Эффективная утилизация отходов с помощью котла. Котел утилизатор

Котел утилизатор - устройство и принцип работы

Котел утилизатор — это устройство, работающее на тепловой энергии, получаемой из газов дизельного и газотурбинного оборудования, а также, сушильных барабанов, туннельных и вращающихся печей. Такие котлы используют энергию, которая в противном случае, была бы потрачена впустую, ведь на промышленных предприятиях значительная часть газов выбрасывается просто в атмосферу. Между тем, температура выходящих градусов может доходить до тысячи градусов, поэтому не использовать такую энергию было бы нерационально.

Утилизаторы позволяют задействовать тепло выходящих газов, повышая тем самым коэффициент использования топлива. Кроме того, утилизация дает возможность сократить выбросы в атмосферу вредных веществ.

Особенности оборудования

Котел утилизатор работает без собственной топочной камеры. Такой агрегат использует тепло, получаемое в ходе других технологических процессов.

Обратите внимание! Когда в составе выходящих газов имеется как физическая, так и химическая составляющая теплоты, то последнюю имеет смысл сжечь.

Одна из характерных черт функционирования промышленных утилизационных систем состоит в том, что в выходящих газах могут находиться множество небольших частиц. Они бывают в жидком, твердом или газообразном виде. Возникают частицы вследствие работы производственных установок и представляют собой осколки металла, шихты, шлака или окалины. Жидкие частицы — результат выплавки металлов. В целом, образование этих микроотходов связано с повышенными температурами, применяемыми при металлообработке.

На эффективность утилизации выходящих газов оказывает влияние тепловая мощность отопительного агрегата, режим подачи в него отходов и их температура. Объем и температура выходящих газов зависит от количества сжигаемого топлива и характера промышленного процесса. Значительный объем шихтовых газов выдается в цветной и черной металлургии — при продувании конвертеров кислородом.

Схема котла-утилизатора с принудительной циркуляцией: 1 — барабан; 2 — испарительная часть; 3 — пароперегреватель; 4 — водяной экономайзер.

Как сказано выше, на функционирование утилизатора большое влияние оказывает режим подачи в него газов. Промышленное оборудование (особенно это относится к конвертерам) часто работает циклично, что отрицательно сказывается на продуктивности котельного агрегата.

Котел утилизатор можно классифицировать по следующим параметрам:

1. По температуре газа, подающегося в агрегат. По этому параметру оборудование подразделяется на: низкотемпературное (менее 900 градусов) и высокотемпературное (свыше 1000 градусов). В условиях низких температур передача тепловой энергии осуществляется благодаря конвекции, а при высоких показателях — в процессе излучения. При температурах, превышающих 1100 градусов, жидкие продукты сгорания меняют свое агрегатное состояние.
2. По паровым характеристикам котел утилизатор может относиться к 3 классам: оборудования с низким давлением (1,5 МПа и 300 градусов), с повышенным давлением (4,5 МПа и 450 градусов), и с высоким (от 10 до 14 МПа и 550 градусов).
3. По принципу передвижения жидкости, пара и продуктов сгорания утилизационные котлы разделяются на два типа: газотрубные и водотрубные.
4. По способу передвижения жидкости в испарительном контуре утилизирующее оборудование дифференцируется на котлы с естественной и принудительной циркуляцией.
5. По комплектации и нагревательным поверхностям оборудование подразделяется на такие типы: башенный, горизонтальный и туннельный. В низкотемпературных устройствах применяется змеевиковая конвективная нагревательная поверхность. В высокотемпературных модификациях — конвективно-радиационная поверхность.

Принцип работы газотрубных утилизаторов

Газотрубные агрегаты бывают двух типов: расположенные по вертикали и по горизонтали. Такое оборудование чаще всего применяется возле мартеновских, обжиговых и других печей. Газотрубные устройства характеризуются относительно незначительными показателями мощности.

Котел утилизатор газотрубной модификации работает так: разогретый газ (температура примерно 1200 градусов) покидает печь и поставляется в нижнюю область газохода агрегата. В этой части находятся W-образные настенные поверхности (в виде лент и экранов), а также, конвективный пакет пароперегревателя.

Газотрубный котел-утилизатор ТКЗ типа КУ-40. 1 — пароперегреватель; 2 — трубная поверхность; 3 — дымосос.

