Утилизация дымовых газов

Содержание

Котел утилизатор дымовых газов

Утилизация дымовых газов

» Статьи » Котел утилизатор дымовых газов

Эффективность использования теплоты отходящих газов в котлах-утилизаторах зависит от температуры отходящих газов, тепловой мощности и режима поступления газов в теплоиспользующую установкуКотел-утилизатор используют для того, чтобы избавиться от отходов, при этом используя энергию, которая могла бы быть просто потрачена без толку.

Обычно промышленные предприятия избавляются от газов, просто выбрасывая их в атмосферу. При этом газы могут иметь такую высокую температуру, которая позволяет использовать их энергию для работы котла-утилизатора. Котлы способствуют эффективному использованию топлива, и при этом выполняют свою функцию.

Особенность котла-утилизатора в том, что он работает на тепле, которое вырабатывается от других технологических процессов.

Для того чтобы котел-утилизатор работал эффективно, ему необходимо тепло, которое можно получить в ходе сжигания газов, образующихся от разных технологических процессов. Котел не предназначен для того, чтобы работать, используя собственную топочную камеру. Важно следить за составом используемых газов.

Если в состав газов, предназначенных для сжигания, входят физические и химические элементы, то последние нужно сжигать.

Характерной чертой работы промышленных систем утилизации является использование газов, в которых содержаться разнообразные мелкие частицы. Частицы могут находиться как в жидком, твердом, так и в газообразном состоянии. Появлением частиц сопряжено с работой установок, используемых на производстве. Это могут быть металлические частицы, шихт, шлак или окалин.

Что влияет на классификацию котла утилизации:

  • Температура газа. Оборудование может быть низкотемпературным и высокотемпературным. При низкой температуры тепловая энергия подается путем посредством конвенции. Высокие показатели говорят об излучении. Если температура превышает 1100 градусов, то стоит ожидать сгорания жидких продуктов и их перехода в агрегатное состояние.
  • Пар. Оборудование может работать при низком, повышенном и высоком давлении.
  • Передвижение жидкости. Жидкости, пар и продукты сгорания движутся по котлу, который может быть газотрубным или водотрубным.
  • Способ передвижения жидкости. То, как жидкость движется в контуре испарения, влияет на естественную и принудительную циркуляцию в котле.

На классификацию котлов влияет комплектация и качество нагревательных поверхностей. Оборудование может быть башенным, горизонтальным и туннельным. Если устройства работают на низких температурах, то их поверхность называется змеевиковой конвективной нагревательной поверхностью.

Принцип работы котла-утилизатора

Все газотрубные устройства можно разделить на два типа: те, которые располагаются вертикально, и те, которые – горизонтально. Агрегаты аще всего устанавливают поблизости от обжиговых, мартеновских и других видов печей. Нельзя сказать, что газотрубное оборудование представляет собой слишком мощные агрегаты.

Для оптимизации расходов тепловой энергии и повышения эффективности работы предприятий используются промышленные котлы утилизаторы отходящих газов

Принцип работы котла заключается в том, что разогретый до очень высокой температуры газ, уходит из печи и направляется в нижнюю часть газохода оборудования.

В области газохода располагаются настенные элементы (ленты и экраны) и пароперегревательный конвективный пакет. Тепло превращает воду в пар. Вода и пар циркулируют по поверхностям стенок котла. Чтобы поддерживать стабильный тепловой потенциал, перед утилизатором устанавливают предпоток, оснащенный газовой горелкой.

Как работают трубные утилизаторы:

  • В основе работы лежит принцип многоразовой принудительной циркуляции. Именно поэтому вид испарительного элемента может быть любой необходимой конфигурации. Испарительный элемент разделяют на секции, подключенные параллельно: это уменьшает сопротивление области испарения и приводит в действие циркуляционные насосы.
  • Вода поступает в котел и проходит экономайзер, перенаправляясь в барабан агрегата отопления. Из него жидкость выкачивает насос, затем она перенаправляется в пакеты испарения.
  • В барабане происходит разделение паровых смесей и воды. Это приводит к тому, что из пара в агрегате выделяется вода.

Через паронагреватель пар переходит в систему отопления. Сам котел утилизатора может иметь П-образную, горизонтальную или башенную форму. На выбор конструкции влияет место, в котором будет установлен котел.

Котел-утилизатор: это что

Принцип работы котла-утилизатора заключается в использовании энергии тепла, выделению которой способствуют промышленные технологические процессы. Когда в состав газов, на которых работает котел, входят химические составляющие, то их сжигают. Котел утилизации – это прибор, который способствует генерации энергии в виде горячей воды, нагретого пара или потока воздуха.

