Теплотехническая установка

 

Изобретение относится к устройствам для теплообработки материалов и может быть применено на машиностроительных и металлургических предприятиях для безокислительного нагрева металла. Установка дополнительно содержит испарительный теплообменник 9 и теплообменник - конденсатор 10 с конденсаторосборником 13, включенных последовательно по ходу дымовых газов с рекуператором 8, при этом испарительный теплообменник 9 соединен паропроводом с верхней зоной печи и водопроводом с конденсатосборником 13 теплообменника - конденсатора 10. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для теплообработки материалов и может быть применено на машиностроительных и металлургических предприятиях для безокислительного нагрева металла.

Известны теплотехнические установки для термообработки материалов, содержащие высокотемпературную печь и утилизационное оборудование. Недостатком таких установок является то, что в них нельзя качественно организовать безокислительный нагрев металла.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является теплотехнологическая установка, содержащая нагревательную печь, разделенную огнеупорным сводом на нижнюю и верхнюю зоны с установленными в каждой из них горелками и соединенную газоходом с утилизационным оборудованием, содержащим рекуператор для подогрева воздуха.

Недостатком известного решения является то, что в верхнюю зону печи для организации дожигания подается избыточное количество воздуха, а при развитии высокой температуры способствует образованию окислов азота, загрязняющих окружающую атмосферу. При понижении температуры в зоне дожигания снижается интенсивность теплообмена и соответственно снижается эффективность работы установки.

Целью изобретения является повышение эффективности работы установки с одновременным снижением вредных выбросов в окружающую атмосферу за счет снижения температуры факела и повышения степени черноты продуктов сгорания в зоне дожигания.

Поставленная цель достигается тем, что в теплотехнологической установке, содержащей печь, разделенную огнеупорным сводом на нижнюю и верхнюю зоны с установленными в каждой из них горелками и утилизационное устройство, содержащее рекуператор, согласно изобретению утилизационное устройство дополнительно содержит испарительный теплообменник и теплообменник-конденсатор с конденсатосборником, включенные последовательно по ходу дымовых газов с рекуператором, причем испарительный теплообменник соединен паропроводом с верхней зоной печи и водопроводом с конденсатосборником трубчатого теплообменника.

На чертеже изображена предлагаемая теплотехнологическая установка, продольный разрез.

Теплотехнологическая установка содержит печь 1, разделенную огнеупорным сводом 2 на нижнюю 3 и верхнюю 4 зоны с установленными в каждой из них горелками 5 и 6 и утилизационное устройство, включающее в себя соединенные последовательно по дымовым газам газоход 7, рекуператор 8, испарительный теплообменник 9, теплообменник-конденсатор 10, оборудованный выходным патрубком 11, конденсатором 12 и конденсатосборником 13, соденинным водопроводом 14 со входом испарительного теплообменника 9, а выход которого соединен паропроводом 15 с верхней зоной 4 печи 1. При этом рекуператор 8 соединен трубопроводом 16 горячего воздуха с горелкой 5.

Теплотехнологическая установка работает следующим образом.

Продукты неполного горения, получающиеся за счет снижения топлива в горелке 5 при недостатке воздуха для обеспечения безокислительного нагрева металла, из зоны 3 поступают в зону 4, где дожигаются поредством подачи избытка воздуха через горелку 6. Для снижения температуры факела и соответственно для предотвращения образования окислов азота через паропровод 15 в зону 4 подается пар. Наличие водяного пара в объеме зоны 4 увеличивает степень черноты продуктов сгорания и интенсифицирует лучистый теплообмен со сводом 2, излучающим в объеме зоны 3 и тем самым компенсируется понижение температуры факела. То есть интенсивность теплообмена в печи 1 остается на том же уровне или выше без образования окислов азота. Насыщенные водяными парами продукты сгорания поступают в газоход 7 и последовательно проходят рекуператор, где нагревают воздух, идущий на горелку 5 по трубопроводу 16 и обеспечивающий процесс неполного горения, затем испарительный теплообменник 9, где испаряется горячая вода из водопровода 14 и получающийся пар направляется по паропроводу 15 в зону 4 и наконец продукты сгорания поступают в теплообменник 10, где посредством трубочатого конденсатора 12, по которому циркулирует холодная вода и в них конденсируются водяные пары, а конденсат собирается в конденсатосборнике 13 и отводится по трубопроводу 14 в испарительный теплообменик 9. Осушенные газы отводятся в атмосферу через патрубок 11.

Наличие в теплотехнологической установке испарительного теплообменника и теплообменника-конденсатора обеспечивает получение непосредственно в установке пара, подаваемого в рабочее пространство печи для подавления образования окислов азота, а теплообменник-конденсатор обеспечивает глубокую утилизацию тепла продуктов сгорания с осушкой газов от водяных паров, подаваемых из испарительного теплообменника. Кроме того, имеется возможность конденсации водяных паров, получающихся в результате горения топлива и получение конденсата в виде готового продукта.

Таким образом, предлагаемая схема теплотехнологической установки обеспечивает эффективность ее работы с точки зрения теплотехнологического процесса и защиты окружающей среды от вредных выбросов.

Формула изобретения

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая печь, разделенную огнеупорным сводом на нижнюю и верхнюю зоны с установленными в каждой из них горелками и утилизационное устройство с рекуператором, отличающаяся тем, что она снабжена испарительным теплообменником и теплообменником-конденсатором с конденсатосборником, включенными последовательно по ходу дымовых газов с рекуператором, причем испарительный теплообменник соединен паропроводом с верхней зоной печи и водопроводом с конденсатосборником теплообменника-конденсатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1