80%, kalohet përmes shkëmbyesit të nxehtësisë, dhe pjesa tjetër, në masën 20%, kalohet përmes bypass-it dhe më pas përzihet me gazra pjesërisht të thara. Kështu, duke ngrohur gazrat, ne zhvendosim pikën e vesës në temperaturën e kërkuar në të cilën tubi garantohet të funksionojë në modalitetin e thatë. Metoda e dytë është përdorimi rikuperues pllakash. Në këtë rast, gazrat e shkarkimit kalojnë nëpër rekuperator disa herë, duke ngrohur veten.

Le të shqyrtojmë një shembull të llogaritjes së një tubi tipik 150 m (Fig. 5-7), i cili ka një strukturë me tre shtresa. Llogaritjet janë kryer në paketën softuerike Ansys -CFX . Nga shifrat është e qartë se lëvizja e gazit në tub ka një karakter të theksuar turbulent dhe, si rezultat, temperatura minimale në rreshtim mund të mos jetë në zonën e majës, siç vijon nga metodologjia e thjeshtuar empirike. .

Oriz. 7 – fusha e temperaturës në sipërfaqen e rreshtimit

Duhet të theksohet se kur instaloni një shkëmbyes nxehtësie në një rrugë gazi, rezistenca e tij aerodinamike do të rritet, por vëllimi dhe temperatura e gazrave të shkarkimit do të ulen. Kjo çon në një ulje të rrymës së shkarkimit të tymit. Formimi i kondensatës imponon kërkesa të veçanta për elementët e shtegut të gazit në drejtim të përdorimit të materialeve rezistente ndaj korrozionit. Sasia e kondensatës është afërsisht 1000-600 kg/orë për 1 Gcal të fuqisë së dobishme të shkëmbyesit të nxehtësisë. Vlera e pH e kondensatës së produkteve të djegies gjatë djegies së gazit natyror është 4.5-4.7, që korrespondon me një mjedis acid. Në rast të një sasie të vogël kondensate, është e mundur të përdoren blloqe të zëvendësueshme për të neutralizuar kondensën. Megjithatë, për shtëpitë e mëdha të kaldajave është e nevojshme të përdoret teknologjia e dozimit të sodës kaustike. Siç tregon praktika, vëllime të vogla të kondensatës mund të përdoren si make-up pa asnjë neutralizim.

Duhet theksuar se problemi kryesor në hartimin e sistemeve të përmendura më sipër është diferenca shumë e madhe në entalpinë për njësi të vëllimit të substancave, dhe problemi teknik që rezulton është zhvillimi i sipërfaqes së shkëmbimit të nxehtësisë në anën e gazit. Industria e Federatës Ruse prodhon në masë shkëmbyes të ngjashëm të nxehtësisë si KSK, VNV, etj. Le të shqyrtojmë se sa e zhvilluar është sipërfaqja e shkëmbimit të nxehtësisë në anën e gazit në strukturën ekzistuese (Fig. 8). Një tub i zakonshëm në të cilin uji (lëng) rrjedh brenda, dhe ajri (gazrat e shkarkimit) rrjedh nga jashtë përgjatë krahëve të radiatorit. Raporti i llogaritur i ngrohësit do të shprehet me një të caktuar

Oriz. 8 – vizatimi i tubit të ngrohësit.

koeficienti

K =S nar /S vn, (4),

Ku S nar - zona e jashtme e shkëmbyesit të nxehtësisë mm 2, dhe S vn - zona e brendshme e tubit.

Në llogaritjet gjeometrike të strukturës marrim K =15. Kjo do të thotë që zona e jashtme e tubit është 15 herë më e madhe se zona e brendshme. Kjo shpjegohet me faktin se entalpia e ajrit për njësi vëllimi është shumë herë më e vogël se entalpia e ujit për njësi vëllimi. Le të llogarisim sa herë entalpia e një litri ajër është më e vogël se entalpia e një litri ujë. Nga

entalpia e ujit: E në = 4,183 KJ/l*K.

entalpia e ajrit: E ajrit = 0,7864 J/l*K. (në një temperaturë prej 130 0 C).