Под воздействием тепла вода преобразуется в пар. Далее смесь воды с паром начинает циркуляцию по настенным поверхностям. В ходе процесса котел производит пар под давлением до 4,5 МПа и температурой до 440 градусов. Это дает возможность получить высокие показатели мощностных характеристик — до 8 МВт. Для поддержания стабильного теплового потенциала, до утилизатора ставится предтопок с газовой горелкой.

Принцип работы водотрубных утилизаторов

В основу работы таких утилизаторов заложена многоразовая принудительная циркуляция, благодаря чему, испарительный элемент можно изготавливать в любой необходимой конфигурации. Испарительный элемент разделяется на ряд параллельно подключенных секций, что дает возможность сильно уменьшить сопротивление испарительной области и задействовать циркуляционные насосы небольшой мощности.

Вода, поступающая в водогрейный котел, проходит через водный экономайзер, и далее перенаправляется в барабан отопительного агрегата. Оттуда жидкость выкачивается насосом и через шламоотделитель перетекает в испарительные пакеты. Последние подключаются параллельно.

В барабане осуществляется сепарирование смеси пара и воды, в результате чего вода в водогрейном агрегате выделяется из пара. Далее пар направляется через пароперегреватель в отопительную систему. Схема котла утилизатора бывает, как П-образной, так и горизонтальной или башенной. Этот параметр определяется местом установки оборудования.

Схема работы вертикального (а) и горизонтального (б) водотрубного котла-утилизатора

Утилизаторы в когенерационном и парогазовом оборудовании

В парогазовых агрегатах применяются котлы, в которых пар имеет среднее или высокое давление. После получения пара, он задействуется в паровой турбине. Помимо пара, в парогазовой установке в качестве энергетического источника используется энергия выходящих газов.

Конструкция парогазового оборудования предусматривает водотрубные котлы с конвективными нагревательными поверхностями и многоразовой циркуляцией принудительного типа. Конструктивные данные отопительного агрегата зависят от показателя мощности паровой турбины. Разные модели имеют от одного контура до 2 независимых контуров с разными показателями парового давления.

Подобные барабанные котлы производят пар с показателями давления от 0,65 до 8 МПа. При этом, водогрейная часть выдает горячую воду, получаемую при утилизации тепловой энергии из выхлопов газовой турбины.

В когенерационных установках используется тепло выхлопов поршневых двигателей и газовых турбин. Получаемый пар применяется для нагрева воды в отопительной системе или же для технических целей. Котлы в когенерационном оборудовании производятся с одним контуром и с принудительной циркуляцией.

Принципиальная схема работы котла-утилизатора в когенерационном и парогазовом оборудовании

Пиролизные котлы

Такие котлы отличаются от обычных твердотопливных агрегатов тем, что могут работать также и с бытовыми и промышленными отходами. Пиролизные котлы оснащаются озонатором, благодаря чему достигается высокий температурный режим, позволяющий сжигать даже полимерные материалы, битум, резину и многое другое.

Пиролизное устройство функционирует с применением принципа газогенераторного горения. Его особенностью является бездымное горение при сжигании вторичных газов.

Тепловой расчет утилизатора

Имея перед собой характеристики выходящих газов ГТУ, параметры пара и зная температуру воды, можно сделать тепловой расчет котла утилизатора. Задача расчета состоит в выяснении показателей воды, пара и газа, передаваемых в отдельных областях утилизатора. Это даст возможность установить их поверхность и избрать нужные конструктивные формы.

Делая расчет, нужно принимать во внимание тот факт, что тепловая энергия поступает от горячих газов к пару или воде, а значит, температура газов всегда больше, чем температура воды или пара. Однако чем меньше разница между этими температурами (температурный напор), тем рациональнее отдается тепловая энергия в паротурбинный контур.

klivent.biz

Котлы утилизаторы и принцип их работы

Эффективное использование вторичных энергоресурсов и значительная экономия средств на приобретение топлива для котельного оборудования – это самые актуальные факторы, которые рассматриваются крупными производственными предприятиями во всех сегментах хозяйственной деятельности. Отработанные газы промышленных установок в большинстве случаев используются вхолостую посредством очистки и последующего выброса в атмосферу. Котел утилизатор паровой дает возможность сэкономить финансы на покупке и установке котельного оборудования, а также вырабатывать солидные объемы тепла без расходов на покупку энергоносителей.

