RU2130152C1 - Air preheater - Google Patents
Air preheater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2130152C1 RU2130152C1 RU95103217A RU95103217A RU2130152C1 RU 2130152 C1 RU2130152 C1 RU 2130152C1 RU 95103217 A RU95103217 A RU 95103217A RU 95103217 A RU95103217 A RU 95103217A RU 2130152 C1 RU2130152 C1 RU 2130152C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- heat exchanger
- air
- water
- condensation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Chimneys And Flues (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к котельной технике, в которой в качестве топлива используется природный газ и жидкое топливо. The invention relates to boiler equipment in which natural gas and liquid fuel are used as fuel.
Известна установка утилизации тепла продуктов сгорания [1], содержащая газоход с последовательно установленными в нем по ходу газов испарителем, совмещенным с оросителем, конденсатором и доохладителем, дополнительно соединенным с дымовой трубой. A known installation of heat recovery of combustion products [1], containing a flue with sequentially installed in it along the gas evaporator, combined with a sprinkler, condenser and aftercooler, additionally connected to the chimney.
Известен воздухоподогреватель [2], теплообменные трубы которого снабжены щелевыми отверстиями, расположенными продольными рядами в шахматном порядке в упомянутой заостренной зоне, а вентилятор размещен после пучка труб по ходу воздуха. Known air heater [2], the heat exchange tubes of which are provided with slotted holes located in longitudinal staggered rows in the pointed zone, and the fan is placed after the tube bundle along the air.
Известна утилизационная установка [3], принятая за прототип, включающая конденсационную ступень с расположенным под ней сборником конденсата и трубопроводом перелива, связанные через теплообменник перегрева с дымососом и дымовой трубой. Known utilization plant [3], adopted as a prototype, including a condensation stage with a condensate collector located below it and an overflow pipe connected through an overheating heat exchanger with a smoke exhaust and a chimney.
В известных установках продукты сгорания с температурой, примерно равной 250oC, подогревают в теплообменнике перегрева отходящие газы после утилизационной установки. Этот перегрев устраняет конденсацию влаги на поверхностях газохода и дымовой трубы.In known installations, combustion products with a temperature of approximately 250 ° C. are used to heat the exhaust gases in the superheat exchanger after the disposal unit. This overheating eliminates moisture condensation on the surfaces of the duct and chimney.
После теплообменника перегрева продукты сгорания попадают в испаритель, в котором они насыщаются и охлаждаются конденсатом, падающим из конденсационной части теплообменника. Конденсация водяных паров из парогазовой смеси сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования вследствие использования в качестве нагреваемой среди холодной воды. Затем охлажденные дымовые газы проходят сепаратор и поступают на теплообменник перегрева. After the heat exchanger overheats, the combustion products enter the evaporator, in which they are saturated and cooled by condensate falling from the condensation part of the heat exchanger. Condensation of water vapor from a gas-vapor mixture is accompanied by the release of latent heat of vaporization due to being used as heated among cold water. Then, the cooled flue gas passes through the separator and enters the overheating heat exchanger.
Процесс конденсации водяных паров из продуктов сгорания при сжигании природного газа и жидкого топлива наступает по достижении температуры уходящих газов 50-70oC. Их повышенный температурный уровень автоматически приводит к конвективному теплообмену, что резко снижает эффективность теплоотдачи продуктов сгорания теплообменным поверхностям.The process of condensation of water vapor from the combustion products during the combustion of natural gas and liquid fuel occurs when the temperature of the flue gases reaches 50-70 o C. Their increased temperature level automatically leads to convective heat transfer, which dramatically reduces the efficiency of heat transfer of the combustion products to heat exchange surfaces.
Наличие в уходящих газах SO2 и SO3 приводит к образованию кислой среды, что снижает продолжительность срока эксплуатации.The presence of SO 2 and SO 3 in the flue gases leads to the formation of an acidic environment, which reduces the duration of the operation.
При использовании утилизационной установки для нагрева воздуха коэффициент теплопередачи конденсационной и конвективной ступеней резко падает. В этом случае пропорционально увеличиваются площади их теплопередающей поверхности. When using a recycling plant for heating air, the heat transfer coefficient of the condensation and convective steps drops sharply. In this case, the areas of their heat transfer surface increase proportionally.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в устранении указанных недостатков. The technical problem solved by the invention is to eliminate these disadvantages.