Prandaj entalpia e ujit është 5319 herë më e madhe se entalpia e ajrit, dhe për këtë arsye K =S nar /S vn . Në mënyrë ideale, në një shkëmbyes të tillë nxehtësie, koeficienti K duhet të jetë 5319, por meqenëse sipërfaqja e jashtme në raport me sipërfaqen e brendshme është zhvilluar 15 herë, diferenca në entalpi në thelb midis ajrit dhe ujit reduktohet në vlerë K = (5319/15) = 354. Zhvilloni teknikisht raportin e sipërfaqeve të sipërfaqeve të brendshme dhe të jashtme për të marrë raportin K =5319 shumë e vështirë ose pothuajse e pamundur. Për të zgjidhur këtë problem, ne do të përpiqemi të rrisim artificialisht entalpinë e ajrit (gazrat e shkarkimit). Për ta bërë këtë, spërkatni ujë (kondensatë e të njëjtit gaz) nga hunda në gazin e shkarkimit. Le ta spërkasim në një sasi të tillë në raport me gazin që i gjithë uji i spërkatur të avullojë plotësisht në gaz dhe lagështia relative e gazit të bëhet 100%. Lagështia relative e gazit mund të llogaritet bazuar në tabelën 2.

Tabela 2. Vlerat e lagështisë absolute të gazit me një lagështi relative prej 100% për ujin në temperatura dhe presion të ndryshëm atmosferik.

Nga figura 3 është e qartë se me një djegës shumë cilësor, është e mundur të arrihet një temperaturë e pikës së vesës në gazrat e shkarkimit T vesa = 60 0 C. Në këtë rast, temperatura e këtyre gazeve është 130 0 C. Përmbajtja absolute e lagështisë në gaz (sipas tabelës 2) në T vesë = 60 0 C do të jetë 129,70 g/m 3 . Nëse uji spërkatet në këtë gaz, temperatura e tij do të bjerë ndjeshëm, densiteti i tij do të rritet dhe entalpia e tij do të rritet ndjeshëm. Duhet të theksohet se spërkatni ujë sipër lagështia relative 100% nuk ​​ka kuptim, sepse... Kur pragu i lagështisë relative kalon 100%, uji i spërkatur do të ndalojë së avulluari në gaz. Le të bëjmë një llogaritje të vogël të sasisë së kërkuar të ujit të spërkatur për kushtet e mëposhtme: Tg - temperatura fillestare e gazit e barabartë me 120 0 C, Rritja e T - pika e vesës së gazit 60 0 C (129,70 g/m 3), kërkohet IT: Tgk - temperatura përfundimtare e gazit dhe Mv - masa e ujit të spërkatur në gaz (kg.)

Zgjidhje. Të gjitha llogaritjet kryhen në lidhje me 1 m 3 gaz. Kompleksiteti i llogaritjeve përcaktohet nga fakti se si rezultat i atomizimit, ndryshojnë si densiteti i gazit ashtu edhe kapaciteti i tij i nxehtësisë, vëllimi etj. Përveç kësaj, supozohet se avullimi ndodh në një gaz absolutisht të thatë, dhe energjia për ngrohjen e ujit nuk merret parasysh.

Le të llogarisim sasinë e energjisë që gazi i jep ujit gjatë avullimit të ujit

ku: c – kapaciteti termik i gazit (1 KJ/kg.K), m – masa e gazit (1 kg/m 3)

Le të llogarisim sasinë e energjisë së dhënë nga uji gjatë avullimit në gaz

Ku: r – energjia latente e avullimit (2500 KJ/kg), m – masë e ujit të avulluar

Si rezultat i zëvendësimit marrim funksionin

(5)

Duhet të merret parasysh se është e pamundur të spërkatni më shumë ujë sesa tregohet në tabelën 2, dhe gazi tashmë përmban ujë të avulluar. Nëpërmjet përzgjedhjes dhe llogaritjeve kemi marrë vlerën m = 22 g, Tgk = 65 0 C. Le të llogarisim entalpinë aktuale të gazit që rezulton, duke marrë parasysh se lagështia relative e tij është 100% dhe kur të ftohet, do të çlirohet energjia latente dhe e ndjeshme. Pastaj sipas marrim shumën e dy entalpive. Entalpia e gazit dhe entalpia e ujit të kondensuar.