Среди всего промышленного котельного оборудования котлы утилизаторы газов выделены в отдельную категорию относительно своей конструкции

Специфичность работы оборудования заключается в том, что газы содержат мелкие частицы, пребывающие в разнообразных физических состояниях.

Работа печей происходит при очень высоких температурах, что приводит к тому, что в процессе плавления металла в отходящих газах образуются мелкие элементы. Использование теплоты газов позволяет повысить коэффициент использования энергии топлива. На эффективность работы котла влияет мощность тепла.

По каким признакам разделяют котлы:

  • Температура;
  • Параметры пара;
  • Движение пара;
  • Способ движения воды;
  • Компоновка;
  • Поверхность нагрева.

Различные установки и оборудование выделяют тепло, которое котел-утилизатор успешно использует для своей работы. Такие котлы считаются очень производительными и экономичными. Его особенность заключается в отсутствии устройства топки.

Варианты котлов-утилизаторов отходящих газов

Газотрубные котлы-утилизаторы широко используются в промышленности. Для работы котлов используется тепловая энергия дымовых газов. Такое устройство не подключают к топливопроводу или другим сетям, подающим энергоноситель. Чтобы энергия использовалась эффективно, необходимо устанавливать котел там, где находится выходной отрезок.

Котлы утилизаторы используют для образования энергии тепло отходящих дымовых газов, которые являются побочным продуктом производства

Если сравнивать со стандартными котлами, можно сказать, что котлы, утилизирующие отходящие газы, имеют больший КПД, что снижает уровень вредных выбросов в атмосферу.

Котлы можно приобрести у отечественных и зарубежных производителей. Теплоноситель нагревается за счет того, что газы движутся вдоль труб. Такой тип оборудования используют для того, чтобы производить пар, характеризующийся низким и средним давлением.

Варианты котлов:

  • Имеет естественную или принудительную циркуляцию.
  • В состав входит один или несколько барабанов.
  • Модели котлов могут быть газотрубными или водотрубными.

Схема кота выглядит следующим образом: стальной корпус, пучок жаропрочных трубок, нагревательные и испарительные поверхности, штуцеры, подающие питательную воду, система, предназначенная для отвода ненужных газов. Утилизационные котлы могут быть вертикальными и горизонтальными. Выбор модели зависит от того, где будет расположено оборудование. Эффективен пиролизный котел-утилизатор, который работает на резине.

Как работает котел-утилизатор (видео)

Широкое производство котлов-утилизаторов оправдано их высокой эффективностью и экологичностью. Они способствуют меньшему загрязнению окружающей среды, работая на сжигаемых газах. Тепло, которое вырабатывается от технологических процессов, используют для работы котлов, что очень оправданно.

teploclass.ru

Котлы-утилизаторы для утилизации тепла дымовых газов — Продукция — АО «Белэнергомашсервис»

Производство котлов-утилизаторов для утилизации тепла дымовых газов за мартеновскими и нагревательными печами.

Все поверхности нагрева котлов выполнены из бесшовных труб и изготавливаются в виде сварных блоков. Каркас котла металлический, сварной.

Котлы снабжены необходимой арматурой, гарнитурой, устройством для отбора проб пара и воды, контрольно-измерительными приборами. Питание котла и сигнализация уровня воды в барабане автоматизированы.

Котлы поставляются транспортабельными блоками, узлами и деталями. Для очистки поверхностей нагрева применяется газо-импульсная очистка.
Тип котлаПроизводительность, т/чДавление, МПаТемпература пара, °СРасход газов, нм3/чТемпература газов навходе, , °СГабариты (длина х ширина х высота), мМасса металла котла, тПримечание
КУ-40-1М13,4512,91,84,53583854000085065011,5х5,2х11,16365,5Поверхности нагрева (ПН) в П-образном газоходе, применяется многократная принудительная циркуляция (МПЦ)
КУ-60-2М19,9191,84,53663926000085065011,3х7,3х11,08793
КУ-80-3М26,925,81,84,53583858000085065011,3х8,0х11,095,7100,4
КУ-100-1М33,932,61,84,536938210000085065012,6х8,2х11,6116123
КУ-125М42,440,81,84,536538512500085065012,6х9,2х11,6134140
КУ-150М50,54,539315000085012,0х10,2х14,5165,5
КУ-100Б-1М31,81,83991000008506509,5х7,8х15,091,4Котел башенный, применяется МПЦ
КУ-125Б301,525012500065010,6х8,0х14,0106,4
КУ-5091,83755000065011,4х5,6х5,138ПН в горизонтальном газоходе, применяется МПЦ
КУ-80/120301,835012000078011,3х8,0х12,0140ПН в вертикальном газоходе, применяется МПЦ
КУ-101201,21942800004503,72х3,55х11,548
КУ-201303,83803000005306,8х4,1х11,790
К-1,5/0,6-6-6501,50,618060006508,7х2,9х4,712Устанавливается за стекловаренными печами, ПН в горизонтальном газоходе, применяется ЕЦ
К-2,5/0,8-20-4502,50,83002000043014,0х3,2х5,019

belenergomash.com

Котлы утилизаторы газов: описание, плюсы и минусы, виды оборудования

Котел-утилизатор газов – это теплообменное устройство, которое предназначено для превращения энергии тепла от выхлопных газов в теплую воду или пар, используемых для технологических процессов и отопления производственных помещений.