Котельное оборудование для утилизации промышленного отработанного газа

Котел утилизатор относится к котельному оборудованию, которое имеет конструктивную особенность – отсутствие встроенной топки. Данное оборудование применяется для получения тепла из отработанных промышленных газов, получаемых в процессе работы промышленного оборудования и мощных двигателей внутреннего сгорания. Для работы котлов данного типа не требуется подключение к топке – нагрев происходит только от тепловой энергии отработанного промышленного газа. Температурный диапазон отработанных газов, которые используются в работе котла, достаточно обширен:

• Газы, поступающие от ДВС – 350-400 °С
• При эксплуатации со сталеплавильными и цементными печами – 900-1500 °С.

Преимущества использования котлов утилизаторов

Использование энергии отработанных газов в целях получения промышленного или технического пара имеет ряд достоинств, если сравнивать с традиционными газовыми теплообменниками:

• Паровой котел утилизатор требует меньших затрат на приобретение, проектирование и монтаж (в сравнении с другими типами установок утилизации тепловой энергии с такими же эксплуатационными параметрами)
• Оборудование может выдерживать поток отработанного газа с высокими температурными показателями (до 1500С0)
• Высокие параметры вариативности настроек при помощи ручной или автоматической регулировки необходимого для работы давления пара
• Не требуется высокая точность при регулировке расходов воды и газа
• Процесс кипения базируется на высоком коэффициенте теплоотдачи, поэтому котел утилизатор паровой является компактным агрегатом для утилизации промышленного тепла.

Типы и классы промышленных паровых котлов-утилизаторов

Экономичные и производительные котлы утилизаторы можно условно разделить на несколько подтипов:

• Оборудование с несколькими уровнями рабочего давления (1,2,3-х уровневое)
• С центральными и выносными экономайзерами и пароперегревателями
• Паровые и водогрейные
• Горизонтального или вертикального профиля
• Самоопорные и подвесные.

Конструктивная классификация котлов

Существует также конструктивная классификация котлов, согласно которой выделено водотрубное, газотрубное и модульное оборудование.

• Газотрубный котел утилизатор паровой. В данном устройстве предусмотрено прохождение отработанного газа внутри прочных труб поверхности нагрева, а пароводяная смесь и вода проходят снаружи. Максимальный показатель внутреннего рабочего давления не превышает 70 МПа (при установке дополнительных устройств можно в 1,5-2 раза повысить этот показатель). Этот тип котлов находится в самом доступном ценовом сегменте и может эксплуатироваться при утилизации сбросных газов с высоким уровнем загрязнения (пари сильном слое накипи или копоти рекомендуется чистить внутреннюю поверхность труб).
• Водотрубные котлы утилизаторы паровые значительно отличаются от газотрубных: пароводяная смесь и вода циркулируют внутри труб, а отработанные газы проходят по наружным поверхностям. КПД данного оборудования значительно выше, чем у газотрубных моделей, так как наружная рабочая поверхность труб может быть увеличена до необходимого размера. Надежность и длительность эксплуатации также на порядок выше, но трубы оборудования подвержены загрязнениям в виде накипи, копоти и оседания большого количества взвешенных частиц (этот фактор, а также сложность самостоятельной чистки должны быть учтены при выборе котельного оборудования.
• Модульный котел утилизатор разработан для утилизации тепла, которое выделяется при эксплуатации ДВС с водяным охлаждением (дизельные и поршневые двигатели, использующие в качестве энергоносителя природный газ).

Критерии выбора котлов утилизаторов

Котел утилизатор паровой – это производительное, экономичное в эксплуатации, но достаточно дорогостоящее оборудование. Поэтому при выборе стоит учитывать много факторов.

Подбор котельного оборудования утилизационного типа предусматривает, в первую очередь, удовлетворение потребностей каждого получателя пара и технологическое назначение устройства:

• Газ сбрасывается с предварительным понижением температурных показателей. В данном случае котлы утилизаторы паровые используются только для минимизации тепловых потерь при выбросе отработанных газов в атмосферу
• Охлаждение газа для использования в производственных целях. Котлы сочетают в себе функцию охлаждения газа и выработку промышленного пара
• Снижение температуры газа для возврата в производство требует высокой производительности оборудования, так как от скорости падения температурных показателей зависит непрерывность производственного цикла (холодильные установки для крекинг-газа, оборудование для производства этилена и др.).

