سیستم تغلیظ گاز دودکش امکان بازیابی و بازیابی مقدار زیادی انرژی حرارتی موجود در گاز دودکش مرطوب از دیگ را فراهم می کند که معمولاً از طریق دیگ ساطع می شود. دودکشدر جو
سیستم بازیابی گرما / تراکم گاز دودکش اجازه می دهد تا 6 تا 35٪ (بسته به نوع سوخت سوزانده شده و پارامترهای کارخانه) گرما را به مصرف کنندگان افزایش دهد یا مصرف را کاهش دهد. گاز طبیعی 6-35٪
مزایای اصلی:
اصل عمل:
سیستم بازیابی گرما/تراکم گاز دودکش را می توان در دو مرحله کار کرد: با یا بدون مرطوب سازی هوای عرضه شده به مشعل های دیگ. در صورت لزوم، یک اسکرابر قبل از سیستم تراکم نصب می شود.
در کندانسور، گازهای دودکش با آب برگشتی از شبکه گرمایش خنک می شوند. هنگامی که دمای گاز دودکش کاهش می یابد، تراکم اتفاق می افتد تعداد زیادیبخار آب موجود در گاز خروجی انرژی حرارتی تراکم بخار برای گرم کردن برگشت سیستم گرمایش استفاده می شود.
خنک شدن بیشتر گاز و تراکم بخار آب در مرطوب کننده رخ می دهد. محیط خنک کننده در مرطوب کننده هوای انفجاری است که به مشعل های دیگ عرضه می شود. از آنجایی که هوای انفجار در رطوبت ساز گرم می شود و میعانات گرم به جریان هوا در جلوی مشعل ها تزریق می شود، یک فرآیند تبخیر اضافی در گاز دودکش دیگ انجام می شود.
هوای انفجاری که به مشعل های دیگ عرضه می شود، به دلیل افزایش دما و رطوبت، دارای مقدار بیشتری انرژی حرارتی است.
این منجر به افزایش مقدار انرژی در گاز خروجی دودکش ورودی به کندانسور می شود که به نوبه خود منجر به استفاده کارآمدتر از گرما توسط سیستم گرمایش منطقه ای می شود.
در کارخانه تغلیظ گاز دودکش، میعانات نیز تولید می شود که بسته به ترکیب گاز دودکش، قبل از وارد شدن به سیستم دیگ بخار، بیشتر تصفیه می شود.
اثر اقتصادی
مقایسه توان حرارتی در شرایط:
سیستم تراکم گاز دودکش به دیگ بخار موجود اجازه می دهد:
صرفه جویی بسته به دمای مایع خنک کننده در خط لوله برگشت:
در حال حاضر دمای گازهای دودکش در پشت دیگ به دو دلیل کمتر از 120-130 درجه سانتیگراد نیست: برای جلوگیری از متراکم شدن بخار آب روی دودکش ها، دودکش ها و دودکش ها و افزایش بادکش طبیعی که باعث کاهش فشار دود می شود. اگزوز در این حالت می توان از گرمای گازهای خروجی و گرمای نهان تبخیر بخار آب استفاده مفیدی کرد. استفاده از گرمای گازهای دودکش و گرمای نهان تبخیر بخار آب را روش استفاده عمیق از گرمای گازهای دودکش می گویند. در حال حاضر فناوری های مختلفی برای اجرای این روش وجود دارد که در آن آزمایش شده است فدراسیون روسیهو در خارج از کشور کاربرد گسترده ای پیدا کرد. روش استفاده عمیق از گرمای گاز دودکش باعث می شود که راندمان یک کارخانه مصرف کننده سوخت 2-3٪ افزایش یابد که با کاهش مصرف سوخت 4-5 کیلوگرم معادل سوخت مطابقت دارد. به ازای هر 1 گرم کالری تولید شده هنگام اجرای این روش، مشکلات و محدودیت‌های فنی وجود دارد که عمدتاً با پیچیدگی محاسبه فرآیند انتقال گرما و جرم با استفاده عمیق از گرمای گازهای دودکش و نیاز به خودکارسازی فرآیند مرتبط است، اما می‌توان این مشکلات را با سطح فعلی تکنولوژی
برای اجرای گسترده این روش، توسعه آن ضروری است دستورالعمل هادر مورد محاسبه و نصب سیستم های بازیابی حرارت عمیق گاز دودکش و تصویب قوانین قانونی منع راه اندازی تاسیسات مصرف سوخت گاز طبیعی بدون استفاده از بازیافت حرارت عمیق گاز دودکش.
1. فرمول بندی مسئله با توجه به روش در نظر گرفته شده (تکنولوژی) افزایش بهره وری انرژی. پیش بینی مصرف بیش از حد منابع انرژی، یا شرحی از منابع دیگر عواقب احتمالیدر سراسر کشور با حفظ وضعیت موجود
در حال حاضر دمای گازهای دودکش در پشت دیگ به دو دلیل کمتر از 120-130 درجه سانتیگراد نیست: برای جلوگیری از متراکم شدن بخار آب روی دودکش ها، دودکش ها و دودکش ها و افزایش بادکش طبیعی که باعث کاهش فشار دود می شود. اگزوز در این حالت دمای گازهای دودکش خروجی مستقیماً بر مقدار q2 تأثیر می گذارد - اتلاف حرارت با گازهای خروجی یکی از اجزای اصلی است. تعادل حرارتیدیگ بخار به عنوان مثال، کاهش دمای گازهای دودکش تا 40 درجه سانتی گراد زمانی که دیگ با گاز طبیعی کار می کند و نسبت هوای اضافی 1.2، راندمان ناخالص دیگ را 1.9٪ افزایش می دهد. این گرمای نهان تبخیر محصولات احتراق را در نظر نمی گیرد. تا به امروز اکثریت قریب به اتفاق واحدهای دیگ آب گرم و بخار در کشور ما که گاز طبیعی می سوزانند، مجهز به تاسیساتی نیستند که از گرمای نهان تبخیر بخار آب استفاده می کنند. این گرما همراه با گازهای خروجی از دست می رود.
2. در دسترس بودن روش ها، روش ها، فن آوری ها و غیره. برای حل مشکل داده شده
در حال حاضر، روشهای بازیابی حرارت اگزوز عمیق (VER) با استفاده از دستگاه‌های بازیابی، اختلاط، ترکیبی که با روشهای مختلف استفاده از گرمای موجود در گازهای خروجی کار می‌کنند، استفاده می‌شود. در عین حال، این فناوری ها در بیشتر بویلرهای راه اندازی شده در خارج از کشور که گاز طبیعی و زیست توده را می سوزانند، استفاده می شود.
3. توضیح کوتاهروش پیشنهادی، تازگی و آگاهی از آن، در دسترس بودن برنامه های توسعه؛ منجر به اجرای انبوه در سراسر کشور شود
متداول ترین روش بازیابی حرارت گاز دودکش عمیق این است که محصولات احتراق گاز طبیعی پس از دیگ بخار (یا پس از اکونومایزر آب) با دمای 150-130 درجه سانتیگراد به دو جریان تقسیم می شوند. تقریباً 70 تا 80 درصد گازها از طریق دودکش اصلی فرستاده می شوند و وارد مبدل حرارتی متراکم سطحی می شوند و بقیه گازها به دودکش بای پس فرستاده می شوند. در مبدل حرارتی محصولات احتراق تا دمای 40 تا 50 درجه سانتیگراد خنک می شوند، در حالی که بخشی از بخار آب متراکم می شود که این امر امکان استفاده از گرمای فیزیکی گازهای دودکش و گرمای نهان تراکم بخشی از بخار آب موجود در آنها محصولات احتراق سرد شده پس از جداکننده قطرات با محصولات احتراق سرد نشده که از دودکش بای پس عبور می کنند مخلوط می شوند و در دمای 70-65 درجه سانتیگراد توسط یک خروجی دود از طریق دودکش به اتمسفر خارج می شوند. به عنوان یک محیط گرم در مبدل حرارتی، می توان از آب منبع برای نیازهای تصفیه آب شیمیایی یا هوا، که سپس وارد احتراق می شود، استفاده کرد. برای تشدید تبادل حرارت در مبدل حرارتی، می توان بخار را از هواگیر اتمسفر به دودکش اصلی رساند. همچنین باید به امکان استفاده از بخار آب غیر معدنی تغلیظ شده به عنوان آب منبع اشاره کرد. نتیجه معرفی این روش افزایش راندمان ناخالص دیگ به میزان 2-3٪ با در نظر گرفتن استفاده از گرمای نهان تبخیر بخار آب است.
4. پیش بینی اثربخشی روش در آینده با در نظر گرفتن:
- افزایش قیمت منابع انرژی؛
- رشد رفاه جمعیت؛
- معرفی الزامات زیست محیطی جدید؛
- عوامل دیگر
این روش باعث بهبود راندمان احتراق گاز طبیعی و کاهش انتشار اکسیدهای نیتروژن به جو به دلیل انحلال آنها در بخار آب متراکم می شود.
5. فهرست گروه های مشترکین و اشیایی که از این فناوری می توان استفاده کرد ج حداکثر بهره وری; نیاز به تحقیقات بیشتر برای گسترش فهرست
این روش ممکن است در دیگ های بخار و آب گرم با استفاده از و طبیعی استفاده شود گاز مایع، سوخت زیستی برای گسترش فهرست اشیایی که می توان از این روش استفاده کرد، لازم است فرآیندهای انتقال حرارت و جرم محصولات احتراق نفت کوره، سوخت دیزل سبک و درجات مختلف زغال سنگ مورد مطالعه قرار گیرد.
6. دلایل عدم استفاده از فناوری های کارآمد انرژی پیشنهادی در مقیاس انبوه را شناسایی کنید. یک طرح اقدام برای رفع موانع موجود ترسیم کنید
کاربرد انبوه این روش در فدراسیون روسیه معمولاً به سه دلیل انجام نمی شود:
7. در دسترس بودن محدودیت های فنی و سایر محدودیت ها در استفاده از روش بر روی اشیاء مختلف. در صورت عدم وجود اطلاعات در مورد محدودیت های احتمالی، تعیین آنها با آزمایش ضروری است
محدودیت ها و مشکلات فنی در اجرای روش عبارتند از:
8. نیاز به تحقیق و توسعه و آزمایشات اضافی. موضوعات و اهداف کار
نیاز به تحقیق و توسعه و آزمایش های اضافی در پاراگراف های 5 و 7 آورده شده است.
9. مشوق های موجود، اجبار، مشوق ها برای اجرای روش پیشنهادی و لزوم بهبود آنها.
هیچ اقدامی برای تشویق و اجبار به معرفی این روش وجود ندارد. علاقه به کاهش مصرف سوخت و انتشار اکسیدهای نیتروژن در جو ممکن است معرفی این روش را تحریک کند.