Применение таких котлов значительно повышает эффективность работы оборудования и установок, результатом работы которых являются выделение выхлопных газов или пара.

Особенности промышленных котлов-утилизаторов отходящих газов

Котлы-утилизаторы не оснащаются топкой, она не предусмотрена в конструкции. Топливом для таких устройств является выхлопной газ, который образуется в процессе промышленной работы предприятия.  

Котлы-утилизаторы отходящих газов обладают всеми характеристиками котлов, работающих на жидком и твердом топливе, но в них отсутствует горелка, вместо нее установлен специальный электрод накаливания и в обязательном порядке предусмотрена принудительная циркуляция газа внутри котла по технологическим линиям.

Такое оборудование активно применяется на предприятиях по переработке нефти, где в ходе производственных процессов образуется угарный газ. Этот газ, сжигаемый в топке котла участвует в производственном процессе – приводит в действие турбины. При этом, выбросы в атмосферу становятся минимальными.

При сжигании газа образуется большое количество теплоты, используемое для создания пара из воды. Пар приводит в действие лопасти электрогенераторной турбины. Количество вырабатываемого пара зависит от объема газа, который сжигается.

Водогрейные котлы-утилизаторы предназначены для приготовления горячей воды промышленного и хозяйственного назначения с максимальной расчетной температурой до 115°С.

О том, какие бывают электрические водогрейные котлы читайте здесь.

Преимущества оборудования, области применения

Рассмотрим основные преимущества и недостатки котлов-утилизаторов

Источник: https://www.teplogidromash.ru/stati/kotel-utilizator-dymovyh-gazov.html

Системы утилизации тепла от производителя под заказ. Когенерация

Утилизация дымовых газов

ООО «ТМ МАШ» производит системы утилизации (когенерации) тепла дизель-генераторных установок (ДГУ, ДЭС), газопоршневых установок (ГПУ, ГПА, ГПГУ) и газотурбинных установок (ГТД).

Система утилизации тепла для газовых или дизельных генераторных станций – комплекс тепломеханического оборудования и устройств, которые позволяют утилизировать тепловую энергию ряда ГПУ или ДГУ, объединять потоки теплоносителя в сборном тепловом пункте и выдавать тепло потребителю.

Фактическая оценка эффективности утилизации тепла: Расчет окупаемости СУТ

Основным элементом системы утилизации тепла (СУТ) является тепловой модуль (ТМ), также называемый блоком или модулем утилизации тепла (БУТ).

Именно тепловой модуль утилизирует тепло от каждой электростанции, которое объединяется с теплом от других тепловых модулей и через сборный тепловой пункт выдается потребителю. Данная система и является системой утилизации тепла.

Объединение СУТ с системой охлаждения ДГУ и ГПУ (радиаторы охлаждения, они же сухие градирни, насосы и прочая обвязка) дает законченную тепломеханическую систему объекта.

Примеры упрощенных тепловых схем:

ТМ позволяет в значительной степени повысить суммарный КПД — коэффициент полезного действия (коэффициент использования топлива) теплоэлектроагрегата, доведя его значение до 85-90%.

Таким образом, основной задачей системы утилизации тепла является экономия затрат на выработку тепла, соответственно, внедрение СУТ в полной мере является энергосберегающей технологией.

 С примером расчета окупаемости системы утилизации тепла можно ознакомиться на этой странице.

Во время работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) тепловая энергия утилизируется в ТМ следующим образом:

  • Утилизатор тепла антифриза (УТА) снимает тепло антифриза двигателя – вместо охлаждения антифриза на радиаторе охлаждения (сухая градирня) антифриз отдает свою тепловую энергию на нагрев воды потребителя. УТА представляет собой теплообменник кожухотрубчатого или пластинчатого типа, работающий по схеме «вода/антифриз» либо «антифриз/антифриз» (смотря какой сетевой теплоноситель используется у заказчика).
  • Утилизатор тепла дымовых (отходящих) газов (УТГ) снимает тепло с  уходящих выхлопных газов двигателя: температура уходящих дымовых газов на выходе из двигателя составляет порядка 450-550 °С, температура газов на выходе из УТГ составляет 120–180 °С. Данное понижение температуры позволяет обеспечить существенный нагрев воды потребителя. УТГ – кожухотрубчатый теплообменник, работающий по схеме «вода/дымовые газы» либо «антифриз/дымовые газы».