Сфера применения утилизационных промышленных котлов

Паровой котел утилизатор эксплуатируется повсеместно – от строительных комбинатов до металлургических и нефтеперерабатывающих предприятий. На предприятиях, не зависимо от направления деятельности, котлы данного типа устанавливаются для:

• Использования в технологической производственной цепочке, а также для подогрева технической воды для системы отопления промышленных и административных зданий (требуются котлы утилизаторы паровые, обеспечивающие выработку пара низкого давления)
• Получения электроэнергии, а также комбинированной выработки тепла и электроэнергии (необходимо оборудование для производства перегретого пара высокого давления)
• Выработки пароводяной смеси, которая применяется как отпаривающая среда (можно установить котел с низкими показателями утилизации).

Чем выгодна установка котлов утилизаторов на производстве

Приобретение и профессиональный монтаж котлов-утилизаторов имеет ряд достоинств, которые оценят владельцы предприятий разного профильного направления и масштаба:

• Уменьшение количества выбросов отработанных газов в атмосферу. Помимо серьезного загрязнения окружающей среды, выбросы в больших объемах – это очень большие деньги на уплату специальных местных сборов и налогов. Паровой котел утилизатор либо снижает температуру газа до выброса, либо частично/полностью перерабатывает газ для нужно производства или сферы обслуживания процесса
• Значительное снижение расходов на очистку газов. Система очистки промышленных газов имеет стоимость, которая в разы выше, чем на самые производительные и надежные котлы утилизаторы паровые. А степень очистки газа – идентична
• Возможность рационально использовать средства на приобретение энергоносителей. Все виды топлива имеют стоимость, которая снижает финансовую эффективность деятельности предприятия. Использование «бесплатного» отработанного газа для производства тепловой энергии – это первый шаг к процветанию любого промышленного предприятия
• Независимость от поставщиков энергоносителей – это, пожалуй, один из важных аспектов, оказывающих влияние на выбор и приобретение котельного утилизационного оборудования. Котел утилизационный, который подобран по оптимальным показателям производительности, способен обеспечить тепловой и электроэнергией все участки производства.

www.energy-gr.com

Фотографии строительства котла-утилизатора ПГУ. Котел утилизатор. Применение котлов утилизаторов. Устройство котла-утилизатора

Фотографии других объектов ПГУ:

Главный корпус ПГУ

Градирня

Щит управления

Противопожарная насосная станция (ППНС)

Паротурбинная установка (ПТУ)

Газотурбинная установка (ГТУ)

Дожимная компрессорная станция (ДКС)

Канализационная насосная станция (КНС)

Котел утилизатор

Котел утилизатор – это теплообменное устройство, использующее теплоту горячих выхлопных газов дизелей или газотурбинных установок, сушильных барабанов, вращающихся и туннельных печей для передачи энергии тепла этих газов или пара в теплую воду или пар, а также для получения перегретого пара высокого и низкого давлений и подогрева конденсата паровой турбины.

Для обслуживания котла-утилизатора, проведения ремонтных и наладочных работ используются площадки, лестницы, лазы.

Котел-утилизатор допускает работу при изменении расхода и температуры газов, поступающих из газотурбинной установки, обусловленных изменением температуры наружного воздуха от -36 до +34°С.

Работает котел-утилизатор на скользящих параметрах пара высокого и низкого давлений, определяемых расходом и температурой газов, поступающих в котел-утилизатор от газотурбинной установки, и режимами работы паровой турбины.

Рабочий диапазон изменения нагрузки котла-утилизатора соответствует диапазону нагрузки газотурбинной установки.

Котлы-утилизаторы, работающие на газах различных печей, использующие газы после сушки или обжига материалов - не самые надежные. Отходящие газы содержат много пыли и других химических веществ, что вызывает необходимость очистки газов до котла-утилизатора. Наиболее часто для очистки используют циклоны и электрофильтры. Этой очистки все равно не хватает для полного очищения газов. Пыль оседает на поверхности нагрева и малейшая протечка увлажняет пыль и значительно уменьшает теплоотдачу, что вызывает неравномерный нагрев и влечёт перекос змеевиков.

