Установка для утилизации тепла дымовых газов

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для утилизации тепла отработанных в энергетических установках газов. Сущность изобретения в том, что установка для утилизации тепла дымовых газов содержит установленные один напротив другого, на одинаковом расстоянии от размещенного перед ними оросителя утилизационный теплообменник и теплообменник промежуточного теплоносителя, нагреваемый тракт которого на входе подключен к влагосборнику, сопла оросителя направлены в противоположную по отношению к теплообменникам сторону. При этом установка для утилизации тепла дымовых газов дополнительно снабжена установленным в газоходе и расположенным над оросителем теплообменником догрева орошающей воды, нагреваемый тракт которого на входе подключен к теплообменнику промежуточного теплоносителя, а на выходе - к оросителю. При таком выполнении повышается эффективность работы установки путем более полной утилизации. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для утилизации тепла отработанных в энергетических установках газов.

Известна установка для утилизации тепла дымовых газов (см. авт. свид. СССР 1032273, БИ 28, 1993), включающая установленные в газоходе ороситель с раздающими соплами, утилизационный теплообменник и теплообменник промежуточного теплоносителя, нагреваемый тракт которого на входе подключен к влагосборнику, а на выходе к оросителю, при этом ороситель расположен перед указанными теплообменниками, установленными один напротив другого на одинаковом расстоянии от оросителя, сопла которого направлены в противоположную по отношению к теплообменникам сторону, и принятая за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной установки для утилизации тепла дымовых газов, принятой за прототип, относится то, что известная установка обладает пониженной эффективностью работы, так как орошающая вода в верхней зоне теплообменников одновременно нагревается газами, имеющими максимальную температуру, и охлаждается наружными поверхностями теплообменников, что снижает передачу теплоты от газов к нагреваемым теплоносителям. Кроме того, орошающая вода и вода, отводимая потребителю тепла, подогреваются до низкой температуры 50-55^oС, не превышающей температуру мокрого термометра.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для повышения эффективности работы установки для утилизации тепла дымовых газов целесообразно в газоходе над оросителем установить теплообменник, в котором орошающую воду догревать до более высокой температуры. В этом случае при теплообмене орошающей воды с газами увеличивается количество испаряемых в продукты сгорания водяных паров и их парциальное давление, что обусловливает нагревание отводимой потребителю тепла воды до более высокой температуры. Догрев орошающей воды дополнительно интенсифицирует теплообмен в верхней зоне теплообменников, установленных после оросителя.

Технический результат - повышение эффективности работы установки для утилизации тепла дымовых газов путем установки в газоходе над оросителем теплообменника догрева орошающей воды.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной установке для утилизации тепла дымовых газов содержатся установленные в газоходе ороситель с раздающими соплами, утилизационный теплообменник и теплообменник промежуточного теплоносителя, нагреваемый тракт которого на входе подключен к влагосборнику, при этом ороситель расположен перед указанными теплообменниками, установленными один напротив другого на одинаковом расстоянии от оросителя, сопла которого направлены в противоположную по отношению к теплообменникам сторону. Особенность заключается в том, что установка для утилизации тепла дымовых газов дополнительно снабжена установленным над оросителем теплообменником догрева орошающей воды, нагреваемый тракт которого на входе подключен к теплообменнику промежуточного теплоносителя, а на выходе - к оросителю.

На чертеже представлена схема установки для утилизации тепла дымовых газов.

Установка для утилизации тепла дымовых газов содержит установленные в газоходе 1 теплообменник 2 догрева орошающей воды, утилизационный теплообменник 3 и теплообменник 4 промежуточного теплолоносителя (орошающей воды), подключенный своим входом к влагосборнику 5, а выходом - к теплообменнику 2 догрева орошающей воды, нагреваемый тракт которого на выходе подключен к оросителю 6, раздающие сопла 7 которого направлены в противоположную по отношению к теплообменникам 3 и 4 сторону. Теплообменники 2, 3 и 4 могут быть выполнены с оребрением.

Работа установки для утилизации тепла дымовых газов осуществляется следующим образом.

Дымовые газы с температурой 140-170^oС проходят по газоходу 1, омывают наружные поверхности теплообменников 2, 3 и 4 и отдают им тепло, подогревая теплоносители, проходящие через них. В теплообменнике 2 догрева орошающей воды продукты сгорания охлаждаются до температуры 90-100^oС, не превышающей точку росы, из газов не происходит конденсация водяных паров. В теплообменниках 3 и 4 продукты сгорания охлаждаются ниже точки росы - до температуры 30-40^oС. При этом происходит конденсация из газов части водяных паров. Таким образом, полезно используются как физическая теплота газов, так и скрытая теплота конденсации части находящихся в них водяных паров.

Дымовые газы непосредственно перед теплообменниками 3 и 4 орошаются водой, подаваемой оросителем 6, подключенным к влагосборнику 5 через теплообменник 4 промежуточного теплоносителя и теплообменник 2 догрева орошающей воды. В теплообменнике 2 орошающая жидкость подогревается до температуры 80-90^oС. Следовательно, и количество испаряемой в дымовые газы влаги, которая определяет парциальное давление водяных паров в продуктах сгорания, будет больше, что повышает температуру мокрого термометра и обеспечивает нагревание воды в утилизационном теплообменнике 3 до более высокой температуры.

Орошающая вода омывает наружные поверхности теплообменников 3 и 4, увеличивает коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания и вместе с конденсатом водяных паров из дымовых газов стекает во влагосборник 5. Расположение раздающих сопел 7 навстречу потоку дымовых газов позволяет за счет увеличения времени соприкосновения между газами и орошающей водой подогреть последнюю до более высокой температуры. Подогрев орошающей воды до более высокой температуры дополнительно интенсифицирует теплообмен в верхней зоне теплообменников 3 и 4, установленных после оросителя.

Установка в газоходе над оросителем теплообменника догрева орошающей воды обусловливает повышение температуры мокрого термометра и обеспечивает нагревание отводимой потребителю тепла воды до более высокой температуры, что повышает эффективность работы установки для утилизации тепла дымовых газов.

Формула изобретения

Установка для утилизации тепла дымовых газов, содержащая установленные в газоходе ороситель с раздающими соплами, утилизационный теплообменник и теплообменник промежуточного теплоносителя, нагреваемый тракт которого на входе подключен к влагосборнику, при этом ороситель расположен перед указанными теплообменниками, установленными один напротив другого на одинаковом расстоянии от оросителя, сопла которого направлены в противоположную по отношению к теплообменникам сторону, отличающаяся тем, что установка для утилизации тепла дымовых газов дополнительно снабжена установленным в газоходе и расположенным над оросителем теплообменником догрева орошающей воды, нагреваемый тракт которого на входе подключен к теплообменнику промежуточного теплоносителя, а на выходе - к оросителю.

РИСУНКИ

Рисунок 1