E voz = Eg + Evod

P.sh gjejmë nga literatura referuese 1.1 (KJ/m 3 *K)

EvodNe llogarisim në lidhje me tabelën. 2. Gazi ynë, duke u ftohur nga 65 0 C në 64 0 C, lëshon 6.58 gram ujë. Entalpia e kondensimit është Evod=2500 J/g ose në rastin tonë Evod=16,45 KJ/m 3

Le të përmbledhim entalpinë e ujit të kondensuar dhe entalpinë e gazit.

E voz =17,55 (J/l*K)

Siç mund ta shohim duke spërkatur ujë, ne arritëm të rrisim entalpinë e gazit me 22.3 herë. Nëse para spërkatjes së ujit entalpia e gazit ishte E ajër = 0,7864 J/l*K. (në një temperaturë prej 130 0 C). Pastaj pas spërkatjes entalpia është Evoz =17.55 (J/l*K). Kjo do të thotë që për të marrë të njëjtën energji termike në të njëjtin shkëmbyes nxehtësie standarde të tipit KSK, VNV, sipërfaqja e shkëmbyesit të nxehtësisë mund të reduktohet me 22.3 herë. Koeficienti i rillogaritur K (vlera ishte e barabartë me 5319) bëhet e barabartë me 16. Dhe me këtë koeficient, shkëmbyesi i nxehtësisë fiton dimensione plotësisht të realizueshme.

Një çështje tjetër e rëndësishme gjatë krijimit të sistemeve të tilla është analiza e procesit të spërkatjes, d.m.th. çfarë diametri të pikës nevojitet kur uji avullon në gaz. Nëse pika është mjaft e vogël (për shembull, 5 μM), atëherë jetëgjatësia e kësaj pikëze në gaz para avullimit të plotë është mjaft e shkurtër. Dhe nëse pika ka një madhësi, për shembull, 600 μM, atëherë natyrisht ajo mbetet në gaz shumë më gjatë para avullimit të plotë. Zgjidhja e këtij problemi fizik është mjaft e ndërlikuar nga fakti se procesi i avullimit ndodh me karakteristika që ndryshojnë vazhdimisht: temperatura, lagështia, diametri i pikave, etj. Për këtë proces, zgjidhja është paraqitur në, dhe formula për llogaritjen e kohës së plotësimit avullimi ( ) pikat duken si

(6)

Ku: ρ dhe - dendësia e lëngut (1 kg/dm 3), r – energjia e avullimit (2500 kJ/kg), λ g – përcjellshmëria termike e gazit (0,026 J/m 2 K), d 2 – diametri i rënies (m), Δ t – ndryshimi mesatar i temperaturës ndërmjet gazit dhe ujit (K).

Pastaj, sipas (6), jetëgjatësia e një pikëze me diametër 100 μM. (1*10 -4 m) është τ = 2*10 -3 orë ose 1,8 sekonda, dhe jetëgjatësia e një rënieje me diametër 50 μM. (5*10 -5 m) është e barabartë me τ = 5*10 -4 orë ose 0,072 sekonda. Prandaj, duke ditur jetëgjatësinë e një rënieje, shpejtësinë e saj të fluturimit në hapësirë, shpejtësinë e rrjedhës së gazit dhe dimensionet gjeometrike kanal gazi, ju lehtë mund të llogaritni sistemin e ujitjes për kanalin e gazit.

Më poshtë do të shqyrtojmë zbatimin e dizajnit të sistemit duke marrë parasysh marrëdhëniet e marra më sipër. Besohet se shkëmbyesi i nxehtësisë i gazit të gripit duhet të funksionojë në varësi të temperaturës së jashtme, përndryshe tubi i shtëpisë do të shkatërrohet kur formohet kondensimi në të. Sidoqoftë, është e mundur të prodhohet një shkëmbyes nxehtësie që funksionon pavarësisht nga temperatura e rrugës dhe ka një largim më të mirë të nxehtësisë nga gazrat e shkarkimit, madje edhe deri në temperatura negative, pavarësisht nga fakti se temperatura e gazrave të shkarkimit do të jetë, për shembull, + 10 0 C (pika e vesës së këtyre gazeve do të jetë 0 0 C). Kjo sigurohet nga fakti se gjatë shkëmbimit të nxehtësisë kontrolluesi llogarit pikën e vesës, energjinë e shkëmbimit të nxehtësisë dhe parametrat e tjerë. Le të shqyrtojmë diagramin teknologjik të sistemit të propozuar (Fig. 9).