Присутствие в газах соединений кальция, натрия, серы приводят к образованию на змеевиках сцементировавшихся отложений, вызывающих химическую коррозию поверхностей нагрева и снижающих живое сечение для прохода газов. В настоящее время стали появляться котлы-утилизаторы, которые содержат камеру дожигания отходящих газов.

Применение котлов утилизаторов

Применение котлов утилизаторов существенно повышает эффективность работы оборудования, результатом работы которого являются выхлопные газы или пар. Вот лишь небольшой список оборудования, на котором применяются котлы утилизаторы:

• газовые электростанции
• дизельные электростанции
• паровые электростанции
• микротурбины
• газовые котлы
• дизельных котлы
• Котлы-утилизаторы применяются в химической, нефтяной, пищевой, текстильной и иных отраслях промышленности.

Котлы утилизаторы позволяют получать:

• горячую воду - применяются на объектах, испытывающих потребность в горячей воде и позволяют оптимизировать затраты на тепло, используя на полезные нужды тепло уходящих выхлопных газов котельных или газопоршневых электростанций;
• пар - применяются на объектах, использующих большое количество пара в технологических нуждах.

Котлы утилизаторы устанавливаются на отвод выхлопных газов паровых котлов или газовых электростанций увеличивая таким образом выработку пара для нужд объекта.

Устройство котла-утилизатора

Современная конструкция котла-утилизатора обеспечивает возможность проведения предпусковых и эксплуатационных водно-химических промывок пароводяного тракта, а также консервации внутренних поверхностей котла при остановках.

Элементы каркаса котла соединены между собой на монтаже с помощью высокопрочных болтовых соединений.

Пароводяной тракт котла укомплектован запорной, регулирующей и защитной арматурой, контрольно-измерительными приборами, дренажами, воздушниками, устройствами для отбора проб воды и пара. В газоходе котла-утилизатора предусмотрена установка штуцеров, бобышек и других отборных устройств для газового тракта.

Котел оснащен технологическими защитами, блокировками, авторегуляторами, средствами дистанционного управления. На станции котел-утилизатор установлен в закрытом помещении.

Отработавшие в котле-утилизаторе продукты сгорания газотурбинной установки удаляются в атмосферу через дымовую трубу. С дымовой трубой и с газовой турбиной котел соединен через компенсаторы.

Величина выбросов окислов азота в системе газотурбинная установка — котел-утилизатор определяется их концентрацией за газотрубинной установкой, в самом котле не предусмотрено мероприятий по снижению выбросов.

Крупные котлы-утилизаторы не имеют всех элементов котлоагрегата. Отходящие вторичные газы попадают сразу на поверхности нагрева (экономайзер, испаритель, пароперегреватель). Воздухоподогреватель и топка в котлах-утилизаторах отсутствуют, так как газы, используемые в котле, образуются в технологическом процессе основного производства. Температура газов, поступающих в энергетический котел-утилизатор, приблизительно составляет 350—700°C.

Газоход котла образован металлической обшивкой. Размещенные в газоходе поверхности нагрева подвешены к потолочному перекрытию каркаса. Барабаны опираются на металлоконструкции каркаса.

Металлическая обшивка крепится в районе поверхностей нагрева к колоннам каркаса.

Диффузор и газоход поверхностей нагрева изнутри покрыты изоляцией, поверх которой установлена металлическая обшивка.

Выходная часть газохода (конфузор, шумоглушитель) покрыта наружной изоляцией и декоративной обшивкой. Входная и выходная части газохода опираются на металлоконструкции.

Поверхности нагрева котла-утилизатора выполнены в виде вертикальных блоков из труб с наружным поперечным просечным и сплошным оребрением. По ходу газов последовательно расположены ПВД, ИВД, ЭВД, ПНД, ИНД, ГПК.

В верхней и нижней частях газохода в районе поверхностей нагрева выполнены «теплые» ящики, отделенные от потока газов съемными металлическими щитами.

В выходной части газохода расположен электрифицированный отсечной клапан для поддержания котла в горячем состоянии при остановке. За отсечным клапаном установлен двухступенчатый шумоглушитель и компенсатор за котлом.