10. نیاز به تدوین قوانین و مقررات جدید یا تغییر
لازم است دستورالعمل هایی برای محاسبه و نصب سیستم های بازیابی حرارت گازهای دودکش عمیق ایجاد شود. شاید لازم باشد اقدامات قانونی مبنی بر منع راه اندازی تاسیسات مصرف سوخت بر روی گاز طبیعی بدون استفاده از بازیابی حرارت گازهای دودکش عمیق اتخاذ شود.
11. در دسترس بودن فرامین، قوانین، دستورالعمل ها، استانداردها، الزامات، اقدامات بازدارنده و سایر اسناد تنظیم کننده استفاده از این روش و الزامی برای اجرا. نیاز به ایجاد تغییرات در آنها یا نیاز به تغییر در اصول تشکیل این اسناد؛ وجود اسناد نظارتی از قبل موجود، مقررات و نیاز به ترمیم آنها
هیچ سوالی در مورد کاربرد این روش در چارچوب نظارتی موجود وجود ندارد.
12. در دسترس بودن پروژه های آزمایشی اجرا شده، تجزیه و تحلیل اثربخشی واقعی آنها، کاستی های شناسایی شده و پیشنهادات برای بهبود فناوری با در نظر گرفتن تجربه انباشته شده
هیچ داده ای در مورد اجرای گسترده این روش در فدراسیون روسیه وجود ندارد، تجربه پیاده سازی در CHPPs RAO UES وجود دارد و همانطور که در بالا ذکر شد، تجربه زیادی در استفاده عمیق از گازهای دودکش در خارج از کشور انباشته شده است. موسسه مهندسی حرارتی تمام روسیه مطالعات طراحی تاسیسات برای استفاده عمیق از گرمای محصولات احتراق را برای دیگهای آب گرم PTVM (KVGM) انجام داد. معایب این روش و پیشنهاداتی برای بهبود در بند 7 آورده شده است.
13. امکان تأثیرگذاری بر سایر فرآیندها در طول معرفی انبوه این فناوری (تغییر در وضعیت محیطی، تأثیر احتمالی بر سلامت انسان، افزایش قابلیت اطمینان تأمین انرژی، تغییر در برنامه بارگذاری روزانه یا فصلی تجهیزات قدرتتغییر در شاخص های اقتصادی تولید و انتقال انرژی و ...)
معرفی انبوه این روش باعث کاهش مصرف سوخت 4-5 کیلوگرم معادل سوخت می شود. به ازای هر گرمکالری گرمای تولید شده و با کاهش انتشار اکسیدهای نیتروژن بر محیط زیست تأثیر می گذارد.
14. وجود و کفایت ظرفیت تولید در روسیه و سایر کشورها برای اجرای انبوه روش.
تأسیسات تولید تخصصی در فدراسیون روسیه می توانند از اجرای این روش اطمینان حاصل کنند، اما نه در نسخه مونوبلاک؛ هنگام استفاده از فناوری های خارجی، نسخه مونوبلاک امکان پذیر است.
15. لزوم آموزش ویژه نیروهای واجد شرایط برای بهره برداری از فناوری اجرا شده و توسعه تولید
برای اجرای این روش، آموزش پروفایل موجود از متخصصان ضروری است. امکان برگزاری سمینارهای تخصصی در خصوص اجرای این روش وجود دارد.
16. روشهای پیشنهادی اجرا:
1) تامین مالی تجاری (با بازیابی هزینه)؛
2) رقابت برای اجرای پروژه های سرمایه گذاری که در نتیجه کار بر روی برنامه ریزی انرژی برای توسعه یک منطقه، شهر، شهرک ایجاد شده است.
3) تامین مالی برای پروژه های صرفه جویی انرژی کارآمد با دوره بازپرداخت طولانی.
4) معرفی ممنوعیت ها و الزامات اجباری برای استفاده، نظارت بر رعایت آنها.
5) پیشنهادات دیگر.
روش های پیشنهادی پیاده سازی عبارتند از:
به منظور. واسه اینکه. برای اینکه توضیحاتی درباره فناوری صرفه جویی در انرژی اضافه کنیدبه کاتالوگ، پرسشنامه را پر کنید و آن را ارسال کنید با علامت "به کاتالوگ".
V. V. Getman، N. V. Lezhneva
کلمات کلیدی: نیروگاه های توربین گاز، نیروگاه های سیکل ترکیبی
مقاله در نظر گرفته است روش های مختلفاستفاده از گرمای گازهای خروجی از اگزوز نیروگاه ها به منظور افزایش راندمان، صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی و افزایش ظرفیت های انرژی.
کلمات کلیدی: تاسیسات توربین گاز، تاسیسات بخار و گاز
در کار روش های مختلفی برای استفاده از گرمای خروجی گازهای نیروگاهی به منظور افزایش راندمان آنها، صرفه جویی در مصرف سوخت آلی و انباشت ظرفیت های نیرو در نظر گرفته می شود.
با شروع اصلاحات اقتصادی و سیاسی در روسیه، قبل از هر چیز، لازم است تعدادی تغییرات اساسی در صنعت برق این کشور ایجاد شود. سیاست انرژی جدید باید تعدادی از وظایف، از جمله توسعه فن آوری های مدرن بسیار کارآمد برای تولید انرژی الکتریکی و حرارتی را حل کند.
یکی از این وظایف افزایش راندمان نیروگاه ها به منظور صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی و افزایش ظرفیت های برق است. اکثر
در این زمینه، نیروگاه های توربین گازی امیدوارکننده هستند که با گازهای خروجی آن تا 20 درصد گرما منتشر می شود.
راه های مختلفی برای افزایش راندمان موتورهای توربین گازی وجود دارد، از جمله:
افزایش دمای گاز جلوی توربین برای توربین های گازی با یک سیکل ترمودینامیکی ساده،
برنامه بازیابی حرارت،
استفاده از گرمای گاز خروجی در چرخه های دوتایی،
ایجاد توربین های گازی بر اساس یک طرح پیچیده ترمودینامیکی و غیره.
امیدوار کننده ترین جهت استفاده مشترک از توربین گاز و واحدهای توربین بخار (GTP و STP) به منظور بهبود عملکرد اقتصادی و زیست محیطی آنها است.
توربین های گاز و نیروگاه های ترکیبی ایجاد شده با استفاده از آنها، با پارامترهایی که در حال حاضر از نظر فنی قابل دستیابی هستند، افزایش قابل توجهی در راندمان تولید گرما و برق ایجاد می کنند.
استفاده گسترده از CCGT های دوتایی و همچنین طرح های ترکیبی مختلف در تجهیز مجدد فنی نیروگاه های حرارتی، در مقایسه با واحدهای توربین بخار سنتی تا 20 درصد در مصرف سوخت صرفه جویی می کند.
به گفته کارشناسان، با افزایش دمای اولیه گاز در جلوی توربین گاز و افزایش سهم قدرت توربین گاز، راندمان چرخه ترکیبی بخار و گاز افزایش می یابد. مهم
همچنین این واقعیت را دارد که، علاوه بر به دست آوردن کارایی، چنین سیستم هایی به هزینه های سرمایه ای قابل توجهی کمتر نیاز دارند، هزینه ویژه آنها 1.5 تا 2 برابر کمتر از هزینه واحدهای توربین بخار نفت گاز و CCGT با حداقل توان توربین گاز است.
با توجه به داده ها، سه جهت اصلی برای استفاده از توربین های گازی و نیروگاه های سیکل ترکیبی در بخش انرژی قابل تشخیص است.
اولین مورد که به طور گسترده در کشورهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از CCGT در نیروگاه های حرارتی متراکم گازی بزرگ است. در این مورد، استفاده از یک CCGT نوع بهره برداری با سهم زیادی از توان توربین گاز کارآمدتر است (شکل 1).
استفاده از CCGT اجازه می دهد تا راندمان احتراق سوخت در TPP ها را 11-15٪ (CCGT با تخلیه گاز به دیگ بخار)، ~ 25-30٪ (CCGT باینری) افزایش دهید.
تا همین اواخر، کار گسترده ای بر روی معرفی CCGT در روسیه انجام نشده است. با این وجود، نمونه های منفرد از چنین واحدهایی برای مدت طولانی با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته اند، به عنوان مثال، یک CCGT با یک ژنراتور بخار فشار بالا (HPG) از نوع HSG-50 در واحد قدرت اصلی CCGT-120 و 3 واحد برق مدرن. با HSPG-120 در شعبه CHPP-2 JSC "TGC-1"؛ PGU-200 (150) با VPG-450 در شعبه Nevinnomysskaya GRES. سه واحد نیرو سیکل ترکیبی با ظرفیت هر کدام 450 مگاوات در Krasnodarskaya GRES نصب شده است. واحد نیرو شامل دو توربین گاز با ظرفیت هر کدام 150 مگاوات، دو دیگ بخار حرارتی زباله و یک توربین بخار با ظرفیت 170 مگاوات است که راندمان چنین نصبی 52.5 درصد است. به علاوه
افزایش کارایی یک CCGT نوع استفاده با بهبود امکان پذیر است
کارخانه توربین گاز و پیچیده کردن طرح فرآیند بخار.
برنج. 1 - طرح CCGT با دیگ حرارت اتلاف
کارخانه سیکل ترکیبی با دیگ -
استفاده کننده (شکل 1) شامل: 1-
کمپرسور؛ 2 - محفظه احتراق; 3- گاز
توربین؛ 4 - ژنراتور برق; 5 - دیگ بخار -
استفاده کننده; 6 - توربین بخار; 7 - خازن؛ هشت
پمپ و 9 - هواگیر. در دیگ بخار حرارتی زباله، سوخت دوباره سوزانده نمی شود و بخار فوق گرم تولید شده در کارخانه توربین بخار استفاده می شود.
جهت دوم استفاده از توربین های گازی برای ایجاد CCGT-CHP و GTU-CHP است. پشت سال های گذشتهگزینه های بسیاری برای طرح های تکنولوژیکی CCGT-CHP پیشنهاد شد. در CHPP های گازسوز، استفاده از نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق توصیه می شود
نوع بازیافت یک مثال معمولی
یک CCGT-CHP بزرگ از این نوع Severo-Zapadnaya CHPP در سن پترزبورگ است. یک واحد CCGT در این CHPP شامل: دو توربین گاز با ظرفیت هر کدام 150 مگاوات، دو دیگ بخار حرارتی زباله، یک توربین بخار است. شاخص های اصلی واحد عبارتند از: توان الکتریکی - 450 مگاوات، توان حرارتی - 407 مگاوات، مصرف سوخت ویژه برای تامین برق - 154.5 گرم c.u. تن / (کیلووات ساعت)، مصرف ویژه سوخت مرجع برای تامین گرما - 40.6 کیلوگرم c.u. تن/GJ، راندمان CHPP برای تامین انرژی الکتریکی - 79.6٪، انرژی حرارتی - 84.1٪.