Общая величина утилизируемой тепловой энергии сопоставима с вырабатываемой электроэнергией – в среднем на 100% кВт полученной электроэнергии вырабатывается 110%-130% кВт тепла.

В случае, если генератором электрической энергии является турбинная установка, в состав теплового модуля входит только утилизатор тепла дымовых газов. Тепловая мощность УТГ определяется параметрами турбины, но обычно составляет от 120% до 145% от вырабатываемой электрической энергии.

Опросный лист для заказа теплового модуля (скачать)

Расчет требуемого расхода сетевого теплоносителя:

Варианты исполнения

Утилизировать тепло можно как отдельно с контуров антифриза либо выхлопных газов, так и с обоих контуров одновременно. Таким образом, получаются следующие варианты исполнения тепловых модулей:

  • Тепловой модуль в полной заводской готовности (ТМ). Состоит из двух утилизационных теплообменников, переключателя потока газов, байпасного трубопровода, трубопроводной обвязки, рамного основания, комплекта КИПиА, шкафа автоматического управления (ШАУ ТМ).
  • Тепловой модуль утилизации тепла выхлопных газов (ТМВГ). Состоит из утилизатора тепла выхлопных газов (УТГ), переключателя потоков газа с электроприводом, рамного основания, байпасной линии газовыхлопа и комплекта КИПиА.
  • Тепловой модуль утилизации тепла антифриза (ТМВВ). Включает в себя утилизатор тепла антифриза (УТА), трубопроводную обвязку, трехходовые клапаны и ШАУ ТМ (при необходимости). В тепловых модулях, утилизирующие тепло по обоим контурам, ТМВГ и ТМВВ могут располагаться как на едино раме, так и раздельно, например ТМВВ внутри контейнера, а ТМВГ на крыше, либо на разных этажах здания энергоцентра. При заказе ТМВГ либо ТМВВ в комплект поставки могут быть включены соответствующие усеченные шкафы управления.

Комплектация

Традиционно тепловой модуль в полной заводской готовности включает в себя:

Дополнительно в комплект поставки блока утилизации тепла может входить:

  • Насосы прокачки антифриза и сетевой воды
  • Защитный кожух для установки ТМ на улице / крыше контейнера
  • Система утилизации низкопотенциального тепла
  • Сетевой теплообменник
  • Низкошумный глушитель
  • Дымовая труба

Конструктивные особенности и преимущества наших ТМ

  • Теплообменные трубки из нержавеющей стали 12х18н10т увеличивают долговечность изделия
  • Жаротрубное исполнение котлов-утилизаторов позволяет легко очищать трубки от загрязнения, конструкция жаротрубного теплообменника более компактна.
  • Компенсатор на кожухе УТГ защищает теплообменник от повреждений в случае аварийного нарушения условий эксплуатации
  • Возможность изготовления утилизаторов выхлопных газов с пониженным уровнем аэродинамического сопротивления (до 2 кПа)
  • Кожухотрубное исполнение УТА облегчает его ремонт и очистку в условиях низкой транспортной доступности (нет необходимости заменять прокладки между пластинами)
  • На этапе согласования с заказчиком компоновки наших тепловых модулей мы согласовываем монтажные, присоединительные и габаритные параметры тепловых модулей, что обеспечивает удобных подвод сетевой воды, антифриза и дымовых газов
  • Тепловые модули изготавливаются на рабочее давление жидких сред – 0,6МПа.
  • Все тепловые модули в сборе, а также и по отдельным узлам проходят обязательные гидравлические испытания на нашем производстве. Испытательное давление – 0,8 МПа
  • Мы можем изготавливать модули на давление до 4 МПа
  • Помощь в проектировании и подборе смежных систем и оборудования
  • Гибкий подход к требованиям и пожеланиям заказчика

Система утилизация тепла «ТМ МАШ». Примеры:

ООО «ТМ МАШ» изготовило СУТ практически для всех ДГУ и ГПУ, которые представлены в России. Ниже приведены примеры различных вариантов построения когенерационных модулей:

Дополнительная информация

Задать вопрос

Источник: https://tmmash.ru/oborudovanie/5-sistemy-utilizacii-tepla.html

Системы утилизации тепла дымовых и отходящих газов

Утилизация дымовых газов

Утилизация тепла используется, чтобы понизить до минимума потери установок вентилирования воздуха. Применяются сложные технические устройства, способные поглощать и аккумулировать энергию для последующего использования потребителем.