Котлы-утилизаторы часто выполняются однокорпусным вертикального профиля с принудительной циркуляцией среды в испарительных контурах высокого и низкого давления с подвеской поверхностей нагрева к собственному каркасу через промежуточные металлоконструкции.

Котел-утилизатор выполнен газоплотным за счет металлической обшивки. Пароводяной тракт состоит из отдельных контуров высокого и низкого давлений. Контур высокого давления включает экономайзерную, испарительную и пароперегревательную поверхность. Контур низкого давления - испарительную и пароперегревательную.

Для снижения температуры уходящих газов на котле установлен работающий автономно газовый подогреватель конденсата (ГПК).

Поверхности нагрева котла-утилизатора изготавливаются из труб с наружным спиральным оребрением и поставляются модулями, габариты которых ограничены габаритами железнодорожного пути.

Рабочий диапазон регулирования нагрузки котла-утилизатора составляет 100%...50% от номинальной.

Регулирование давления и температуры пара в котлоагрегате не предусматривается, так как он должен работать при скользящих параметрах пара, определяемых расходом и температурой газов, поступающих в котел-утилизатор от ГТУ, и паровой турбиной.

Котел-утилизатор оснащается системами контроля технологических параметров, защит и блокировок и автоматического регулирования, необходимых для оперативного управления, безопасной эксплуатации, экономической работы и анализа его надежности и экономичности.

Строительство котла-утилизатора ПГУ

www.gigavat.com

характеристики, принцип работы :: SYL.ru

Одной из главных задач оптимизации современного производства является сокращение вредных выбросов и отходов. Газовые смеси, вырабатываемые в процессе эксплуатации печей и тепловых агрегатов, составляют значительную долю продуктов сгорания, которые никак не используются, но загрязняют воздух. Поэтому даже на бытовом уровне современные бойлерные установки ориентируются на вторичное применение отходящих газов. С такими же целями на многих производствах внедряется котел-утилизатор, снижающий повышенные температуры обслуживаемых технологических смесей.

Устройство агрегата

При всей внешней схожести с обычными индустриальными котлами утилизирующее оборудование имеет существенные отличия. Преимущественно они обусловлены особенностями греющего теплоносителя, в устройстве которого делается расчет на возможность охлаждения запыленных газов. В ином случае камера теплового обмена может запылиться и утратить рабочие качества, так как будет увеличено и гидравлическое сопротивление по отношению к проходящим смесям. Типовые конструкции газовых котлов-утилизаторов предусматривают наличие двух отсеков с газотурбинными камерами. За функцию регуляции рабочих параметров сжигания отвечает перепускной газоход с шибером. Это своего рода байпас, одновременно повышающий эффективность регуляции теплообмена и минимизирующий аварии из-за механического перенапряжения корпуса. Поскольку речь идет о работе в условиях экстремальных температур, функциональные элементы и расходники выполняются из специальных марок сталей. В частности, трубы с предохранителями имеют жаропрочные покрытия и закаленную основу. Сам корпус тщательно герметизируется, а испарительные контуры замыкаются в одну циркуляционную цепь с выводом в дымоход.

Основные характеристики агрегатов

Корпус изготавливается из толстых листов стали – до 15-20 мм. Для внутренних камер сгорания может применяться и более прочный сплав, что будет зависеть от интенсивности планируемого рабочего процесса. Для циркуляционных контуров обычно используют трубы диаметром до 30 мм и толщиной стен порядка 2-3 мм. С точки зрения эксплуатационных возможностей, ключевым параметром является температурный предел. На входе это значение может составлять 300-1200 °C. После завершения технологического процесса на предприятия его печь отдает технологические газы с такими показателями. На выходе температурные характеристики котлов утилизаторов понижаются до 150-200 °C, при этом рабочее давление может составлять до 50 атм. Поэтому конструкция должна рассчитываться не только на тепловые, но и на физические нагрузки при эксплуатации под высоким давлением. В зависимости от модели утилизаторы могут выполнять и задачи подогрева воды с паром. Например, в качестве оборудования для ГВС комбинированная бойлерная установка подготавливает теплоноситель до 80-100 °C.