جهت سوم استفاده از توربین های گاز برای ایجاد CCGT-CHP و GTU-CHP با ظرفیت های کوچک و متوسط بر اساس دیگ خانه ها است. CCGT - CHP و GTU - CHP بهترین گزینه ها، ایجاد شده بر اساس خانه های دیگ بخار، بهره وری برای تامین انرژی الکتریکی در حالت گرمایش در سطح 76 - 79٪ فراهم می کند.
یک نیروگاه سیکل ترکیبی معمولی از دو توربین گازی تشکیل شده است که هر کدام دارای دیگ بخار گرمای اتلاف خود هستند که بخار تولید شده را برای یک توربین بخار معمولی تامین می کند.
نصبی از این نوع برای Shchekinskaya GRES توسعه داده شد. CCGT-490 برای تولید انرژی الکتریکی در حالت های اولیه و جزئی کار نیروگاه با انتشار گرما به مصرف کننده خارجی تا 90 مگاوات با برنامه دمایی زمستانی طراحی شده است. نمودار شماتیک بلوک PGU-490 مجبور شد هنگام قرار دادن دیگ گرمای اتلاف بر روی کمبود فضا تمرکز کند.
نیروگاه توربین بخار در ساختمان های نیروگاه، که مشکلات خاصی را در دستیابی به حالت های بهینه تولید ترکیبی حرارت و برق ایجاد کرد.
در صورت عدم وجود محدودیت در محل نصب و همچنین هنگام استفاده از یک واحد توربین گاز بهبود یافته، می توان راندمان واحد را به میزان قابل توجهی افزایش داد. یک CCGT-320 تک شفت با ظرفیت 300 مگاوات به عنوان یک CCGT بهبود یافته پیشنهاد شده است. واحد توربین گاز کامل CCGT-320 تک شفت GTE-200 است که قرار است ایجاد آن با تغییر به
روتور دو پشتیبانی، نوسازی سیستم خنک کننده و سایر واحدهای توربین گاز به منظور افزایش دمای اولیه گاز. علاوه بر GTE-200، مونوبلوک CCGT-320 حاوی یک K-120-13 STP با یک توربین سه سیلندر، یک پمپ میعانات گازی، یک کندانسور بخار آب بند، یک بخاری است که توسط بخار گرمایشی که از استخراج قبل از آخرین بار تغذیه می شود. مرحله مبدل حرارتی، و یک دیگ بخار حرارتی اتلاف دو فشار حاوی هشت ناحیه تبادل حرارتی، از جمله یک سوپرهیتر بخار متوسط.
برای ارزیابی راندمان نیروگاه، یک محاسبات ترمودینامیکی انجام شد که در نتیجه به این نتیجه رسیدند که هنگام کار در حالت چگالش CCGT-490 ShchGRES، راندمان الکتریکی آن را می توان 2.5٪ افزایش داد و به آن رساند. 50.1 درصد
تحقیق گرمایش
کارخانه های سیکل ترکیبی نشان داده اند که شاخص های اقتصادی CCGT ها به طور قابل توجهی به ساختار طرح حرارتی آنها بستگی دارد، که انتخاب آن به نفع کارخانه ای است که حداقل دمای گازهای دودکش را فراهم می کند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که گازهای خروجی منبع اصلی تلفات انرژی هستند و برای افزایش بازده مدار باید دمای آنها کاهش یابد.
مدل یک CCGT تولید همزمان تک حلقه ای که در شکل 1 نشان داده شده است. 2 شامل یک دیگ گرمای زباله از نوع درام با گردش طبیعی محیط در مدار اواپراتور است. در جریان گازهای موجود در دیگ بخار از پایین به بالا، سطوح گرمایش به ترتیب قرار می گیرند:
سوپرهیتر PP، اواپراتور I، اکونومایزر E و آبگرمکن گازی GSP.
برنج. 2 - نمودار حرارتی CCGT تک مدار
محاسبات سیستم نشان داد که وقتی پارامترهای بخار زنده تغییر می کنند، توان تولید شده توسط CCGT بین بارهای حرارتی و الکتریکی توزیع می شود. با رشد پارامترهای بخار، تولید انرژی الکتریکی افزایش و تولید انرژی حرارتی کاهش می یابد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که با افزایش پارامترهای بخار زنده، تولید آن کاهش می یابد. در عین حال به دلیل کاهش مصرف بخار با تغییر اندک پارامترهای آن در استخراج ها، بار حرارتی آبگرمکن شبکه کاهش می یابد.
یک CCGT دو مداره، و همچنین یک مدار تک مدار، از دو توربین گاز، دو دیگ بخار حرارتی زباله و یک توربین بخار تشکیل شده است (شکل 3). آب شبکه در دو بخاری PGS و (در صورت لزوم) در بخاری شبکه پیک گرم می شود.
در این دوره از گازها در دیگ بخار حرارت زباله
موارد زیر به ترتیب هستند
سطوح گرمایشی: سوپرهیتر بخار فشار قوی HDPE، اواپراتور فشار بالا HP، اکونومایزر فشار بالا HDPE، سوپرهیتر بخار کم فشار HDPE،
اواپراتور کم فشار IND، بخاری گازی کم فشار GPND، آبگرمکن تامین گاز GSP.
برنج. 3 - نمودار مدار حرارتی
CCGT دو مداره
برنج. 4 - طرح استفاده از گرمای گازهای خروجی توربین گاز
علاوه بر دیگ بخار حرارتی زباله، طرح حرارتی شامل یک توربین بخار با سه سیلندر، دو آبگرمکن PSG1 و PSG2، یک هواگیر D و پمپ های تغذیه PEN است. بخار اگزوز از توربین به PSG1 فرستاده شد. بخاری PSG2 با بخار حاصل از استخراج توربین تامین می شود. تمام آب شبکه از PSG1 عبور می کند، سپس بخشی از آب به PSG2 فرستاده می شود، و بخشی دیگر پس از اولین مرحله گرمایش - به GSP واقع در انتهای مسیر گاز دیگ بخار حرارت زباله. میعانات بخار گرمایشی PSG2 به PSG1 تخلیه می شود و سپس وارد HPPG و سپس به هواگیر می شود. پس از اینکه هواگیر تا حدی وارد اکونومایزر مدار فشار قوی شد و تا حدی - به درام B مدار فشار کم آب را تغذیه کنید. بخار حاصل از سوپرهیتر مدار فشار پایین با جریان بخار اصلی پس از سیلندر فشار قوی (HPC) توربین مخلوط می شود.
همانطور که یک تجزیه و تحلیل مقایسه نشان داد، هنگامی که گاز به عنوان سوخت اصلی استفاده می شود، استفاده از طرح های بهره برداری توصیه می شود اگر نسبت گرما و انرژی الکتریکی 0.5 - 1.0 باشد، با نسبت های 1.5 یا بیشتر، اولویت به CCGT مطابق با طرح "ترخیص".
علاوه بر تنظیم چرخه توربین بخار با چرخه توربین گاز، استفاده از گرمای گازهای خروجی
توربین گاز را می توان با تامین بخار تولید شده توسط دیگ بخار حرارتی زباله به محفظه احتراق توربین گاز و همچنین با اجرای یک چرخه احیا کننده انجام داد.
اجرای چرخه احیا (شکل 4) افزایش قابل توجهی در راندمان نصب را با ضریب 1.33 فراهم می کند، اگر درجه افزایش فشار در طول ایجاد توربین گاز مطابق با درجه برنامه ریزی شده انتخاب شود. بازسازی چنین طرحی شامل یک کمپرسور K است. R - احیا کننده؛ KS - محفظه احتراق؛ TC - توربین کمپرسور؛ ST - توربین قدرت؛ CC - کمپرسور گریز از مرکز. اگر توربین گاز بدون بازسازی ساخته شود و درجه افزایش فشار l نزدیک به مقدار بهینه باشد، تجهیز چنین توربین گازی به احیاگر منجر به افزایش راندمان آن نمی شود.
راندمان تاسیساتی که بخار محفظه احتراق را تامین می کند در مقایسه با توربین گاز ضریب 18/1 افزایش می یابد که باعث می شود مصرف گاز سوخت مصرفی توسط نصب توربین گاز کاهش یابد.
تجزیه و تحلیل مقایسه ای نشان داد که بیشترین صرفه جویی در مصرف سوخت هنگام اجرای چرخه احیای GTU با درجه بازسازی بالا، مقدار نسبتاً پایین درجه افزایش فشار در کمپرسور l = 3 و با تلفات اندک محصولات احتراق امکان پذیر است. با این حال، در اکثر TKAهای داخلی، از موتورهای توربین گازی هوانوردی و دریایی با درجه افزایش فشار بالا به عنوان محرک استفاده می شود و در این حالت بازیابی حرارت گازهای خروجی در واحد توربین بخار کارآمدتر است. نصب با تامین بخار به محفظه احتراق از نظر ساختاری ساده ترین، اما کمتر کارآمد است.
یکی از راه های دستیابی به صرفه جویی در مصرف گاز و رفع مشکلات زیست محیطی، استفاده از نیروگاه های بخار-گاز در ایستگاه های کمپرسور است. در پیشرفت‌های تحقیقاتی، دو گزینه جایگزین برای استفاده از بخار حاصل از استفاده از گرمای گازهای خروجی از توربین‌های گاز در نظر گرفته می‌شود: یک نیروگاه سیکل ترکیبی که توسط یک توربین بخار یک دمنده گاز طبیعی هدایت می‌شود و از یک توربین بخار یک ژنراتور الکتریکی. تفاوت اساسی بین این گزینه ها در این واقعیت نهفته است که در مورد یک CCGT با سوپرشارژر، نه تنها از گرمای گازهای خروجی GPU استفاده می شود، بلکه یک GPU با یک واحد پمپاژ توربین بخار جایگزین می شود، در حالی که در CCGT با یک ژنراتور الکتریکی، تعداد GPU ها حفظ می شود و به دلیل گرمای استفاده شده، برق توسط یک توربین بخار مخصوص تولید می شود. تجزیه و تحلیل انجام شده نشان داد که CCGT با درایو دمنده گاز طبیعی بهترین شاخص های فنی و اقتصادی را ارائه می دهد.
در مورد ایجاد یک نیروگاه بخار-گاز با دیگ گرمای زباله بر اساس CS، از GTU برای به حرکت درآوردن سوپرشارژر و نیروگاه بخار (SPU) برای تولید برق استفاده می شود، در حالی که دمای گازهای خروجی پشت دیگ بخار حرارتی زباله 1400 درجه سانتیگراد است.