Примеры упрощенных тепловых схем

Тепловой модуль (сокращенно ТМ) – главный блок системы когенерации. Функции: сбор потока горячего воздуха и объединение с поступлением холодного извне. В зависимости от источника энергии различают 2 вида теплообменников:

  • кожухо-трубчатый;
  • пластинчатый.

Работает по принципу – вода/антифриз или антифриз/антифриз. ТМ выполняет главную функцию по утилизации от работы электрогенераторов. После объединения в месте сбора собранный поток направляют дальше для потребления.

Процессы, выполняемые установкой, называют СУТ (системой утилизации тепла). Чаще ее объединяют с механизмами, охлаждающими генератор.

В этом случае получают установку, работающую по замкнутому принципу – сбор/понижение температуры.

ТМ увеличивает КПД (коэффициент полезного действия) установки, вырабатывающей тепло, до 86-90%. Соответственно достигают достаточной экономии затраченных ресурсов на производство энергии.

Как мы снимаем тепло с электростанции?

Когда работают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), процесс сбора энергии выполняется штатно:

  • УТА – утилизатор энергии антифриза забирает горячий воздух, затем передает для нагревания воды;
  • Работа утилизатора дымовых газов (УДГ) уменьшает разогрев уже на выходе. Температура нагрева дыма достигает 460-550 °С. После прохождения через утилизатор с чиллером, начинается остывание (до 125-180°С). Разница в температуре идет на разогрев больших объемов воды для дальнейшего потребления.

Советуем почитать:  Утилизация и способы переработки фильтров

Если сравнить объем энергетической массы, утилизируемой системой утилизации тепла, получаем пропорцию: на 100 единиц электроэнергии идет выработка 110-130 единиц энергии.

При использовании турбинных двигателей внутреннего сгорания для утилизации используют только сбор энергии горячего дыма. При этом мощность УДГ зависит от размеров (параметров) турбинной установки.

Она достигает значений в диапазоне 118% – 145% от выработки электроэнергии.

Преимущества утилизаторов тепловой энергии

Установки, выполняющие сбор и переработку тепловой энергии, используют технологии с максимальным коэффициентом полезного действия. Устройства обеспечиваются:

  • гарантией производителя;
  • сопровождением доставки менеджерами;
  • соответствием гос.стандартизации;
  • тестовым монтажом и запуском в присутствии представителя компании производителя.

Конструкции установок по утилизации снабжены:

  • нержавеющими трубками для теплообмена;
  • специальным покрытием поверхностей котлов-утилизаторов для более легкой очистки трубок и предохранения теплообменника от повреждений;
  • компенсатором с защитными функциями от дефектов при аварии, нарушении условий работы;
  • спец. устройствами для уменьшения показателя аэродинамического сопротивления (до двух кПа).

Кожухотрубное устройство УТА (утилизатора тепла антифриза) облегчает ремонт, очищение загрязнений. Не нужна замена прокладок между отдельными пластинами. Перед выпуском детали ТМ проходит испытания в условиях давления 0.8 МПа. Это превышает рабочее давление жидкостей при эксплуатации на две десятых (0.6 МПа).

Утилизация тепла отходящих дымовых газов

Продукт выхлопа печей – горячий дымовой газ. Потери тепловой энергии с выходом достигают 80% при работе мартеновских печей. Поэтому в печах нагрева теряется с газом 60% тепла. Количество горячего воздуха, безвозвратно уходящего вверх, зависит от показателей разогрева и способности использовать непосредственно в печи.

Советуем почитать:  Переработка лома цветных металлов

Схема глубокой утилизации тепла решается двумя способами:

  1. Возвращается часть энергии обратно в печь.
    При этом нужна передача другим потокам газа или воздуха, направленным к источнику разогрева. Применение специальных теплообменников повышает КПД печи, показатели температуры и существенно экономит нормы расхода горючего.
  2. Без возврата тепла в печной агрегат.
    Утилизированный поток горячего воздуха применяют в котельных, турбинных комплексах, газопоршневых устройствах. Это приводит к весомой экономии топлива.

Используют одновременно два метода при разогреве газа до высоких температур. При разлоеве дымового газа до 745-800°С, энергии хватает для возврата в печь и для теплосиловой установки.

Утилизация тепла дымового газа с возвратом экономит столько энергии, сколько ее удалось вернуть в систему. Эффект от установки – снижение затраченных средств на нагрев металлических элементов в печах. Потери разогретого воздуха свести к нулю невозможно.