Принцип работы газотрубных котлов

Одна из наиболее практичных и распространенных моделей котла рассматриваемого типа, конструкция которого может быть горизонтальной и вертикальной. Газотрубные модели используют в обслуживании производственных отходов обжиговых и мартеновских печей. Рабочий же процесс основывается на том, что горячая газовая смесь с температурным режимом порядка 1200 °C переправляется из промышленной печи в газоприемный канал перерабатывающего оборудования. Эту часть котла составляют настенные поверхности W-образной формы. Как правило, это конструкции из экранов и лент. В дальнейшем принцип работы котлов-утилизаторов газотрубного типа строится на функции конвективного пароперегревателя. При нагреве горячей воды происходит образование пара. Комбинация жидкости и паровых масс формирует смесь, циркулирующую по вышеупомянутой W-образной конструкции, захватывая большую площадь температурного распределения. Данный процесс использует энергию поступающего газа, при этом образуя пар с горячей водой – ресурсы, которые могут применяться в рамках технологии производства на том же предприятии.

Принцип работы водотрубных котлов

Тоже предполагается подогрев жидкости с выделением пара, но в данном случае поступление водного носителя организуется через экономайзер. После этого он проходит в отопительный барабан, где преобразуется в пар. Процедура выработки тепла осуществляется в ходе сепарирования воды и паровых смесей в приемном резервуаре. Подключение разных технологических контуров к барабану может быть параллельным или последовательным – зависит от конструкции печного источника газовой смеси, с которым взаимодействует котел–утилизатор. Принцип работы также предусматривает прохождение воды через фильтрацию в шламоотделителе и переход в испарительные пакеты.

Особенности когенерационных и пиролизных котлов

Это два типа утилизаторов, которые напрямую не относятся к промышленным технологическим сжигателям отходов. Что касается когенерационной установки, то она принимает в качестве топлива не только газы, но и полимерные твердотельные материалы, позволяя получать на выходе и горячую воду с паром, и электроэнергию. Столь широкая функциональность достигается за счет интеграции в устройство дополнительных силовых агрегатов, которые и обеспечивают высокую производительность. Для сравнения, обычный паровой котел-утилизатор проектируется с расчетом на полную независимость от сторонних источников энергии. Его работа энергетически обеспечивается отходами промышленных печей. В свою очередь, пиролизные котлы осуществляют вторичную переработку не только в условиях производства, но и в быту. Их особенностью является универсальность с точки зрения подключения к отопительным агрегатам с разными конструкциями и рабочими характеристиками.

Комплектация котла-утилизатора

Хотя и в базовом оснащении конструкции такого оборудования получают широкий набор вспомогательных устройств, по мере расширения предприятия или в ходе его переориентации может возникнуть потребность в разного рода дополнениях. В частности, системы защиты представляют собой навесные элементы, предохранительные блоки, жаростойкие экраны и запорные клапаны. Для устройства сложных циркуляционных систем применяется сантехническая арматура, позволяющая конструировать теплообменники разного устройства. Для поддержки достаточного давления котел-утилизатор также обеспечивается насосным оборудованием и вентиляторами с функцией нагнетания воздуха.

Системы управления котлами

Самая простая схема регуляции рабочих параметров реализуется через органы ручного контроля. Корпус содержит панель с ключевыми инструментами, позволяющими устанавливать настройки по температуре, давлению, времени сгорания и т. д. В более современных модификациях котел-утилизатор снабжается электронными средствами управления. К основному реле могут подключаться датчики, контроллеры, таймер с контрольно-измерительной аппаратурой и модули дистанционного управления. Оператор с диспетчерской комнаты полностью контролирует процесс, а при необходимости программирует автономную работу оборудования на определенные режимы с заданными параметрами.