به منظور افزایش راندمان استفاده از سوخت آلی در سیستم های تامین حرارت غیرمتمرکز، امکان بازسازی دیگ بخار خانه ها با قرار دادن واحدهای توربین گاز (GTP) با ظرفیت کم در آنها و استفاده از محصولات احتراق در کوره ها وجود دارد. دیگ های موجود در عین حال، توان الکتریکی توربین گاز به حالت های کار با توجه به منحنی های بار حرارتی یا الکتریکی و همچنین به عوامل اقتصادی بستگی دارد.
اثربخشی بازسازی دیگ خانه را می توان با مقایسه دو گزینه ارزیابی کرد: 1 - اولیه (دیگ بخار موجود)، 2 - جایگزین، با استفاده از توربین گاز. بیشترین تأثیر در توان الکتریکی توربین گاز برابر با
حداکثر بار منطقه مصرف
تجزیه و تحلیل مقایسه ای یک واحد توربین گاز با بخار تولید کننده CHP به مقدار 0.144 کیلوگرم بر کیلوگرم بر ثانیه. مشخصات چگالشی و توربین های گازی بدون CHP و با مشخصات تبادل حرارتی خشک موارد زیر را نشان دادند:
برق - 1.29، مصرف گاز طبیعی - 1.27، تامین حرارت - 1.29 (به ترتیب 12650 و 9780 کیلوژول بر متر مکعب گاز طبیعی). بنابراین، افزایش نسبی در توان GTU زمانی که بخار از CHP وارد شد 29٪ و مصرف گاز طبیعی اضافی 27٪ بود.
با توجه به داده های آزمایشات عملیاتی، دمای گازهای دودکش در دیگهای آب گرم 180 - 2300 درجه سانتیگراد است که شرایط مطلوبی را برای استفاده از گرمای گازها با استفاده از مبدلهای حرارتی متراکمی (TU) ایجاد می کند. در TU که
برای پیش گرمایش آب شبکه استفاده می شود دیگهای آب گرم، تبادل حرارت با تراکم بخار آب موجود در گازهای خروجی انجام می شود و آب در خود دیگ در حال حاضر در حالت تبادل حرارت "خشک" گرم می شود.
بر اساس داده ها، در کنار مصرف سوخت، استفاده از مشخصات فنی موجب صرفه جویی در مصرف انرژی نیز می شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که هنگامی که یک جریان اضافی از آب در گردش به دیگ وارد می شود، برای حفظ جریان محاسبه شده از طریق دیگ، لازم است بخشی از آب برگشتی از شبکه گرمایش به مقداری معادل جریان گردش مجدد از لوله برگشت به لوله تغذیه.
هنگام تکمیل نیروگاه ها از واحدهای قدرت جداگانه با درایو توربین گاز
ژنراتورها، چندین گزینه برای استفاده از گرمای گازهای خروجی وجود دارد، به عنوان مثال، استفاده از
مبدل حرارتی (UTO) برای گرم کردن آب، یا استفاده از دیگ بخار حرارتی زباله و
ژنراتور توربین بخار برای افزایش تولید برق. تجزیه و تحلیل عملیات نیروگاه، با در نظر گرفتن بازیابی گرما با کمک UTO، افزایش قابل توجهی در ضریب استفاده از گرما، در برخی موارد 2 برابر یا بیشتر، و مطالعات تجربی واحد قدرت EM-25/11 با موتور NK-37 نتیجه گیری زیر را ممکن کرد. بسته به شرایط خاص، عرضه سالیانه گرمای مصرفی می تواند از 210 تا 480 هزار GJ متغیر باشد و صرفه جویی واقعی در گاز 7 تا 17 هزار متر مکعب است.
ادبیات
1. V.M. Maslennikov، مهندسی برق حرارتی، 3، 39-41 (2000).
2. V.I. رومانوف، V.A. Krivutsa، مهندسی برق حرارتی، 4، 27-30 (1996).
3. L.V. آرسنیف، V.G. Tyryshkin، تاسیسات ترکیبی با توربین های گاز. L.: Mashinostroenie, 1982, 407 p.
4. V.I. دوگوسلسکی، A.S. Zemtsov، مهندسی برق حرارتی، 12، 3-7 (2000).
5. B.M. ترویانوفسکی، A.D. تروخنی، وی.جی. گریبین، مهندسی برق حرارتی، 8، 9-13 (1998).
6. A. D. Tsoi، انرژی صنعتی، 4، 50-52 (2000).
7. ق. تسوی، A.V. کلوتسف، A.V. کوریاگین، انرژی صنعتی، 12، 25-32 (1997).
8. V.I. Eveno, Thermal Power Engineering, 12, 48-50 (1998).
9. N.I. سربریانیکوف، E.I. تاپلف، A.K. ماخانکوف، صرفه جویی در انرژی و تصفیه آب، 2، 3-11 (1998).
10. گ.د. بارینبرگ، وی. Dlugoselsky، مهندسی برق حرارتی، 1، 16-20 (1998)
11. A.P. برسنف، مهندسی برق حرارتی، 5، 51-53 (1998).
12. E.N. بوخارکین، انرژی صنعتی، 7، 34-37 (1998).
13. V.I. دوبرخوتوف، مهندسی برق حرارتی، 1، 2-8 (2000).
14. ع.ش. پوپوف، ای.ای. نوگورودسکی، بی. پرمیاکوف، انرژی صنعتی، 1، 34-35 (1997).
15. آی.وی. بلوسنکو، انرژی صنعتی، 5، 53-55 (2000).
16. V.V. گتمن، N.V. لژنف، وستنیک کازان. تکنولوژی Univ., 18, 174-179 (2011).
17. N.V. لژنوا، V.I. الیزاروف، V.V. هتمن، وستنیک کازان. تکنولوژی Univ., 17, 162-167 (2012).
© V.V. Getman - Cand. فن آوری علوم، دانشیار. کافه اتوماسیون فرآیندهای تکنولوژیکی و تولید FGBOU VPO "KNRTU", 1ega [ایمیل محافظت شده] yaMech; N. V. Lezhneva - Ph.D. فن آوری علوم، دانشیار. کافه اتوماسیون فرآیندهای تکنولوژیکی و تولید FGBOU VPO "KNRTU"، [ایمیل محافظت شده]
دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.
میزبانی شده در http://www.allbest.ru/
وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه
موسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای
دانشگاه پلی تکنیک تحقیقات ملی پرم
شعبه برزنیکی
تست
در رشته "صرفه جویی در منابع"
با موضوع "استفاده از گرمای گازهای دودکش"
کار توسط یک دانشجو انجام شد
گروه های EiU- 10z(2)
پاولز یو.اس.
کار توسط معلم بررسی شد
نچایف N.P.
Berezniki 2014
معرفی
1. اطلاعات عمومی
3. دیگ های حرارتی زباله
نتیجه
معرفی
گازها در مهندسی عمدتاً به عنوان سوخت استفاده می شوند. مواد خام برای صنایع شیمیایی: عوامل شیمیایی در جوشکاری، عملیات شیمیایی گازی حرارتی فلزات، ایجاد جو بی اثر یا خاص، در برخی فرآیندهای بیوشیمیایی و غیره. خنک کننده ها؛ بدن کار برای انجام کارهای مکانیکی(سلاح ها، موتورهای جت و پرتابه ها، توربین های گاز، نیروگاه های سیکل ترکیبی، حمل و نقل پنوماتیک و غیره): محیط فیزیکی برای تخلیه گاز (در لوله های تخلیه گاز و سایر دستگاه ها).
بیایید نگاهی دقیق تر به استفاده از گازهای دودکش داشته باشیم.
بازیابی حرارت گاز دودکش
1. اطلاعات عمومی
گازهای دودکش -- محصولات احتراق سوخت های با منشاء آلی، زباله های حاصل از فضای کاری واحدهای متالورژی گرم.
گازهای خروجی (منابع انرژی ثانویه) - گازهای حاصل از احتراق سوخت و همچنین فرآیندهای تکنولوژیکی که از کوره یا واحد خارج می شوند.
استفاده از گرمای فیزیکی توسط گازهای زائد بر اساس کمیت، ترکیب، ظرفیت گرمایی و دما تعیین می شود. بالاترین دمای گازهای دودکش مبدل های اکسیژن (1600-1800 درجه سانتی گراد)، کمترین دمای گازهای دودکش بخاری های هوای کوره بلند (250-400 درجه سانتی گراد). استفاده از حرارت گاز زباله سازماندهی شده است روش های مختلف. در خنک‌سازی احیاکننده یا مدار بسته، از گرمای گازهای دودکش برای افزایش مستقیم مصرف استفاده می‌شود فرآیند تکنولوژیکی(گرمایش احیاگرها یا احیاگرها، محصول شارژ یا فرآیند و غیره). اگر در نتیجه سرمایش احیا کننده از تمام گرمای گازهای دودکش استفاده نشود، از دیگ های حرارتی تلف شده استفاده می شود. گرمای محسوس گازهای زائد نیز برای تولید الکتریسیته در نیروگاه‌های توربین گاز داخلی استفاده می‌شود. گرد و غبار دودکش گازهای کوره بلند موجود در گازهای خروجی، اکسیدهای آهن موجود در گازهای کوره‌های باز و مبدلهای اکسیژن در کارخانه‌های تمیز کردن گاز جمع‌آوری می‌شوند و به عنوان یک محصول بازیافتی به فرآیند فناوری بازگردانده می‌شوند.
2. احیا کننده و بازیابی کننده برای گرم کردن هوا و گاز
همانطور که در بالا ذکر شد، هوا و گاز در احیاگرها یا احیاگرها با استفاده از گرمای گازهای دودکش خروجی از محفظه های کاری کوره ها گرم می شوند. احیاء کننده ها در کوره های ذوب فولادی که در آنها هوا و گاز تا دمای 1000 تا 1200 درجه حرارت داده می شود استفاده می شود. اصل کار احیاگرها این است که به طور متناوب دو نازل آجری (شبکه) گرما فشرده را با گازهایی که از محفظه کار کوره خارج می شوند گرم می کنند و به دنبال آن گاز یا هوای گرم شده را از نازل گرم شده عبور می دهند. گرمایش گاز یا هوا در احیاگرها با تغییر حالت دوم به گرمایش یا سرمایش همراه است. این نیاز به تغییرات دوره ای در جهت حرکت شعله در محفظه کار کوره دارد که باعث می شود دستگاه های احتراق تعویض شوند. بنابراین، کل فرآیند عملیات کوره برگشت پذیر می شود. این امر طراحی کوره را پیچیده می کند و هزینه عملکرد آن را افزایش می دهد، اما به توزیع یکنواخت دما در فضای کاری کوره کمک می کند.
اصل کار مبدل حرارتی که یک مبدل حرارتی سطحی است، انتقال مداوم گرما، گازهای دودکش خروجی از محفظه کار کوره، هوای گرم یا سوخت گازی است.
ریکپراتور با حرکت مداوم گازها در یک جهت مشخص می شود که طراحی کوره ها را بسیار ساده کرده و هزینه ساخت و بهره برداری را کاهش می دهد.