Проблемы утилизации тепла отходящего газа актуальны при производстве:

  • Фосфогипса – сгенерированную таким методом серную кислоту используют вновь для разложения соединений фосфора и получения повторно фосфорной кислоты;
  • Лаков и красок – газ, полученный при утилизации, самый горячий из промышленных газов;
  • Никеля, меди, свинца – теплотворная способность достигает 700 ккал/нм, что экономит при возвращении газа в печь почти 15% топлива;
  • Стальных сплавов – газ отдает тепло воде, образующийся пар используют в других процессах.

При утилизации отходящих газов нужно тщательно выполнить очистку от вредных и отравляющих примесей. Это усложняет улавливание и использование разогретых паров. Развитие методов очищения в сфере машиностроения, химической промышленности осваивает новые способы обратного применения чистого потока тепла.

Советуем почитать:  Малоотходные и безотходные технологии производства

Утилизация высоко и низкопотенциального тепла

При работе электродуговых печей происходит выброс высокопотенциального тепла. Утилизация призвана сохранить и использовать более четверти энергии, использованной в производстве. Утилизация высокопотенциального тепла на КС (компрессорных станциях) выполняется рекуператором совместно с:

  • блоком для очистки газа от загрязнений;
  • теплообменником газ/теплоноситель;
  • распределяющим тепло устройством.

Зона рекуперации (преобразования) – это теплообменник, с циркуляцией теплоносителя. Выделяемое тепло применяют для выработки электроэнергии.

Промышленные процессы сопровождаются выделением некоторого количества теплого воздуха, рассеивающегося в атмосфере. Для него используют термин «сбросное тепло».

Это низкопотенциальная энергия из-за небольшой разности ее температуры с окружающим воздухом. У воздушного потока высокий потенциал, преобразование энергии в полезную – серьезная техническая задача.

К низкопотенциальным источникам относят:

  • промышленные производства – при сжатии газов в компрессорах, сгорании топлива;
  • устройства охлаждения очистных сооружений – сточные воды;
  • установки для сжигания биогаза – энергия от сгорания топливных смесей;
  • линии по переработке продуктов нефти и газа – утилизация тепла при сгорании попутного газа;
  • предприятия по переработке птицы, скота – биологическое топливо;
  • предприятия лесоперерабатывающего комплекса – тепло при горении отходов.

В разработке систем утилизации тепла учитываются задачи по использованию:

  • дополнительного источника энергии;
  • пунктов для электропитания;
  • работы системы отопления отдельно стоящих домов, поселков (при удалении от электросетей).

Эффективная утилизация тепловых выбросов позволит уменьшить расходы на энергоносители, обеспечит автономными источниками энергии.

Источник: https://bezotxodov.ru/jekologija/utilizacija-tepla

Утилизация уходящих дымовых газов | СРО НП

Утилизация дымовых газов

   В процессе полного сжигания топлива в котлах необходимо утилизировать дымовые газы, замещая ими «избыточный воздух», что позволит предотвратить образование NOx (до 90,0%) и сократить выбросы «парниковых газов» (СО2), а также расход сжигаемого топлива (до 1,5%).

1. Описание предлагаемой технологии (метода) повышения энергоэффективности, его новизна и информированность о нем

   При сжигании топлива в котлах, процентное содержание «избыточного воздуха» может составлять от 3 до 70% (без учета присосов) от объема воздуха, кислород которого участвует в химической реакции окисления (сжигания) топлива.

   «Избыточный воздух», участвующий в процессе сжигания топлива, это та часть атмосферного воздуха, кислород которого не участвует в химической реакции окисления (сжигания) топлива, но он необходим для создания требуемого скоростного режима истечения топливно-воздушной смеси из горелочного устройства котла. «Избыточный воздух» — величина переменная и для одного и того же котла она обратно пропорциональна количеству сжигаемого топлива, или чем меньше сжигается топлива, тем меньше требуется кислорода для его окисления (сжигания), но необходимо больше «избыточного воздуха» для создания требуемого скоростного режима истечения топливно-воздушной смеси из горелочного устройства котла. Процентное содержание «избыточного воздуха» в общем потоке воздуха, используемого для полного сжигания топлива, определяется по процентному содержанию кислорода в уходящих дымовых газах.

   Кислород, содержащийся в «избыточном воздухе», который не участвует в химической реакции сжигания топлива, в зоне высоких температур 1200  – 1400 °С, окисляет азот, образуя «NOx» (ядовитые газы), которые выбрасываются в атмосферу с уходящими дымовыми газами.