Sipas diagramit teknologjik, në shkëmbyesin e nxehtësisë janë instaluar: amortizues të rregullueshëm a-b-c-d; këmbyesit e nxehtësisë d-e-zh; sensorë të temperaturës 1-2-3-4-5-6; o Spërkatës (pompë H dhe një grup grykash); kontrollues kontrolli.

Le të shqyrtojmë funksionimin e sistemit të propozuar. Lërini gazrat e shkarkimit të dalin nga kaldaja. për shembull, një temperaturë prej 120 0 C dhe një pikë vese prej 60 0 C (treguar në diagram si 120/60). Pika e vesës llogaritet nga kontrolluesi në lidhje me stoikiometrinë e djegies së gazit. Një portë (a) shfaqet në rrugën e gazit. Ky është një grilë emergjente. i cili mbyllet në rast riparimi, mosfunksionimi, riparimi, mirëmbajtjeje etj. Kështu, amortizuesi (a) hapet plotësisht dhe i kalon drejtpërdrejt gazrat e shkarkimit të bojlerit në shkarkimin e tymit. Me këtë skemë, rikuperimi i nxehtësisë është zero, skema e heqjes së gazrave të gripit rikthehet siç ishte para instalimit të shkëmbyesit të nxehtësisë. Në gjendje funksionimi, porta (a) është plotësisht e mbyllur dhe 100% e gazrave hyjnë në shkëmbyesin e nxehtësisë.

Në shkëmbyesin e nxehtësisë, gazrat hyjnë në rekuperatorin (e) ku ftohen, por në çdo rast jo nën pikën e vesës (60 0 C). Për shembull, ato u ftohën deri në 90 0 C. Nuk lëshohej lagështi në to. Temperatura e gazit matet me sensorin e temperaturës 2. Temperatura e gazeve pas rekuperatorit mund të rregullohet me një portë (b). Rregullimi është i nevojshëm për të rritur efikasitetin e shkëmbyesit të nxehtësisë. Meqenëse gjatë kondensimit të lagështisë, masa e saj në gaze zvogëlohet në varësi të asaj se sa janë ftohur gazrat, është e mundur të hiqet prej tyre deri në 2/11 e masë totale gazrat në formë uji. Nga erdhi kjo shifër? Le të shqyrtojmë formula kimike reaksionet e oksidimit të metanit (3).

Për të oksiduar 1 m 3 metan, nevojiten 2 m 3 oksigjen. Por duke qenë se ajri përmban vetëm 20% oksigjen, do të nevojiten 10 m 3 ajër për të oksiduar 1 m 3 metan. Pas djegies së kësaj përzierjeje fitojmë: 1 m 3 dioksid karboni, 2 m 3 avull uji dhe 8 m 3 azot dhe gazra të tjerë. Ne mund të heqim pak më pak se 2/11 e të gjithë gazrave të mbeturinave në formën e ujit nga gazrat e shkarkimit me anë të kondensimit. Për ta bërë këtë, gazi i shkarkimit duhet të ftohet në temperaturën e jashtme. Me lëshimin e proporcionit të duhur të ujit. Ajri i marrë nga rruga për djegie përmban gjithashtu lagështi të vogël.

Uji i lëshuar hiqet në fund të shkëmbyesit të nxehtësisë. Prandaj, nëse e gjithë përbërja e gazeve (11/11 pjesë) kalon përgjatë rrugës së bojlerit-rikuperues (e)-njësia e rikuperimit të nxehtësisë (f), atëherë vetëm 9/11 pjesë të gazit të shkarkimit mund të kalojnë përgjatë anës tjetër i rekuperatorit (e). Pjesa tjetër - deri në 2/11 pjesë të gazit në formën e lagështirës - mund të bien në shkëmbyesin e nxehtësisë. Dhe për të minimizuar rezistencën aerodinamike të shkëmbyesit të nxehtësisë, porta (b) mund të hapet pak. Në këtë rast, gazrat e shkarkimit do të ndahen. Një pjesë do të kalojë përmes rikuperuesit (e), dhe një pjesë përmes portës (b). Kur porta (b) hapet plotësisht, gazrat do të kalojnë pa ftohje dhe leximet e sensorëve të temperaturës 1 dhe 2 do të përkojnë.