روی انجیر شکل 1 یک مبدل حرارتی سرامیکی معمولی را نشان می دهد که در آن لوله ها از عناصر سرامیکی هشت ضلعی ساخته شده اند و فضای بین لوله ها با کاشی های شکل پوشیده شده است. گازهای دودکش در داخل لوله ها حرکت می کنند و هوای گرم شده به بیرون (در جهت عرضی) حرکت می کند. ضخامت دیواره لوله ها 13 تا 16 میلی متر است و نشان دهنده مقاومت حرارتی قابل توجهی است. ضریب انتقال حرارت (به سطح هوا اشاره می شود) 6 - 8 W / (m 2 deg) است. عناصر بازیابی کننده های سرامیکی از خاک نسوز یا از توده های نسوز رسانای گرمای دیگر ساخته می شوند و به دنبال آن پخت می شوند. مزایای ریکپراتورهای سرامیکی مقاومت بالای آنها در برابر آتش و پایداری حرارتی خوب است - هنگامی که گازهای دودکش با دمای بسیار بالا از داخل ریکپراتور عبور می کنند، مواد خراب نمی شوند.
برنج. 1. مبدل حرارتی سرامیکی لوله ای.
1 - هوای گرم 2 - گازهای دودکش؛ 3 - هوای سرد; 4 - لوله های سرامیکی; 5 - پارتیشن.
از معایب ریکپراتورهای سرامیکی می توان به چگالی کم، ظرفیت حرارتی بالا، انتقال حرارت ضعیف از گازهای دودکش به هوا و خرابی اتصالات المنت در اثر ضربه و اعوجاج اشاره کرد. این کاستی‌ها به شدت گسترش دستگاه‌های بازیابی سرامیکی را محدود می‌کند و فقط در کوره‌هایی که به طور مداوم کار می‌کنند در کارگاه‌هایی که مکانیسم‌های ضربه‌ای وجود ندارد (مثلا چکش‌های بخار) نصب می‌شوند.
پرکاربردترین آنها بازیابی کننده های فلزی هستند که مطلوب ترین چشم انداز توسعه را دارند. امکان سنجی اقتصادی نصب چنین بازیابی کننده ها با بازپرداخت سریع هزینه های ساخت و ساز (0.25 - 0.35 سال) تأیید می شود.
بازیابی کننده های فلزی با انتقال حرارت کارآمد، ظرفیت حرارتی کم، و در نتیجه، آمادگی سریع برای عملکرد عادی و چگالی بالا مشخص می شوند. عناصر مبدل های حرارتی فلزی بسته به دمای عملیاتی مواد و ترکیب گازهای دودکشی که از مبدل حرارتی عبور می کنند از فلزات مختلفی ساخته می شوند. فلزات آهنی ساده - فولاد کربنی و چدن خاکستری - در دماهای پایین (500 درجه سانتیگراد) به شدت شروع به اکسید شدن می کنند و بنابراین از چدن و فولاد مقاوم در برابر حرارت برای ساخت ریکاوراتورها استفاده می شود که شامل نیکل، کروم، سیلیکون، آلومینیوم است. به عنوان افزودنی های آلیاژی، تیتانیوم و غیره که مقاومت فلز را در برابر تشکیل رسوب افزایش می دهد.
راه حل سازنده یک بازیابی کننده دمای پایین با گرمایش هوا تا 300 - 400 ?С نسبتا ساده است. ایجاد یک ریکاوراتور با دمای بالا برای گرم کردن هوا و سوخت گازی تا دمای 700 تا 900 درجه سانتیگراد یک مشکل فنی جدی است که هنوز به طور کامل حل نشده است. پیچیدگی آن در حصول اطمینان از عملکرد قابل اعتماد بازیابی کننده ها در طول کارکرد طولانی مدت هنگام استفاده از گازهای دودکش با دمای بالا، حمل ذرات جامد معلق خاکستر، کربن سیاه، بار و غیره است که باعث سایش ساینده می شود. هنگامی که این ذرات از جریان خارج می شوند، سطح گرم کننده مبدل حرارتی در سمت گاز آلوده می شود. با هوای گرد و غبار، سطح گرمایش نیز از سمت هوا آلوده می شود. لوله‌های جدا از بسته‌های لوله بازیابی‌کننده‌ها، تعبیه‌شده در صفحات لوله، در امتداد جریان گاز در شرایط دمایی مختلف عمل می‌کنند، گرم می‌شوند و به روشهای مختلف منبسط می‌شوند.
این تفاوت در انبساط لوله ها نیاز به جبران متفاوتی دارد که دستیابی به آن دشوار است. روی انجیر 2 طراحی موفق یک مبدل حرارتی لوله ای را نشان می دهد که سطح گرمایش آن از حلقه های آویزان آزادانه جوش داده شده در کلکتورها (جعبه ها) تشکیل شده است. مبدل حرارتی از دو بخش تشکیل شده است که از طریق آن هوا به صورت متوالی به سمت گازهای دودکش در حال حرکت در بسته های لوله عبور می کند. مبدل حرارتی حلقه شکل دارای جبران انبساط حرارتی خوبی است که شرط بسیار مهمی برای عملکرد مطمئن است.
برنج. 2. مبدل حرارتی حلقه ای شکل برای نصب روی گراز (قابل نصب روی سقف کوره نیز می باشد).
روی انجیر 3 نشان داده شده است مدارمبدل حرارتی شیار تابشی با دمای بالا، متشکل از دو سیلندر فولادی، که یک شکاف متحدالمرکز را تشکیل می دهد، که از طریق آن هوای گرم شده با سرعت بالا هدایت می شود. گازهای دودکش رشته ای در داخل سیلندر حرکت می کنند و به سطح سیلندر داخلی تابش می کنند. مبدل حرارتی لوله ای نسبت به مبدل های شکاف دار در عملکرد قابل اعتمادتر است. مزایای بازیابی کننده های تابشی عبارتند از: مصرف کمتر فولاد مقاوم در برابر حرارت به دلیل تبادل حرارت تابشی شدید در دمای بالای گاز (800 - 1200 درجه سانتیگراد) و حساسیت کمتر سطح گرمایش به آلودگی. یک مبدل حرارتی همرفتی باید بعد از مبدل حرارتی تابشی نصب شود، زیرا دمای گازهای بعد از مبدل حرارتی تابشی هنوز بسیار بالا است.
برنج. 3. طرح های بازیابی کننده های فولادی تابشی.
الف - حلقوی (شکاف)؛ ب - لوله ای با صفحه نمایش تک ردیفی.
روی انجیر شکل 4 یک مبدل حرارتی با لوله های گردش دوگانه را نشان می دهد. هوای سرد ابتدا از لوله های داخلی عبور می کند و سپس از طریق فضای متحدالمرکز لوله ها وارد کلکتور هوای گرم می شود. لوله های داخلینقش یک سطح گرمایش غیر مستقیم را بازی می کند.
مبدل های حرارتی لوله ای با چگالی بالا مشخص می شوند و بنابراین می توانند برای گرم کردن سوخت های گازی نیز استفاده شوند. ضریب انتقال حرارت می تواند به 25 - 40 W / (m 2 deg) برسد. ساخت مبدل های حرارتی صفحه ای سخت تر، چگالی و دوام کمتری دارند و به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند. مبدل های حرارتی که جدا از کوره نصب می شوند، فضای اضافی را در کارگاه اشغال می کنند، در بسیاری از موارد این امر مانع استفاده از آنها می شود، با این حال، اغلب می توان با موفقیت مبدل های حرارتی را روی کوره یا زیر کوره قرار داد.
برنج. 4. مبدل حرارتی لوله فولادی با گردش دوگانه.
گرمای گازهای دودکش خروجی از کوره ها، علاوه بر گرم کردن هوا و سوخت گازی، می تواند در دیگ های حرارتی زباله برای تولید بخار استفاده شود. در حالی که گاز و هوای گرم شده در خود واحد کوره استفاده می شود، بخار به مصرف کنندگان خارجی (برای نیازهای تولید و انرژی) ارسال می شود.
در همه موارد، باید برای بیشترین بازیابی گرما تلاش کرد، یعنی آن را به صورت گرما از اجزای احتراق گرم شده (سوخت گازی و هوا) به فضای کار کوره بازگرداند. در واقع، افزایش بازیابی گرما منجر به کاهش مصرف سوخت و تشدید و بهبود فرآیند فناوری می شود. با این حال، وجود احیاگرها یا احیاگرها همیشه امکان نصب دیگ های حرارتی زباله را از بین نمی برد. اول از همه، دیگهای حرارت هدر رفته در کوره‌های بزرگ با دمای نسبتاً بالای گازهای دودکش کاربرد پیدا کرده‌اند: در کوره‌های ذوب فولاد با اجاق باز، در کوره‌های طنین‌دار ذوب مس، در کوره‌های دوار برای برشته کردن کلینکر سیمان، به روش خشک. تولید سیمان و غیره
برنج. 5. دیگ حرارت ضایعات لوله گاز TKZ نوع KU-40.
1 - سوپرهیتر؛ 2 - سطح لوله; 3 - اگزوز دود.
گرمای گازهای دودکش حاصل از احیاء کننده های کوره های باز با دمای 500 تا 650 درجه سانتیگراد در دیگ های حرارتی ضایعاتی لوله گاز با گردش طبیعی سیال کار استفاده می شود. سطح گرمایش دیگ های لوله گاز شامل لوله های آتش نشانی است که گازهای دودکش با سرعت تقریبی 20 متر بر ثانیه از داخل آنها عبور می کنند. گرما از گازها به سطح گرمایش توسط همرفت منتقل می شود و بنابراین افزایش سرعت باعث افزایش انتقال حرارت می شود. کارکرد دیگ های لوله گاز آسان است، در هنگام نصب نیازی به آستر و قاب ندارند و چگالی گاز بالایی دارند.
روی انجیر 5 دیگ لوله گاز کارخانه تاگانروگ را با بهره وری متوسط D cf = 5.2 تن در ساعت با انتظار عبور گازهای دودکش تا 40000 متر مکعب در ساعت نشان می دهد. فشار بخار تولید شده توسط دیگ 0.8 MN/m2 است. دما 250 درجه سانتی گراد دمای گازهای قبل از دیگ 600 درجه سانتیگراد و پشت دیگ 200 - 250 درجه سانتیگراد است.