   Если уменьшить процентное содержание «избыточного воздуха», то в уходящих дымовых газах появится окись углерода «СО» (ядовитый газ), что свидетельствует о недожоге топлива, т.е. его потере, а использование «избыточного воздуха» приводит к потере тепловой энергии на его нагрев, что увеличивает расход сжигаемого топлива и повышает выбросы парниковых газов «СО2» в атмосферу.

   Атмосферный воздух состоит из 79% азота (N2 — инертный газ без цвета, вкуса и запаха), который выполняет основную функцию по созданию требуемого скоростного режима истечения топливно-воздушной смеси из горелочного устройства энергетической установки для полного и устойчивого сжигания топлива и 21% кислорода (О2), который является окислителем топлива. Уходящие дымовые газы при номинальном режиме сжигания природного газа в котельных агрегатах состоят из 71% азота (N2), 18% воды (Н2О), 9% углекислого газа (СО2) и 2% кислорода (О2). Процентное содержание кислорода в дымовых газах равное 2% (на выходе из топки) свидетельствует о 10% содержании избыточного атмосферного воздуха в общем потоке воздуха, участвующим в создании требуемого скоростного режима истечения топливно-воздушной смеси из горелочного устройства котельного агрегата для полного окисления (сжигания) топлива.

   В процессе полного сжигания топлива в котлах необходимо утилизировать дымовые газы, замещая ими «избыточный воздух», что позволит предотвратить образование NOx (до 90,0%) и сократить выбросы «парниковых газов» (СО2), а также расход сжигаемого топлива (до 1,5%).

   Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к энергетическим установкам для сжигания различных видов топлива и способам утилизации дымовых газов для сжигания топлива в энергетических установках.

   Энергетическая установка для сжигания топлива содержит топку (1) с горелками (2) и конвективный газоход (3), подключенный через дымосос (4) и дымоход (5) к дымовой трубе (6); воздуховод (9) наружного воздуха, соединенный с дымоходом (5) через перепускной трубопровод (11) дымовых газов и воздуховодом (14) смеси наружного воздуха и дымовых газов, который соединен с дутьевым вентилятором (13); дроссель (10), установленный на воздуховоде (9), и задвижку (12), смонтированную на перепускном трубопроводе (11) дымовых газов, причем дроссель (10) и задвижка (12) оборудованы исполнительными механизмами; воздухоподогреватель (8), расположенный в конвективном газоходе (3), подключённый к дутьевому вентилятору (13) и соединенный с горелками (2) через воздуховод (15) нагретой смеси наружного воздуха и дымовых газов; датчик (16) отбора проб топочных газов, установленный на входе в конвективный газоход (3) и подключенный к газоанализатору (17) определения содержания кислорода и окиси углерода в топочных газах; электронный блок управления (18), который подключён к газоанализатору (17) и к исполнительным механизмам дросселя (10) и задвижки (12). Способ утилизации дымовых газов для сжигания топлива в энергетической установке включает отбор части дымовых газов со статическим давлением больше атмосферного из дымохода (5) и подачу ее через перепускной трубопровод (11) дымовых газов в воздуховод (9) наружного воздуха со статическим давлением наружного воздуха меньше атмосферного; регулирование подачи наружного воздуха и дымовых газов исполнительными механизмами дросселя (10) и задвижки (12), управляемыми электронным блоком управления (18), таким образом, чтобы процентное содержание кислорода в наружном воздухе снизилось до уровня, при котором на входе в конвективный газоход (3) содержание кислорода в топочных газах составляло менее 1% при отсутствии окиси углерода; последующее смешивание дымовых газов с наружным воздухом в воздуховоде (14) и дутьевом вентиляторе (13) для получения однородной смеси наружного воздуха и дымовых газов; нагрев полученной смеси в воздухоподогревателе (8) за счет утилизации тепла топочных газов; подачу нагретой смеси в горелки (2) через воздуховод (15).

2. Результат повышения энергоэффективности при массовом внедрении

   Экономия сжигаемого топлива в котельных, на ТЭЦ или ГРЭС до 1,5%.

3. Существует ли необходимость проведения дополнительных исследований для расширения перечня объектов для внедрения данной технологии?

   Существует, т.к. предлагаемую технологию можно применить также и для двигателей внутреннего сгорания и для газотурбинных установок.

4. Причины, по которым предлагаемая энергоэффективная технология не применяются в массовом масштабе

   Основной причиной является новизна предлагаемой технологии и психологическая инерция специалистов в области теплоэнергетики. Необходима медиатизация предлагаемой технологии в Министерствах Энергетики и Экологии, энергетических компаниях генерирующих электрическую и тепловую энергию.