Технический результат достигается тем, что воздухоподогреватель представлен U-образной компоновкой, где в его левой ветви по ходу движения уходящих газов установлена испарительная ступень, над которой расположены верхний насадок и трубопроводы непрерывной и периодической продувок, в нижней части - водовоздушный теплообменник, размещенный в объеме сборника конденсата, имеющего трубопровод очистки, и соединяющий испарительную ступень с наводящимися в правой ветви нижним насадком и конденсационной ступенью, на входе в которую по воздушной стороне разрешены вентилятор с трубопроводам выпара и впрыска воды, причем последний подключен также к водовоздушному теплообменнику и испарительной ступени. The technical result is achieved by the fact that the air heater is represented by a U-shaped arrangement, where an evaporation stage is installed in its left branch in the direction of the exhaust gases, above which there are upper nozzles and pipelines for continuous and periodic blowing, and in the lower part there is a water-air heat exchanger located in the volume of the collector condensate having a cleaning pipe and connecting the evaporation stage with the lower nozzle leading in the right branch and the condensation stage, at the inlet of which by air Allowed second side fan conduits and injection of water vapor, the latter is also connected to the air heat exchanger and flash stage.
На чертеже изображен воздухоподогреватель, где 1 - водовоздушный теплообменник, 2 - трубопровод впрыска воды, 3 - испарительная ступень, 4 - вентилятор, 5, 13 - верхний и нижний насадки, 6, 7, 12 - трубопроводы непрерывной, периодической продувок и выпара деаэратора, 8 - теплообменник перегрева, 9 - дымосос, 10 - дымовая труба, 11 - конденсационная ступень, 14 - сборник конденсата, 15, 16 - трубопроводы перелива и очистки. The drawing shows an air heater, where 1 is a water-air heat exchanger, 2 is a water injection pipeline, 3 is an evaporation stage, 4 is a fan, 5, 13 are upper and lower nozzles, 6, 7, 12 are continuous, periodic blowdown and vapor deaerator pipes, 8 - overheating heat exchanger, 9 - smoke exhaust, 10 - chimney, 11 - condensation stage, 14 - condensate collector, 15, 16 - overflow and cleaning pipelines.
Водовоздушный теплообменник 1, теплообменник перегрева 8, испарительная 3 и конденсационная 11 ступени рассчитываются по конкретным исходным данным. На основании результатов теплотехнического и аэродинамического расчетов определяются их физические размеры. Water-air heat exchanger 1, superheat heat exchanger 8, evaporative 3 and condensation 11 stages are calculated according to specific initial data. Based on the results of thermotechnical and aerodynamic calculations, their physical dimensions are determined.
Верхний 5 и нижний 13 насадки состоят из элементов в виде колец Рашига. The upper 5 and lower 13 nozzles consist of elements in the form of Raschig rings.
Трубопроводы выпара деаэратора 12 непрерывной 6 и периодической 7 продувок соответственно соединены с выпуском выпара после охладителя выпара с трубопроводом выхода непрерывной продувки после охладителя непрерывной продувки с трубопроводом сброса периодической продувки перед барботажем (не показан). Так как в месте подвода трубопровода 12 выпара всегда по условию нормальной работы имеется некоторое разрежение, то в деаэраторе технологический процесс не будет нарушен. Для поступления непрерывной продувки в теплоутилизационное устройство сепаратор и охладитель непрерывной продувки необходимо размещать выше, чем трубопровод 6 непрерывной продувки. The pipelines of the vapor of the deaerator 12 of continuous 6 and periodic 7 purges are respectively connected to the outlet of the vapor after the vapor cooler with a continuous purge outlet pipe after the continuous purge cooler with a periodic purge discharge pipe before bubbling (not shown). Since there is always a certain vacuum at the point of supply of the vapor pipe 12 under the condition of normal operation, the process in the deaerator will not be disturbed. For the continuous purge to enter the heat recovery unit, the continuous purge separator and cooler must be placed higher than the continuous purge conduit 6.
В сборнике конденсата 14 верхний уровень конденсата соответствует отметке трубопровода перелива 15, под которой размещен водовоздушный теплообменник 1. In the condensate collector 14, the upper level of condensate corresponds to the mark of the overflow pipe 15, under which a water-air heat exchanger 1 is placed.
Предлагаемый воздухоподогреватель может быть установлен сразу после котлоагрегата или штатного экономайзера. В обоих случаях он работает следующим образом. The proposed air heater can be installed immediately after the boiler or standard economizer. In both cases, it works as follows.