در دیگ های با گردش اجباری، سطح گرمایش از کویل هایی تشکیل شده است که محل قرارگیری آن ها با شرایط گردش طبیعی محدود نمی شود و بنابراین این گونه دیگ ها فشرده هستند. سطوح کویل از لوله هایی با قطر کم، به عنوان مثال d = 32×3 میلی متر ساخته شده است که وزن دیگ را سبک می کند. با گردش چندگانه، زمانی که نسبت گردش 5 - 18 باشد، سرعت آب در لوله ها قابل توجه است، حداقل 1 متر بر ثانیه، در نتیجه رسوب نمک های محلول از آب در سیم پیچ ها کاهش می یابد و کریستالی می شود. مقیاس شسته شده است با این حال، دیگ‌ها باید با آب تصفیه شده شیمیایی توسط فیلترهای کاتیونی و سایر روشهای تصفیه آب که استانداردهای آب تغذیه دیگهای بخار معمولی را برآورده می‌کنند، تغذیه شوند.
برنج. 6. طرح یک دیگ بخار حرارتی با گردش اجباری چندگانه.
1 - سطح اکونومایزر; 2 - سطح تبخیر; 3 - سوپرهیتر; 4 - درام جمع کن; 5 - پمپ سیرکولاسیون; 6 - لجن گیر; 7 - اگزوز دود.
روی انجیر شکل 6 چیدمان سطوح گرمایش کویل در دودکش های عمودی را نشان می دهد. حرکت مخلوط بخار و آب انجام می شود پمپ گردش خون. طرح‌های دیگهای بخار از این نوع توسط Tsentroenergochermet و Gipromez توسعه یافته‌اند و برای نرخ جریان گاز دودکش تا 50 تا 125 هزار متر مکعب در ساعت با میانگین تولید بخار از 5 تا 18 تن در ساعت تولید می‌شوند.
هزینه بخار 0.4 - 0.5 RUR/t به جای 1.2 - 2 RUR/t برای بخار گرفته شده از توربین های بخار CHPPs و 2 - 3 RUR/t برای بخار از دیگهای بخار صنعتی است. هزینه بخار از هزینه های انرژی برای رانندگی دستگاه های تخلیه دود، هزینه های آماده سازی آب، استهلاک، تعمیرات و نگهداری تشکیل می شود. سرعت گازها در دیگ از 5 تا 10 متر بر ثانیه است که انتقال حرارت خوب را تضمین می کند. مقاومت آیرودینامیکی مسیر گاز 0.5 - 1.5 کیلو نیوتن بر متر مربع است، بنابراین واحد باید دارای پیش نویس مصنوعی از اگزوز دود باشد. افزایش پیش نویس که همراه با نصب دیگ های حرارتی زباله است، به عنوان یک قاعده، عملکرد کوره های باز را بهبود می بخشد. چنین دیگ‌هایی در کارخانه‌ها رواج یافته‌اند، اما عملکرد خوب آنها مستلزم محافظت از سطوح گرمایشی در برابر حمل گرد و غبار و ذرات سرباره و تمیز کردن سیستماتیک سطوح گرمایشی از حباب با دمیدن با بخار فوق‌گرم، شستشو با آب (در زمان توقف دیگ بخار) است. ، توسط ارتعاش و غیره
برنج. 7. مقطع دیگ بخار گرمای زباله KU-80. 1 - سطح تبخیر; 2 - سوپرهیتر; 3 - طبل; 4 - پمپ سیرکولاسیون.
برای استفاده از گرمای گازهای دودکش از کوره های طنین ذوب مس، دیگ های لوله آب با گردش طبیعی نصب می شوند (شکل 7). گازهای دودکش در این حالت دمای بسیار بالایی دارند (1100 تا 1250 درجه سانتیگراد) و به میزان 100 تا 200 گرم بر متر مکعب به گرد و غبار آلوده می شوند و بخشی از گرد و غبار دارای خاصیت سایشی (ساینده) بالایی است. قسمت دیگر در حالت نرم شده است و می تواند سطح گرمایش دیگ را سرباره کند. گرد و غبار زیاد گازها است که باعث می شود فعلاً بازیابی گرما در این کوره ها کنار گذاشته شود و استفاده از گازهای دودکش در دیگ های حرارتی زباله محدود شود.
انتقال گرما از گازها به سطوح تبخیر صفحه نمایش بسیار فشرده انجام می شود، که تبخیر شدید ذرات سرباره، خنک شدن، دانه بندی و افتادن به داخل قیف سرباره را تضمین می کند، که سرباره سطح گرمایش همرفتی دیگ را از بین می برد. نصب چنین بویلرهایی برای استفاده از گازهایی با دمای نسبتاً پایین (500 - 700 درجه سانتیگراد) به دلیل انتقال حرارت ضعیف توسط تشعشع غیرعملی است.
در مورد تجهیزات کوره‌های با دمای بالا با بازیابی‌کننده‌های فلزی، نصب دیگهای حرارت ضایعاتی مستقیماً در پشت اتاق‌های کار کوره‌ها توصیه می‌شود. در این حالت دمای گاز دودکش در دیگ به 1000 - 1100 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. با این دما، می توان آنها را از قبل به بخش مقاوم در برابر حرارت مبدل حرارتی هدایت کرد. اگر گازها مقدار زیادی گرد و غبار را حمل کنند، دیگ گرمای زباله به شکل دیگ گرانولاتور سرباره صفحه قرار می گیرد که جدا شدن حباب از گازها را تضمین می کند و کار مبدل حرارتی را تسهیل می کند.
نتیجه
با افزایش هزینه استخراج سوخت و تولید انرژی، نیاز به استفاده کامل تر از آنها در صورت تبدیل به گازهای قابل احتراق، گرمای هوا و آب گرم افزایش می یابد. اگرچه استفاده از منابع انرژی ثانویه اغلب با سرمایه گذاری های اضافی و افزایش تعداد پرسنل خدمات همراه است، تجربه شرکت های پیشرفته تأیید می کند که استفاده از منابع انرژی ثانویه از نظر اقتصادی بسیار سودآور است.
فهرست ادبیات استفاده شده
1. Rosengart Yu.I. منابع انرژی ثانویه متالورژی آهنی و استفاده از آنها - به.: " دانشکده تحصیلات تکمیلی"، 2008 - 328s.
2. Shchukin A. A. کوره های صنعتی و تاسیسات گاز کارخانه ها. کتاب درسی برای دبیرستان ها. اد. دوم، تجدید نظر شده م.، «انرژی»، 1973. 224 ص. از بیمار
3. خراز D. I. روشهای استفاده از منابع انرژی ثانویه در تولید مواد شیمیایی / D. I. Kharaz، B. I. Psakhis. - م.: شیمی، 1984. - 224 ص.
میزبانی شده در Allbest.ru
شرح مراحل آماده سازی سوخت جامدبرای احتراق محفظه ای ایجاد یک طرح فناوری برای تولید انرژی و گرما. انجام محاسبات تعادل مواد و حرارت واحد دیگ بخار. روشهای تمیز کردن گازهای دودکش از اکسیدهای گوگرد و نیتروژن
مقاله ترم، اضافه شده در 1393/04/16
طراحی ریکاوراتور. محاسبه مقاومت در مسیر حرکت هوا، تلفات کل. انتخاب فن محاسبه تلفات فشار در مسیر گازهای دودکش. طراحی گراز. تعیین مقدار گازهای دودکش. محاسبه دودکش.
مقاله ترم، اضافه شده در 2010/07/17
مبانی نظریجذب محلول گازها در مایعات بررسی و ویژگی های روش های جذب برای تصفیه گازهای زائد از ناخالصی های اسیدی، ارزیابی مزایا و معایب آنها. محاسبه فن آوری دستگاه های تصفیه گاز.
مقاله ترم، اضافه شده 04/02/2015
محاسبه کارخانه بازیافت حرارت اتلاف از کوره کلینکر کارخانه سیمان. اسکرابر برای تصفیه پیچیده گازهای خروجی. پارامترهای مبدل های حرارتی مرحله اول و دوم. تعیین پارامترهای اقتصادی سیستم طراحی شده.
مقاله ترم، اضافه شده در 2011/06/15
ویژگی های گازهای دودکش. توسعه یک حلقه کنترل تجزیه و تحلیل گاز: هدف و دامنه، شرایط عملیاتی، عملکرد. مبدل الکترو پنوماتیک سری 8007. شیر کنترل با حرکت پنوماتیک.
مقاله ترم، اضافه شده در 2011/07/22
انواع و ترکیب گازهای تشکیل شده در طی تجزیه هیدروکربن های نفتی در فرآیندهای فرآوری آن. استفاده از تاسیسات جداسازی گازهای اشباع و غیر اشباع و بنزین سازی سیار. کاربرد صنعتی گازهای فرآوری
چکیده، اضافه شده در 1393/02/11
سیستم مدیریت کیفیت کارخانه آلومینیوم نووکوزنتسک. تشکیل گازها در تولید الکترولیتی آلومینیوم. ویژگی های فن آوری تمیز کردن خشک گازهای خروجی، انواع راکتورها، دستگاه های به دام انداختن آلومینا فلوئوردار.
گزارش تمرین، اضافه شده در 1394/07/19
انجام محاسبات احتراق سوخت برای تعیین مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق. درصد ترکیب محصولات احتراق. تعیین اندازه فضای کاری کوره. انتخاب پوشش نسوز و روش دفع گاز دودکش.
مقاله ترم، اضافه شده 05/03/2009
شرح طرح تکنولوژیکی تاسیسات برای استفاده از گرمای گازهای زائد کوره تکنولوژیکی. محاسبه فرآیند احتراق، ترکیب سوخت و میانگین ظرفیت حرارتی ویژه گازها. محاسبه تعادل حرارتی کوره و راندمان آن. تجهیزات دیگ بخار حرارتی زباله.
مقاله ترم، اضافه شده 10/07/2010
محاسبه احتراق مخلوطی از کوره کک و گازهای طبیعی با توجه به ترکیبات داده شده. گرمای احتراق سوخت. فرآیند حرارت دادن فلز در کوره ها، ابعاد فضای کار. ضریب تشعشع از محصولات احتراق به فلز، با در نظر گرفتن گرمای منعکس شده از سنگ تراشی.
مجموعه مقالات Instorf 11 (64)
UDC 622.73.002.5
Gorfin O.S. Gorfin O.S.
گورفین اولگ سمنوویچ، دکترا، پروفسور. گروه ماشین آلات و تجهیزات ذغال سنگ نارس دانشگاه فنی دولتی Tver (TvSTU). Tver، دانشگاهی، 12. [ایمیل محافظت شده]گورفین اولگ اس.، دکترا، استاد کرسی ماشین آلات و تجهیزات ذغال سنگ نارس دانشگاه فنی دولتی Tver. ترور، آکادمیچسکایا، 12
Zyuzin B.F. Zyuzin B.F.
زیوزین بوریس فدوروویچ، دکترای علوم فنی، پروفسور، رئیس. بخش ماشین آلات و تجهیزات ذغال سنگ نارس TvGTU [ایمیل محافظت شده]زیوزین بوریس اف.، دکتر. استاد، رئیس کرسی ماشین آلات و تجهیزات ذغال سنگ نارس دانشگاه فنی دولتی Tver
میخائیلوف A.V. میخائیلوف A.V.