5. Существующие меры поощрения, принуждения, стимулирования для внедрения предлагаемой технологии (метода) и необходимость их совершенствования

   Введение новых более жестких экологических требований к выбросам NOx от котельных агрегатов

6. Наличие технических и других ограничений применения технологии (метода) на различных объектах

   Расширить действие п. 4.3.25 «ПРАВИЛ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИКАЗ МИНЭНЕРГО РФ ОТ 19 ИЮНЯ 2003 Г. № 229» для котлов сжигающих любые виды топлива.

В следующей редакции: «…На паровых котлах, сжигающих любое топливо, в регулировочном диапазоне нагрузок его сжигание должно осуществляться, как правило, при коэффициентах избытка воздуха на выходе из топки менее 1,03…».

7. Необходимость проведения НИОКР и дополнительных испытаний; темы и цели работ

   Необходимость проведения НИОКР заключается в получении наглядной информации (учебного фильма) для ознакомления сотрудников теплоэнергетических компаний с предлагаемой технологией.

8. Наличие постановлений, правил, инструкций, нормативов, требований, запретительных мер и других документов, регламентирующих применение данной технологии (метода) и обязательных для исполнения; необходимость внесения в них изменений или необходимость изменения самих принципов формирования этих документов; наличие ранее существовавших нормативных документов, регламентов и потребность в  их восстановлении

   Расширить действия «ПРАВИЛ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИКАЗ МИНЭНЕРГО РФ ОТ 19 ИЮНЯ 2003 Г. № 229»

   п. 4.3.25 для котлов сжигающих любые виды топлива. В следующей редакции: «…На паровых котлах, сжигающих топливо, в регулировочном диапазоне нагрузок его сжигание должно осуществляться, как правило, при коэффициентах избытка воздуха на выходе из топки менее 1,03…».

   п. 4.3.28. «…Растопка котла на сернистом мазуте должна производиться с предварительно включенной системой подогрева воздуха (калориферы, система рециркуляции горячего воздуха).

Температура воздуха перед воздухоподогревателем в начальный период растопки на мазутном котле должна быть, как правило, не ниже 90°С.

Растопка котла на любом другом виде топлива должна производиться с предварительно включенной системой рециркуляции воздуха»

10. Наличие внедренных пилотных проектов, анализ их реальной эффективности, выявленные недостатки и предложения по совершенствованию технологии с учетом накопленного опыта

   Испытание предлагаемой технологии осуществлялось на настенном газовом котле с принудительной тягой и выводом уходящих дымовых газов (продуктов сгорания природного газа) на фасад здания номинальной мощностью 24,0 кВт, но под нагрузкой 8,0 кВт.

Подача дымовых газов в котел осуществлялась за счет короба, устанавливаемого на расстоянии 0,5 м от факельного выброса коаксиальной дымовой трубы котла.

Короб задерживал уходящие дымовые, которые в свою очередь замещали «избыточный воздух», необходимый для полного сжигания природного газа, а газоанализатором, установленным в отводе газохода котла (штатном месте) контролировались выбросы. В результате эксперимента удалость снизить выбросы NOx на 86,0% и сократить выбросы «парниковых газов» СО2 1,3%.

11. Возможность влияния на другие процессы при массовом внедрении данной технологии (изменение экологической обстановки, возможное влияние на здоровье людей, повышение надежности энергоснабжения, изменение суточных или сезонных графиков загрузки энергетического оборудования, изменение экономических показателей выработки и передачи энергии и  т.п.)

   Улучшение экологической обстановки, влияющей на здоровье людей и снижение затрат на топливо при выработке тепловой энергии.

12. Необходимость специальной подготовки квалифицированных кадров для эксплуатации внедряемой технологии и развития производства

   Достаточен будет тренинг существующего обслуживающего персонала котельных агрегатов с предлагаемой технологией.

13. Предполагаемые способы внедрения:

коммерческое финансирование (при окупаемости затрат), так как предлагаемая технология окупается максимум в течение двух лет.

Информация предоствлена: Ю. Панфил, а/я 2150, г. Кишинев, Молдова, MD 2051, e-mail: fluxserv_md@yahoo.com

==================================================================================

По вопросам членства в СРО Энергоаудиторов и получения допуска к проведению энергоаудита обращайтесь:

СРО НП «Межрегиональный союз энергоаудиторов «ИМПУЛЬС»

Россия, 125310, г. Москва, ул. Митинская, д. 55, стр. 1, офис 58

Телефон СРО +7 (929) 509-14-48;     Факс СРО +7 (495) 943-14-48.

E-mail: npimpuls@npimpuls.ru                           Skype: npimpuls.ru

Наше СРО Энергоаудиторов работает со всеми регионами России.

Источник: https://xn----8sbifcv4ageoegyl7l.xn--p1ai/utilizaciya-dymovyx-gazov/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.