Продукты сгорания поступают в теплообменник перегрева 3, в котором они подогревают уходящие газы для того, чтобы из них не было конденсации водяных паров до выхода из дымовой трубы 10. The combustion products enter the overheating heat exchanger 3, in which they heat the exhaust gases so that there is no condensation of water vapor before leaving the chimney 10.
После теплообменника 3 продукты сгорания орошаются водой из трубопроводов 6, 7. Верхний насадок 5 способствует более равномерному распределению орошаемой воды и ее частичному испарению. Процесс испарения воды продолжается на теплообменных поверхностях испарительной ступени 3, что приводит к резкому увеличению коэффициента теплоотдачи с газовой стороны по сравнению с чисто конвективным теплообменом. В силу того, что сбрасываемые потоки имеют pH > 7, то они определенным образом нейтрализуют влияние образующихся кислот при диссоциации с водой CO2, SO2, SO3.After the heat exchanger 3, the combustion products are irrigated with water from pipelines 6, 7. The upper nozzles 5 contribute to a more uniform distribution of the irrigated water and its partial evaporation. The process of water evaporation continues on the heat exchange surfaces of the evaporation stage 3, which leads to a sharp increase in the heat transfer coefficient from the gas side in comparison with purely convective heat transfer. Due to the fact that the discharged streams have a pH> 7, they neutralize in a certain way the influence of the formed acids upon dissociation with water of CO 2 , SO 2 , SO 3 .
Обогащенные водяными парами в испарительной ступени 3 уходящие газы проходят нижний насадок 13, в котором они еще дополнительно насыщаются испарившимся конденсатом, образующимся на теплообменных поверхностях конденсационной ступени 11. Передача теплоты в ней со стороны продуктов сгорания так же эффективна, как и в испарительной ступени 3, так как там протекает обратный по направлению фазовый переход воды. Обезвоженные продукты сгорания удаляются с температурой 20-30oC через теплообменник 8 дымососом 9 в дымовую трубу 10.The flue gases enriched with water vapor in the evaporation stage 3 pass through the lower nozzle 13, in which they are additionally saturated with the evaporated condensate formed on the heat exchange surfaces of the condensation stage 11. The heat transfer in it from the side of the combustion products is as efficient as in the evaporation stage 3, since the reverse phase transition of water takes place there. Dehydrated products of combustion are removed with a temperature of 20-30 o C through the heat exchanger 8 of the exhaust fan 9 into the chimney 10.
Неиспарившаяся вода после испарительной ступени 3 и конденсат, стекающий из конденсационной ступени 11, попадают в сборник конденсата 14 с температурой выше 80oC. Ее охлаждение ниже 50oC осуществляет водовоздушный теплообменник 1. Конденсат из сборника конденсата 14 постоянно сливается через гидрозатвор по трубопроводу 15 в барбатер. По трубопроводу 16 шлам периодически удаляется в барбатер.Unevaporated water after the evaporation stage 3 and condensate draining from the condensation stage 11 enter the condensate collector 14 with a temperature above 80 o C. It is cooled below 50 o C by a water-air heat exchanger 1. The condensate from the condensate collector 14 is constantly drained through a water trap through a pipe 15 to the barbator. Through a pipe 16, the sludge is periodically removed to a bubbler.
Воздух при нагреве последовательно проходит конденсационную ступень 11, водовоздушный теплообменник 11 и испарительную ступень 3. На всасе вентиляторе 4, размещенного на входе в конденсационную ступень 11, создается пониженное давление, что гарантирует поступление выпара из деаэратора. Он подогревает поток наружного воздуха. Дозированные впрыски воды перед каждой теплообменной поверхностью создают пленку жидкости, которая испаряется вследствие передачи теплоты от уходящих газов. Фазовый переход жидкости в парообразное состояние увеличивает коэффициент теплоотдачи по воздушной стороне, что приближает его к значению газовой стороны. During heating, the air passes through the condensation stage 11, the water-air heat exchanger 11, and the evaporation stage 3. In series, a reduced pressure is created at the inlet of the fan 4 located at the inlet of the condensation stage 11, which ensures that the vapor comes out of the deaerator. It heats the flow of outdoor air. Metered water injections in front of each heat exchange surface create a liquid film that evaporates due to the transfer of heat from the flue gases. The phase transition of the liquid to the vapor state increases the heat transfer coefficient on the air side, which brings it closer to the value of the gas side.