میخائیلوف الکساندر ویکتورویچ، دکترای علوم فنی، استاد گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مواد معدنی و مواد خام "Gorny"، سنت پترزبورگ، لنینسکی پر.، 55، ساختمان. 1، آپارتمان 635. [ایمیل محافظت شده]میخائیلوف الکساندر وی، دکتر. دانشیار، استاد کرسی ماشین سازی دانشگاه ملی معدن، St. پترزبورگ، لنینسکی پر.، 55، ساختمان 1، آپارتمان. 635
دستگاه برای عمیق
برای استفاده عمیق از گرما
بازیابی حرارت گازهای احتراق
نوع سطحی از نوع سطحی
حاشیه نویسی. در این مقاله طراحی واحد بازیابی گرما مورد بحث قرار می گیرد که در آن روش انتقال انرژی حرارتی استفاده شده از خنک کننده به محیط دریافت کننده گرما تغییر می کند که امکان استفاده از گرمای تبخیر رطوبت سوخت را در هنگام خنک سازی عمیق فراهم می کند. گازهای دودکش را تخلیه کرده و به طور کامل از آن برای گرم کردن آب خنک کننده استفاده کنید که بدون پردازش اضافی به نیازهای چرخه توربین بخار ارسال می شود. این طرح اجازه می دهد تا در فرآیند بازیابی حرارت، گازهای دودکش را از اسیدهای سولفوریک و گوگردی تمیز کرده و از میعانات خالص شده به عنوان استفاده شود. آب گرم. چکیده. در این مقاله طراحی مبدل حرارتی توضیح داده شده است که در آن از روش جدیدی برای انتقال گرمای بازیافتی از حامل گرما به گیرنده گرما استفاده می شود. ساختار اجازه می دهد تا از گرمای تبخیر رطوبت سوخت در حین خنک سازی عمیق گازهای دودکش استفاده شود و به طور کامل از آن برای گرم کردن آب خنک کننده اختصاص داده شده بدون پردازش بیشتر به نیازهای چرخه توربین بخار استفاده شود. این طرح امکان تصفیه گازهای دودکش زائد از گوگرد و اسید سولفور و استفاده از میعانات تصفیه شده به عنوان آب گرم را فراهم می کند.
کلیدواژه: CHP; تاسیسات دیگ بخار؛ مبدل حرارتی نوع سطحی؛ خنک کننده عمیق گازهای دودکش؛ استفاده از گرمای تبخیر رطوبت سوخت کلیدواژه: نیروگاه ترکیبی حرارت و برق. تاسیسات دیگ بخار؛ استفاده کننده حرارت از نوع سطحی؛ خنک کننده عمیق گازهای احتراق؛ استفاده از گرمای بخار تشکیل رطوبت سوخت.
مجموعه مقالات Instorf 11 (64)
در دیگ بخار نیروگاه های حرارتی، انرژی تبخیر رطوبت و سوخت همراه با گازهای دودکش در جو آزاد می شود.
در دیگ بخار خانه های گازدار، تلفات حرارتی با گازهای دودکش می تواند به 25٪ برسد. در دیگ های سوخت جامد تلفات حرارتی حتی بیشتر است.
برای نیازهای تکنولوژیکی TBZ، ذغال سنگ نارس آسیاب شده با رطوبت تا 50٪ در دیگ بخار سوزانده می شود. این بدان معناست که نیمی از جرم سوخت را آب تشکیل می دهد که در حین احتراق به بخار تبدیل می شود و اتلاف انرژی برای تبخیر رطوبت سوخت به 50 درصد می رسد.
کاهش تلفات انرژی حرارتی نه تنها یک موضوع صرفه جویی در سوخت است، بلکه کاهش انتشار گازهای گلخانه ای مضر در جو است.
کاهش تلفات انرژی حرارتی با استفاده از مبدل های حرارتی با طرح های مختلف امکان پذیر است.
مبدل های حرارتی تراکمی که در آنها گازهای دودکش در زیر نقطه شبنم خنک می شوند، امکان استفاده از گرمای نهان تراکم بخار آب و رطوبت سوخت را فراهم می کنند.
پرکاربردترین مبدل های حرارتی تماسی و سطحی هستند. مبدل های حرارتی تماسی به دلیل سادگی طراحی، مصرف کم فلز و شدت بالای انتقال حرارت (اسکرابر، برج خنک کننده) کاربرد وسیعی در صنعت و انرژی دارند. اما آنها یک اشکال قابل توجه دارند: آب خنک کننده به دلیل تماس آن با محصولات احتراق - گازهای دودکش آلوده است.
از این نظر مبدل های حرارتی سطحی از جذابیت بیشتری برخوردار هستند که تماس مستقیمی بین محصولات احتراق و مایع خنک کننده ندارند که نقطه ضعف آن دمای نسبتاً پایین گرمایش آن برابر با دمای لامپ مرطوب است (50 .. 60 درجه سانتیگراد).
مزایا و معایب مبدل های حرارتی موجود به طور گسترده در ادبیات تخصصی پوشش داده شده است.
راندمان مبدل های حرارتی سطحی را می توان با تغییر روش تبادل حرارت بین محیطی که گرما می دهد و آن را دریافت می کند، به طور قابل توجهی افزایش داد، همانطور که در طرح پیشنهادی مبدل حرارتی انجام شده است.
نمودار یک مبدل حرارتی برای بازیابی حرارت گازهای دودکش عمیق نشان داده شده است.
روی تصویر بدنه 1 مبدل حرارتی بر روی پایه 2 قرار دارد. در قسمت میانی بدنه یک مخزن عایق 3 به شکل یک منشور وجود دارد که با آب جاری از پیش تصفیه شده پر شده است. آب از بالا از طریق لوله 4 وارد می شود و در قسمت پایین محفظه 1 توسط پمپ 5 از دروازه 6 خارج می شود.
در دو طرف انتهایی مخزن 3، ژاکت های 7 و 8 جدا شده از قسمت میانی وجود دارد که حفره های آنها از طریق حجم مخزن 3 توسط ردیف هایی از لوله های موازی افقی به هم متصل می شوند که دسته های لوله های 9 را تشکیل می دهند که در آنها گازها وجود دارد. در یک جهت حرکت کنید پیراهن 7 به بخش‌هایی تقسیم می‌شود: 10 تک نفره پایین و بالایی (قد h) و بقیه 11 - دوتایی (قد 2 ساعت). پیراهن 8 فقط دارای دو بخش 11 است. قسمت پایینی 10 پیراهن 7 توسط یک دسته لوله 9 به پایین بخش دوتایی 11 پیراهن 8 متصل می شود. پیراهن 8 توسط یک دسته لوله 9 به پایین قسمت دوتایی بعدی 11 پیراهن 7 و غیره متصل می شود. به صورت سری، قسمت بالای یک پیراهن به قسمت پایین پیراهن دوم و قسمت بالایی این قسمت توسط یک دسته لوله 9 به قسمت پایین قسمت بعدی پیراهن اول متصل می شود. پیراهن، بنابراین یک سیم پیچ با مقطع متغیر تشکیل می دهد: دسته های لوله 9 به طور دوره ای با حجم بخش های ژاکت متناوب می شوند. در قسمت پایین سیم پیچ یک لوله انشعاب 12 - برای تامین گازهای دودکش، در قسمت بالایی - یک لوله انشعاب 13 برای خروج گازها وجود دارد. لوله های شاخه 12 و 13 توسط یک دودکش بای پس 4 به هم متصل می شوند، که در آن یک دروازه 15 نصب شده است، که برای توزیع مجدد بخشی از گازهای دودکش داغ که با عبور از مبدل حرارتی به داخل دودکش (در شکل نشان داده نشده است) طراحی شده است.
گازهای دودکش وارد مبدل حرارتی می شوند و به دو جریان تقسیم می شوند: قسمت اصلی (حدود 80٪) محصولات احتراق وارد قسمت پایینی 10 (ارتفاع h) ژاکت 7 می شود و از طریق لوله های بسته 9 به سیم پیچ مبدل حرارتی بقیه (حدود 20٪) وارد دودکش بای پس 14 می شود. توزیع مجدد گازها برای افزایش دمای گازهای دودکش خنک شده در پشت مبدل حرارتی به 60-70 درجه سانتیگراد انجام می شود تا از تراکم احتمالی بخار رطوبت باقیمانده سوخت جلوگیری شود. در بخش های دم سیستم
گازهای دودکش از پایین از طریق لوله 12 به مبدل حرارتی وارد شده و به داخل خارج می شوند
مجموعه مقالات Instorf 11 (64)
تصویر طرح مبدل حرارتی (نمایش A - اتصال لوله ها با پیراهن) شکل. طرح گرماساز (نگاه A - اتصال لوله ها با پیراهن)
قسمت بالایی نصب - لوله 13. از قبل آماده شده است آب سردمخزن را از بالا از طریق لوله 4 پر می کند و توسط پمپ 5 و شیر دروازه 6 واقع در قسمت پایین محفظه 1 خارج می شود. جریان مخالف آب و گازهای دودکش راندمان تبادل حرارت را افزایش می دهد.
حرکت گازهای دودکش از طریق مبدل حرارتی توسط اگزوز فن آوری دود اتاق دیگ بخار انجام می شود. برای غلبه بر مقاومت اضافی ایجاد شده توسط مبدل حرارتی، می توان یک اگزوز دود قوی تری نصب کرد. در این مورد، باید در نظر داشت که مقاومت هیدرولیکی اضافی تا حدی با کاهش حجم محصولات احتراق به دلیل تراکم بخار آب در گازهای دودکش برطرف می شود.
طراحی مبدل حرارتی نه تنها استفاده موثر از گرمای تبخیر رطوبت سوخت را فراهم می کند، بلکه میعانات حاصل از جریان گاز دودکش را نیز حذف می کند.
حجم بخش های پیراهن 7 و 8 بیشتر از حجم لوله های متصل کننده آنهاست، بنابراین سرعت گازها در آنها کاهش می یابد.
گازهای دودکشی که وارد مبدل حرارتی می شوند دمایی بین 150-160 درجه سانتی گراد دارند. اسیدهای سولفوریک و گوگردی در دمای 130-140 درجه سانتیگراد متراکم می شوند، بنابراین تراکم اسیدها در قسمت اولیه سیم پیچ اتفاق می افتد. با کاهش سرعت جریان گاز در بخش های در حال انبساط سیم پیچ - بخش های ژاکت و افزایش چگالی میعانات اسیدهای سولفوریک و گوگردی در حالت مایع نسبت به چگالی در حالت گازی، تغییر چندگانه می شود. در جهت جریان گازهای دودکش (جداسازی اینرسی)، میعانات اسیدها رسوب می کند و بخشی از میعانات بخار آب از گازها خارج می شود و به داخل تله میعانات اسیدی 16 می رود، از آنجا که دریچه 17 فعال می شود، از آنجا خارج می شود. به فاضلاب صنعتی منتقل می شود.