Një sistem ujitjeje me një pompë H dhe një grup grykash është instaluar përgjatë rrugës së gazrave. Gazrat ujiten me ujë të lëshuar gjatë kondensimit. Injektorët që spërkasin lagështinë në gaz rrisin ndjeshëm pikën e tij të vesës, e ftohin dhe e ngjeshin në mënyrë adiabatike. Në shembullin në shqyrtim, temperatura e gazit bie ndjeshëm në 62/62, dhe meqenëse uji i spërkatur në gaz avullon plotësisht në gaz, pika e vesës dhe temperatura e gazit përkojnë. Pasi të keni arritur në shkëmbyesin e nxehtësisë (e), energjia termike latente lëshohet në të. Përveç kësaj, densiteti i rrjedhës së gazit rritet papritur dhe shpejtësia e tij zvogëlohet papritur. Të gjitha këto ndryshime ndryshojnë ndjeshëm efikasitetin e transferimit të nxehtësisë për mirë. Sasia e ujit të spërkatur përcaktohet nga kontrolluesi dhe lidhet me temperaturën dhe rrjedhën e gazit. Temperatura e gazit përpara shkëmbyesit të nxehtësisë monitorohet nga sensori i temperaturës 6.

Më pas, gazrat hyjnë në shkëmbyesin e nxehtësisë (e). Në shkëmbyesin e nxehtësisë, gazrat ftohen, për shembull, në një temperaturë prej 35 0 C. Prandaj, pika e vesës për këto gaze do të jetë gjithashtu 35 0 C. Shkëmbyesi tjetër i nxehtësisë në rrugën e gazrave të shkarkimit është nxehtësia shkëmbyes (g). Shërben për të ngrohur ajrin e djegies. Temperatura e furnizimit me ajër në një shkëmbyes të tillë nxehtësie mund të arrijë -35 0 C. Kjo temperaturë varet nga temperatura minimale e ajrit të jashtëm në një rajon të caktuar. Meqenëse një pjesë e avullit të ujit hiqet nga gazi i shkarkimit, rrjedha masive e gazrave të shkarkimit pothuajse përkon me rrjedhën masive të ajrit të djegies. Lëreni shkëmbyesin e nxehtësisë, për shembull, të mbushet me antifriz. Një portë (c) është instaluar midis shkëmbyesve të nxehtësisë. Kjo portë funksionon gjithashtu në mënyrë diskrete. Kur nxehet jashtë, nuk ka kuptim të nxirret nxehtësia nga shkëmbyesi i nxehtësisë (g). Ai ndalon funksionimin e tij dhe porta (c) hapet plotësisht, duke lejuar që gazrat e shkarkimit të kalojnë, duke anashkaluar shkëmbyesin e nxehtësisë (g).

Temperatura e gazrave të ftohur përcaktohet nga sensori i temperaturës (3). Këto gazra dërgohen më pas në rekuperatorin (e). Pasi kalojnë nëpër të, ato nxehen në një temperaturë të caktuar proporcionale me ftohjen e gazrave në anën tjetër të rikuperuesit. Porta (d) është e nevojshme për të rregulluar shkëmbimin e nxehtësisë në rekuperator, dhe shkalla e hapjes së saj varet nga temperatura e jashtme (nga sensori 5). Prandaj, nëse jashtë është shumë ftohtë, atëherë porta (d) mbyllet plotësisht dhe gazrat nxehen në rekuperator për të shmangur pikën e vesës në tub. Nëse jashtë është nxehtë, atëherë porta (d) është e hapur, si dhe porta (b).

KONKLUZIONET:

Një rritje në shkëmbimin e nxehtësisë në një shkëmbyes nxehtësie të lëngshme/gazit ndodh për shkak të një kërcimi të mprehtë në entalpinë e gazit. Por spërkatja e propozuar e ujit duhet të bëhet në doza të matura rreptësisht. Përveç kësaj, dozimi i ujit në gazrat e shkarkimit merr parasysh temperaturën e jashtme.

Metoda e llogaritjes që rezulton ju lejon të shmangni kondensimin e lagështisë në oxhak dhe të rritni ndjeshëm Efikasiteti i bojlerit. Një teknikë e ngjashme mund të zbatohet për turbinat me gaz dhe pajisjet e tjera të kondensatorit.