Наличие повышенного количества водяных паров в воздухе, подаваемом на горение, благоприятно влияет на снижение окислов азота, образующихся в горелочном устройстве. The presence of an increased amount of water vapor in the air supplied to the combustion, favorably affects the reduction of nitrogen oxides formed in the burner device.
Предлагаемое комбинированное теплоутилизационное устройство обладает следующими преимуществами. The proposed combined heat recovery device has the following advantages.
Помимо полезного использования низкопотенциальной теплоты уходящих газов возможна утилизация технологических выбросов котельной в виде пара и горячей воды,
- в предлагаемом устройстве для защиты от низкотемпературной коррозии используются технологические выбросы котельной,
- переход в испарительной ступени от чисто конвективного к конвективно-испарительному типу теплообмена позволяет снизить в несколько раз площадь теплопередающей поверхности,
- утилизация теплоты технологических выбросов котельной устраняет подачу водопроводной воды для их охлаждения в барбатере,
- впрыск воды в нагреваемый воздух снижает в несколько раз площадь теплопередающей поверхности относительно чисто конвективного типа теплоотдачи с воздушной стороны,
- подача водяных паров с воздухом на горение способствует снижению образования окислов азота на 20%.In addition to the beneficial use of low-potential heat of the flue gases, it is possible to utilize the boiler’s technological emissions in the form of steam and hot water,
- the proposed device for protection against low temperature corrosion uses technological emissions from the boiler room,
- the transition in the evaporation stage from a purely convective to convective-evaporative type of heat transfer allows you to reduce several times the area of the heat transfer surface,
- utilization of the heat of the technological emissions of the boiler room eliminates the supply of tap water for cooling them in a bubbler,
- injection of water into the heated air reduces several times the area of the heat transfer surface relative to the purely convective type of heat transfer from the air side,
- the supply of water vapor with air for combustion helps to reduce the formation of nitrogen oxides by 20%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95103217A RU2130152C1 (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Air preheater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95103217A RU2130152C1 (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Air preheater |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95103217A RU95103217A (en) | 1997-01-10 |
RU2130152C1 true RU2130152C1 (en) | 1999-05-10 |
Family
ID=20165396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95103217A RU2130152C1 (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Air preheater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2130152C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620140C1 (en) * | 2016-01-26 | 2017-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of cleaning of steam boiler air-heaters |
CN107327869A (en) * | 2017-07-04 | 2017-11-07 | 江苏东方成套设备制造集团有限公司 | A kind of heat pipe preheater |
-
1995
- 1995-03-07 RU RU95103217A patent/RU2130152C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620140C1 (en) * | 2016-01-26 | 2017-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of cleaning of steam boiler air-heaters |
CN107327869A (en) * | 2017-07-04 | 2017-11-07 | 江苏东方成套设备制造集团有限公司 | A kind of heat pipe preheater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95103217A (en) | 1997-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4799941A (en) | Method and arrangement for condensing flue gases | |
CA2201259C (en) | High efficiency direct-contact high temperature water heater | |
RU2436011C1 (en) | Flue gas heat utilisation device and method of its operation | |
RU2130152C1 (en) | Air preheater | |
RU2122676C1 (en) | Water-to-air heat recovery unit | |
KR100288398B1 (en) | Waste heat recovery system | |
RU98112406A (en) | BOILER INSTALLATION | |
RU2735042C1 (en) | Condensation heat recovery unit | |
RU2143637C1 (en) | Evaporation-waste recovery installation | |
RU2176766C2 (en) | Hot-water boiler | |
RU2230262C2 (en) | Hot water supply plant (versions) | |
RU2083919C1 (en) | Plant for recovery of heat in heat generator with gas cleaning system | |
CN1204754A (en) | High efficiency direct-contact high temperature water heater | |
RU2006739C1 (en) | Heat recovery device | |
JPS634835A (en) | Wet type stack gas desulfurization facility with built-in heat exchanger for exhaust heat recovery | |
RU2810863C1 (en) | Boiler unit | |
RU2810862C1 (en) | Boiler unit operation method | |
RU2447369C1 (en) | Outdoor condensation boiler | |
RU2395042C1 (en) | Condensation hot-water boiler for external arrangement | |
RU2777998C1 (en) | Operating method for the boiler plant | |
RU2148214C1 (en) | Water heating method | |
SU1038701A1 (en) | Boiler plant | |
SU1163085A2 (en) | Boiler unit | |
RU2141080C1 (en) | Scheme of recovery of low-potential heat for medium- and low-power boiler rooms | |
SU1275183A2 (en) | Boiler unit |