بیشتر میعانات میعانات - بخار آب با کاهش بیشتر دمای گاز به 60-70 درجه سانتیگراد در قسمت بالایی سیم پیچ آزاد می شود و وارد تله میعانات رطوبت 18 می شود و از آنجا می توان از آن به عنوان آب گرم بدون اضافه استفاده کرد. در حال پردازش.
مجموعه مقالات Instorf 11 (64)
لوله های کویل باید از مواد ضد خوردگی یا با پوشش داخلی ضد خوردگی ساخته شوند. برای جلوگیری از خوردگی، تمام سطوح مبدل حرارتی و خطوط لوله اتصال باید با روکش لاستیکی باشد.
در این طرح مبدل حرارتی، گازهای دودکش حاوی بخار رطوبت سوخت از طریق لوله های سیم پیچ حرکت می کند. ضریب انتقال حرارت در این حالت بیش از 10000 W/(m2 °C) نمی باشد، به همین دلیل راندمان انتقال حرارت به شدت افزایش می یابد. لوله های کویل مستقیماً در حجم مایع خنک کننده قرار دارند، بنابراین تبادل حرارت به طور مداوم با تماس انجام می شود. این امر باعث می شود تا خنک سازی عمیق گازهای دودکش تا دمای 40-45 درجه سانتی گراد انجام شود و تمام گرمای استفاده شده از تبخیر رطوبت سوخت به آب خنک کننده منتقل شود. آب خنک کننده با گازهای دودکش تماس پیدا نمی کند، بنابراین می توان آن را بدون پردازش اضافی در چرخه توربین بخار و مصرف کنندگان آب گرم (در سیستم تامین آب گرم، گرمایش آب شبکه برگشت، نیازهای تکنولوژیکی شرکت ها، در گلخانه ها و ...) استفاده کرد. تاسیسات گلخانه ای و غیره). این مزیت اصلی طراحی پیشنهادی مبدل حرارتی است.
مزیت دستگاه پیشنهادی این است که در مبدل حرارتی، زمان انتقال حرارت از محیط گاز دودکش داغ به خنک کننده و در نتیجه دمای آن با تغییر دبی مایع به کمک دمپر تنظیم می شود. .
برای بررسی نتایج استفاده از واحد بازیابی حرارت، محاسبات مهندسی حرارت برای یک دیگ بخار با خروجی بخار دیگ بخار 30 تن بخار در ساعت (دما 425 درجه سانتیگراد، فشار 3.8 مگاپاسکال) انجام شد. کوره 17.2 تن در ساعت پیت آسیاب شده با رطوبت 50 درصد می سوزاند.
ذغال سنگ نارس با رطوبت 50٪ حاوی 8.6 تن در ساعت رطوبت است که هنگام سوزاندن ذغال سنگ نارس به گازهای دودکش منتقل می شود.
مصرف هوای خشک (گاز دودکش).
gfl. g. \u003d a x L x G، ^ ^ \u003d 1.365 x 3.25 x 17 200 \u003d 76 300 کیلوگرم روز گرم در ساعت،
که در آن L = 3.25 کیلوگرم خشک است. گرم / کیلوگرم ذغال سنگ نارس - از نظر تئوری مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق. a \u003d 1.365 - میانگین ضریب نشت هوا.
1. گرمای استفاده از گاز دودکش آنتالپی گاز دودکش
J \u003d ccm x t + 2.5 d، ^g / kg. خشک گاز،
که در آن ccm ظرفیت گرمایی گازهای دودکش (ظرفیت حرارتی مخلوط)، ^zh / کیلوگرم °K، t دمای گازها، °K، d میزان رطوبت گازهای دودکش، G. رطوبت / کیلوگرم. d.g.
ظرفیت حرارتی مخلوط
ssM = sg + 0.001dcn،
که در آن cg، cn - ظرفیت گرمایی، به ترتیب، گاز خشک (گازهای دودکش) و بخار.
1.1. گازهای دودکش در ورودی مبدل حرارتی با دمای 150 - 160 درجه سانتیگراد، C. g = 150 درجه سانتیگراد را می گیریم. cn = 1.93 - ظرفیت گرمایی بخار؛ cg = 1.017 - ظرفیت گرمایی گازهای دودکش خشک در دمای 150 درجه سانتیگراد. d150، گرم بر کیلوگرم. خشک د - میزان رطوبت در 150 درجه سانتیگراد.
d150 = GM./Gfl. g. \u003d 8600 / 76 300 x 103 \u003d
112.7 گرم بر کیلوگرم خشک جی،
جایی که Gvl. = 8600 کیلوگرم در ساعت - جرم رطوبت موجود در سوخت. ccm \u003d 1.017 + 0.001 x 112.7 x 1.93 \u003d 1.2345 ^w / kg.
آنتالپی گازهای دودکش J150 = 1.2345 x 150 + 2.5 x 112.7 = 466.9 نانوگرم بر کیلوگرم.
1.2. گازهای دودکش در خروجی مبدل حرارتی با دمای 40 درجه سانتیگراد
ccm \u003d 1.017 + 0.001 x 50 x 1.93 \u003d 1.103 ^g / kg ° C.
d40 = 50 گرم بر کیلوگرم خشک
J40 \u003d 1.103 x 40 + 2.5 x 50 \u003d 167.6 نانوگرم بر کیلوگرم.
1.3. در مبدل حرارتی 20 درصد گازها از دودکش بای پس و 80 درصد از سیم پیچ عبور می کنند.
توده گازهایی که از سیم پیچ عبور می کنند و در تبادل حرارت شرکت می کنند
GzM = 0.8Gfl. g. \u003d 0.8 x 76300 \u003d 61040 کیلوگرم در ساعت.
1.4. گرمای استفاده
Exc \u003d (J150 - J40) x ^m \u003d (466.9 - 167.68) x
61 040 \u003d 18.26 x 106، ^w/h.
این گرما برای گرم کردن آب خنک کننده استفاده می شود
Qx ™ \u003d W x st x (t2 - t4)،
که در آن W مصرف آب، کیلوگرم در ساعت است. sv = 4.19 ^w/kg °C - ظرفیت گرمایی آب؛ t 2، t4 - دمای آب
مجموعه مقالات Instorf 11 (64)
به ترتیب در خروجی و ورودی مبدل حرارتی؛ ما tx = 8 ° C را می پذیریم.
2. مصرف آب خنک کننده، کیلوگرم بر ثانیه
W \u003d Qyra / (sv x (t2 - 8) \u003d (18.26 / 4.19) x 106 / (t2 - 8) / 3600 \u003d 4.36 x 106 / (t2 -8) x 3600.
با استفاده از وابستگی به دست آمده، می توان میزان مصرف آب خنک کننده با دمای مورد نیاز را تعیین کرد، به عنوان مثال:
^, °C 25 50 75
W, kg/s 71.1 28.8 18.0
3. نرخ جریان میعانات G^^ است:
^ond \u003d GBM (d150 - d40) \u003d 61.0 x (112.7 - 50) \u003d
4. بررسی امکان تراکم باقیمانده رطوبت ناشی از تبخیر سوخت در عناصر دم سیستم.
میانگین رطوبت گازهای دودکش در خروجی مبدل حرارتی
^p \u003d (d150 x 0.2 Gd. g + d40 x 0.8 Gd. g.) / GA g1 \u003d
112.7 x 0.2 + 50 x 0.8 = 62.5 گرم بر کیلوگرم خشک جی.
با توجه به نمودار J-d، این میزان رطوبت مربوط به دمای نقطه شبنم برابر با tp است. آر. = 56 درجه سانتیگراد.
دمای واقعی گاز دودکش در خروجی مبدل حرارتی برابر است با
tcjmKT \u003d ti50 x 0.2 + t40 x 0.8 \u003d 150 x 0.2 + 40 x 0.8 \u003d 64 درجه سانتی گراد.
از آنجایی که دمای واقعی گاز دودکش در پشت مبدل حرارتی بالاتر از نقطه شبنم است، بخار رطوبت سوخت در اجزای انتهایی سیستم تراکم نخواهد شد.
5. کارایی
5.1. کارایی استفاده از گرمای تبخیر رطوبت سوخت.
مقدار گرمای وارد شده به مبدل حرارتی
Q^h \u003d J150 x Gft g \u003d 466.9 x 76 300 \u003d
35.6 x 106، MJ/h.
بهره وری Q \u003d (18.26 / 35.6) x 100 \u003d 51.3%
که در آن 18.26 x 106، MJ/h گرمای استفاده از تبخیر رطوبت سوخت است.
5.2. راندمان استفاده از رطوبت سوخت
بهره وری W \u003d ^cond / W) x 100 \u003d (3825 / 8600) x 100 \u003d 44.5%.
بنابراین، مبدل حرارتی پیشنهادی و روش عملکرد آن خنک‌سازی عمیق گازهای دودکش را فراهم می‌کند. به دلیل متراکم شدن بخار رطوبت سوخت، راندمان تبادل حرارت بین گازهای دودکش و خنک کننده به طور چشمگیری افزایش می یابد. در این حالت، تمام گرمای نهان تبخیر استفاده شده برای گرم کردن مایع خنک‌کننده منتقل می‌شود که می‌تواند بدون پردازش اضافی در چرخه توربین بخار استفاده شود.
در حین کار مبدل حرارتی، گازهای دودکش از اسیدهای سولفوریک و سولفور تمیز می شوند و بنابراین می توان از میعانات بخار برای تامین گرمای گرم استفاده کرد.
محاسبات نشان می دهد که کارایی:
هنگام استفاده از گرمای تبخیر
رطوبت سوخت - 51.3٪
رطوبت سوخت - 44.5٪.
کتابشناسی - فهرست کتب
1. آرونوف، I.Z. گرمایش تماسی آب توسط محصولات احتراق گاز طبیعی. - L.: Nedra, 1990. - 280 p.
2. کودینوف، A.A. صرفه جویی در انرژی در مهندسی برق حرارتی و فناوری های حرارتی. - M.: Mashinostroenie, 2011. - 373 p.
3. پت. 2555919 (RU).(51) IPC F22B 1|18 (20006.01). مبدل حرارتی برای بازیابی عمیق گرما از گازهای دودکش از نوع سطح و روش کار آن /
O.S. گورفین، بی.اف. زیوزین // اکتشافات. اختراعات - 2015. - شماره 19.
4. Gorfin، O.S.، Mikhailov، A.V. ماشین آلات و تجهیزات برای پردازش ذغال سنگ نارس. قسمت 1. تولید بریکت ذغال سنگ نارس. - Tver: TVGTU 2013. - 250 p.