Me metodën e propozuar, dizajni i bojlerit nuk ndryshon, por vetëm modifikohet. Kostoja e modifikimit është rreth 10% e kostos së bojlerit. Periudha e shlyerjes me çmimet aktuale të gazit është rreth 4 muaj.

Kjo qasje mund të zvogëlojë ndjeshëm konsumin metalik të strukturës dhe, në përputhje me rrethanat, koston e tij. Për më tepër, rezistenca aerodinamike e shkëmbyesit të nxehtësisë bie ndjeshëm, dhe ngarkesa në shkarkimin e tymit zvogëlohet.

LITERATURA:

1.Aronov I.Z. Përdorimi i nxehtësisë nga gazrat e gripit të kaldajave të gazifikuara. – M.: “Energjia”, 1967. – 192 f.

2.Thaddeus Hobler. Transferimi i nxehtësisë dhe shkëmbyesit e nxehtësisë. – Leningrad: Botim shkencor shtetëror i literaturës kimike, 1961. – 626 f.

Përshkrimi:

Bryansk rrjetet e ngrohjes Së bashku me institutin e projektimit LLC VKTIstroydormash-Proekt, ne zhvilluam, prodhuam dhe zbatuam në dy shtëpi bojlerësh në Bryansk instalimet për rikuperimin e nxehtësisë së gazrave të gripit (UUTG) që vijnë nga kaldaja me ujë të nxehtë

Impianti i rikuperimit të nxehtësisë së gazit të gripit

N. F. Sviridov, R. N. Sviridov, Rrjetet termike Bryansk,

I. N. Ivukov, B. L. Turk, LLC "VKTIstroydormash-Project"

Rrjetet e ngrohjes Bryansk, së bashku me institutin e projektimit VKTIstroydormash-Proekt LLC, zhvilluan, prodhuan dhe zbatuan instalime për rikuperimin e nxehtësisë së gazit të gripit (UHTG) që vijnë nga kaldaja me ujë të nxehtë në dy shtëpi bojlerash në Bryansk.

Si rezultat i këtij zbatimi, u morën sa vijon:

Investimet kapitale shtesë për 1 Gcal/h nxehtësi të marrë janë më shumë se 2 herë më të ulëta krahasuar me atë nëse po ndërtohej një kazan i ri, dhe paguhen në afërsisht 0,6 vjet;

Për shkak të faktit se pajisja e përdorur është jashtëzakonisht e lehtë për t'u mirëmbajtur dhe përdor një ftohës të lirë, d.m.th. nga shtëpitë e kaldajave;

Koeficienti veprim i dobishëm kaldajat u rritën me 10%.

Kështu, të gjitha kostot në Mars 2002 çmimet për zbatimin e UTG-së së parë me një kapacitet prej 1 Gcal ngrohje në orë arritën në 830 mijë rubla, dhe kursimet e pritshme në vit do të jenë 1.5 milion rubla.

Tregues të tillë të lartë tekniko-ekonomikë janë të kuptueshëm.

Ekziston një mendim se efikasiteti i kaldajave më të mira shtëpiake me një fuqi termike prej 0,5 MW dhe më lart arrin 93%. Në realitet, nuk i kalon 83% dhe ja pse.

Ka vlera më të ulëta dhe më të larta të ngrohjes së djegies së karburantit. Vlera më e ulët kalorifike është më e vogël se vlera më e lartë kalorifike nga sasia e nxehtësisë që shpenzohet në avullimin e ujit të formuar gjatë djegies së karburantit, si dhe lagështisë që përmbahet në të. Një shembull për karburantin më të lirë - gazin natyror: DG-të e formuara gjatë djegies së tij përmbajnë avuj uji, që zënë deri në 19% të vëllimit të tyre; nxehtësia më e lartë e djegies tejkalon nxehtësinë më të ulët me afërsisht 10%.

Për të përmirësuar performancën e oxhaqeve përmes të cilave gjeneratorët me naftë lëshohen në atmosferë, është e nevojshme që avulli i ujit i pranishëm në gjeneratorin me naftë të mos fillojë të kondensohet në oxhaqe. temperaturat e ulëta mjedisi.

