Глубокое охлаждение - дымовой газ
Cтраница 1
Глубокое охлаждение дымовых газов, в том числе продуктов сгорания природного газа, имеет ряд особенностей. Первая из них заключается в том, что рассмотрение данного вопроса нельзя ограничить только собственно котлом или утилизационным теплообменником, где возможно охлаждение газов. Требуется рассмотреть также условия работы элементов котельной или другой топливоиспользующей установки, находящихся ( по газовому тракту) за утилизационным теплообменником, поскольку известны случаи разрушения дымовых труб котельных, работающих на газе, из-за выпадения влаги при низких тепловых нагрузках котлов, когда температура газов за котлами ниже 80 - 100 С. [1]
Глубокое охлаждение дымовых газов возможно в любом теплообменнике. Однако для этих целей наиболее целесообразны теплообменники с большой поверхностью теплообмена в единице объема и достаточно высоким коэффициентом теплообмена, что обеспечивает приемлемые металлоемкость и габаритные размеры. Важно также, чтобы аэродинамическое и гидравлическое сопротивления подобных аппаратов не требовали большой затраты электроэнергии на привод насосного и тягового оборудования, а также замены его в действующих котельных. [2]
Для глубокого охлаждения дымовых газов ниже точки росы до недавнего времени единственным приемлемым типом оборудования справедливо считались контактные теплообменники. Действительно, применение насадочных, пенных, барбо-тажных и даже форсуночных и тарельчатых ( каскадных) контактных теплообменников обеспечивает, с одной стороны, развитую поверхность теплообмена, с другой - сравнительно высокую интенсивность теплообмена, превышающую на порядок коэффициенты теплоотдачи при конвективном теплопере-носе, а в результате - умеренную металлоемкость, сравнительно небольшие капитальные вложения и эксплуатационные расходы. [3]
Для глубокого охлаждения дымовых газов, уходящих из котла и подогрева питательной воды применяются водяные экономайзеры, при этом рекомендуются только чугунные. [4]
Благодаря глубокому охлаждению дымовых газов, возможность применения естественной тяги при установке контактных водяных экономайзеров весьма ограничена, поэтому, как правило, применяется принудительная тяга. [5]
Решение задачи глубокого охлаждения дымовых газов ниже точки росы в сочетании со стремлением обеспечить стабильно высокое качество горячей воды и возможность использования ее для бытовых и любых производственных нужд привели, как уж е указывалось, к созданию различных конструкций контактно-поверхностных экономайзерных установок. Их изготовление и изучение эксплуатационных показателей в настоящее время только разворачиваются и каких-либо надежных данных пока нет. При установке контактно-поверхностных экономайзеров основное внимание должно быть уделено воде I контура. I контура существенно изменяется благодаря образованию конденсата. [6]
Теплоутилизаторы для глубокого охлаждения дымовых газов ниже точки росы существенно отличаются от оборудования, охлаждающего газы до температуры более 120 - 150 С. С одной стороны, эффективность глубокого охлаждения дымовых газов значительно выше, чем при их охлаждении до традиционных температур ( 120 - 150 С), а затраты на установку собственно оборудования для глубокого охлаждения газов, особенно контактных экономайзеров, сравнительно невелики и не превышают затрат на установку традиционного теплоутилизационного оборудования той же мощности. С другой стороны, необходимые при глубоком охлаждении газов меры по предотвращению конденсации остаточных водяных паров в газоходах и дымовой трубе либо сооружение газоходов и дымовой трубы, приспособленных к конденсации паров, а также меры по антикоррозионной защите, которые в отдельных случаях необходимо принимать, увеличивают общий объем работ, повышают трудоемкость и стоимость установки в целом. [7]
Таким образом, глубокое охлаждение дымовых газов в сочетании с конденсацией водяных паров настолько снижает объем дымовых газов, прокачиваемых дымососом, что, несмотря на существенное увеличение сопротивления газового тракта, мощность, затрачиваемая на привод дымососа, снижается либо остается практически неизменной. [8]
Области применения оборудования, обеспечивающего глубокое охлаждение дымовых газов, в принципе, достаточно широки. Для этого требуется охладить дымовые газы до 30 - 40 С и сконденсировать водяные пары из дымовых газов до влагосодержания не выше 30 - 50 г / кг. Достижение такого глубокого охлаждения и осушения газов возможно при подаче в противоточный аппарат воды с более низкой температурой и в соответствующем количестве. [9]
Из вышеизложенного можно сделать однозначный вывод, что под глубоким охлаждением дымовых газов следует понимать снижение их температуры ниже точки росы. В поверхностных теплообменниках только при температуре газов в пристенном слое ниже точки росы возможна конденсация содержащихся в них водяных паров, являющаяся иногда более значительным источником выделения теплоты, чем только физическая теплота газов, выделяющаяся при их охлаждении. [10]
 |
Схематический план туннельной печи прямого действия с распределенным отбором продуктов горения. [11] |
Принципиальная схема туннельной печи удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к лучшей тепловой схеме ( высокая степень регенерации тепла обожженных изделий, достаточно глубокое охлаждение дымовых газов), и печь имеет расход топлива в 1 5 - 2 раза меньший, чем периодически действующая камерная печь того же назначения. По такому же принципу, что и туннельная печь, работают кольцевые и многокамерные печи, применяемые в силикатной промышленности. [12]
Как видно из этих данных, контактные котлы-экономайзеры описанной конструкции с погружной горелкой являются весьма эффективным типом водонагревателя контактного типа, поскольку наличие второй ступени позволяет обеспечить такое же глубокое охлаждение дымовых газов, как и в контактных экономайзерах НИИСТ или контактных котлах АКХ. Вместе с тем температура горячей воды в этих агрегатах выше, чем в экономайзерах, что делает их более универсальными. Однако даже и эта более высокая температура ( 80 - 85 С) при упоминавшейся выше схеме теплоснабжения с промежуточным теплообменником может оказаться недостаточной, поскольку технико-экономическими расчетами доказано, что: а) оптимальный режим работы агрегата обеспечивается при нагреве в нем воды до температуры, не превышающей 70 С; б) оптимальный перепад температур в промежуточном теплообменнике находится в диапазоне 10 - 20е С, Таким образом, температура воды на выходе из промежуточного теплообменника не превышает 60е С, хотя по СНиП для бытового горячего водоснабжения на выходе из генератора тепла требуется более высокая температура. [13]
 |
Зависимость влагосодер-жания уходящих газов от коэффициента орошения и высоты насадки из керамических колец размерами 35X35X4 мм. Усл. обозначения - на III-3. [14] |
На основании проведенных опытов был сделан вывод, что при высоте слоя насадки 600 мм из загруженных навалом колец размерами 35x35x4 мм в контактных экономайзерах при удовлетворительном орошении насадки водой может быть достигнуто достаточно глубокое охлаждение дымовых газов, обеспечивающее конденсацию значительной части водяных паров. [15]
Страницы: 1 2 3