Projektet e UUTG janë ringjallur dhe përmirësuar të harruar prej kohësh zgjidhje teknike që synojnë riciklimin e nxehtësisë nga gjeneratorët me naftë.

UUTG përmban shkëmbyes nxehtësie kontakti dhe pllakash me dy qarqe të pavarura të ujit qarkullues dhe të konsumueshëm.

Dizajni dhe funksionimi i UTG janë të qarta nga diagrami i paraqitur në figurë dhe përshkrimi i pozicioneve të tij.

Në një shkëmbyes nxehtësie kontakti, DG dhe uji qarkullues i spërkatur lëvizin në një kundërrrymë vertikale, d.m.th. DG dhe uji janë në kontakt të drejtpërdrejtë me njëri-tjetrin. Për të ruajtur spërkatjen uniforme të ujit në qarkullim, përdoren grykë dhe një grykë speciale qeramike.

Uji qarkullues i nxehtë, i pompuar në qarkun e tij të ujit nga një pompë e pavarur, transferon nxehtësinë e fituar në shkëmbyesin e nxehtësisë së kontaktit në ujin e furnizimit në shkëmbyesin e nxehtësisë së pllakës.

Për ftohjen e kërkuar të ujit në qarkullim, duhet të përdoret vetëm ujë i ftohtë. ujë rubineti, e cila, pas ngrohjes në UTG, sillet në temperaturën e kërkuar në kaldajat e kaldajave ekzistuese dhe më pas përdoret për furnizimin me ujë të nxehtë të banesave.

Në një shkëmbyes nxehtësie kontakti, gjeneratorët e ftohur me naftë kalojnë gjithashtu përmes një eliminatori pikash dhe, pasi kanë humbur përfundimisht më shumë se 70% të lagështisë në formën e kondensatës së avullit të ujit, lidhen me një pjesë të gjeneratorëve të nxehtë me naftë (10-20 % e volumit të gjeneratorëve me naftë që dalin nga bojleri), i drejtuar drejtpërdrejt nga kaldaja në oxhak, duke formuar kështu një përzierje gjeneratorësh me naftë me përmbajtje të ulët lagështie dhe me temperaturë të mjaftueshme për kalimin e oxhakut pa kondensimin e avullit të mbetur të ujit. .

Vëllimi i ujit qarkullues rritet vazhdimisht për shkak të kondensimit të avullit të ujit të pranishëm në gjeneratorin me naftë. Teprica që rezulton drenohet automatikisht përmes një valvule me një makinë elektromekanike dhe mund të përdoret si ujë shtesë në përgatitje. sistemi i ngrohjes dhomë kazan Konsumi specifik Uji i drenazhuar për 1 Gcal të nxehtësisë së rikuperuar është rreth 1.2 ton. Kullimi i kondensatës kontrollohet nga matësit e nivelit B dhe H.

Metoda dhe pajisjet e përshkruara për rikuperimin e nxehtësisë së gjeneratorëve me naftë janë të afta të punojnë me produkte të djegies së karburantit pa pluhur që kanë një temperaturë maksimale të pakufizuar. Në këtë rast, sa më e lartë të jetë temperatura e gazit të gripit, aq më e lartë do të jetë temperatura në të cilën do të nxehet uji i furnizimit. Për më tepër, në këtë rast është e mundur të përdoret pjesërisht uji i ricikluar për ngrohjen e ujit të ngrohjes. Duke marrë parasysh që shkëmbyesi i nxehtësisë së kontaktit funksionon njëkohësisht si një grumbullues i lagësht pluhuri, është e mundur që praktikisht të përdoret nxehtësia e gjeneratorëve me naftë me pluhur duke pastruar ujin qarkullues nga pluhuri duke përdorur metoda të njohura përpara se ta futni atë në shkëmbyesin e nxehtësisë me pllaka. Është e mundur të neutralizohet uji i ricikluar i kontaminuar komponimet kimike. Prandaj, UTG e përshkruar mund të përdoret për të punuar me DP që morën pjesë proceset teknologjike gjatë shkrirjes (për shembull, furrat me vatër të hapur, furrat e qelqit), gjatë kalcinimit (për shembull, tulla, qeramika), gjatë ngrohjes (shangat para rrotullimit), etj.

Fatkeqësisht, në Rusi nuk ka stimuj për të inkurajuar ruajtjen e energjisë.