Заключение

Качество утилизации технологических продуктов переработки на предприятии зависит не только от характеристик и рабочих свойств котла, но и от условий эксплуатации. В первую очередь, для полноценного функционирования агрегата должны быть подведены все необходимые инженерные коммуникации. Далее выполняются монтажные операции. Как правило, установка котлов-утилизаторов производится на фундаментной платформе, специально подготовленной базе или высокопрочной стяжке. Затем выполняется подключение к печам, вентиляционным каналам, системе водоснабжения, каналу дымоудаления и т. д. Обслуживание преимущественно сводится к удалению отложений от газовых смесей на рабочих поверхностях. Для этого применяют методы виброочистки, абразивного пескоструйного воздействия и обмывки специальной химией.

www.syl.ru

Котлы утилизаторы: устройство и схема работы

Котлы утилизаторы, как правило, не оснащаются собственными топочными камерами. Для сгорания в форсуночной камере используются газы и выхлопы, которые образуются в процессе металлургического производства или работы тяжелых агрегатов, установок и ДВС.  Содержание

Характеристики котлов утилизаторов

Целесообразность применения таких котлов объясняется потребностью сжигания газов, в которых имеется составляющая топливной структуры, особенно это применимо для дизелей и двигателей внутреннего сгорания.

Работа котлов утилизаторов основана на следующих особенностях: они производят и аккумулируют энергию в виде сильно нагретой воды, потоков пара или конвекции воздуха.

Эта энергия может свободно использоваться для получения других видов энергии или механической работы.

Котел утилизатор устройство которого открывает широкие перспективы для использования энергии тепла от сгорания топлива — это значительно увеличивает коэффициент полезного действия самого топлива и установки, уменьшает температуру нагрева агрегата, позволяет улавливать вредные газы и выхлопы.

Эффективность работы утилизатора зависит от трех факторов: температура газа, который поступает в котел, его объем и способ подачи.

Температура газа и его объем напрямую зависят от вида производства. Статистика показывает, что самые большие отходы газов имеет нефтеперерабатывающая отрасль. Также,  очень много газовых выбросов образует металлургическая промышленность.

В этом производстве образуется шихтовый газ — среда, в которой содержится металлическая окалина, которая создает хорошие условия для воспламенения и сжигания газа.

Мощность котла, как базисного элемента системы отопления, равняется теплопотере всей сети, обеспечивающей помещение с определенными габаритами и теплотехническими свойствами.

Что такое пеллетные котлы, читайте здесь.

Режим, который объясняет поступление газа в котел, является не менее важным фактором. Большинство технических установок имеет циклический характер подачи, а это не очень хорошо влияет на «питание» котла утилизатора.

В этом случае котел работает с очень малыми объемами газа, а это значит, что их дополнительное применение нецелесообразно.

Часто такое наблюдается в цехах инверторного производства сварочных работ аргоновой сваркой, где используется замкнутый цикл без большого количества отходов.

Особенности и виды котлов-утилизаторов

• Разные характеристики, которые зависят от температуры газов, поступающих в котел. По данной температурной характеристике котлы делятся на: низкотемпературные (с T ниже 600 градусов Целься) и высокотемпературные (с T выше 1100 градусов Цельсия). Если температура газа низкая, то циркуляция происходит конвекционным типом, при высокой — излучение теплового воздуха. При температуре свыше 1300 градусов структура твердых примесей газа меняет свое состояние на газ.
• Пар, который образуется с помощью утилизатора, имеет разные значения давлений: низкое или пониженное (Р = 1,5 МПа, t=400°С), умерено-повышенное (4,5 МПа и 450°С) и высокое (10-14 МПа и 550°С).
• Водотрубные или газотрубные утилизаторы различают по способу движения всех рабочих тел: пара, воды, газа, отработки и тепла.

Деаэраторы атмосферного давления применяются в схемах приготовления питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения и горячего водоснабжения на ТЭС и в котельных.

Что такое вакуумные деаэраторы, вы можете узнать тут.

• С принудительной или естественной циркуляцией. Котлы делят по виду перемещения жидкостей по технологическим линиям и регистрам.
• Котел утилизаторы схема которого может иметь различную компоновку и варианты монтажа: башенные, напольные с креплением к пьедесталу, настенные и подвесные. Очень часто утилизаторы с использованием газа низкой температуры выполняют в виде змеевиков с переменной конвекцией.

Принцип действия газотрубных и водотрубных котлов

Утилизатор газотурбинного типа

Котлы, как правило, выпускаются в горизонтальном или вертикальном вариантах конструкции.

Они могут эффективно применяться в совокупности с мартенами и печами для обжига, которые не отличаются большими мощностными характеристиками и высокой температурой газа.

Газ с небольшой температурой выходит из печи в дымоуловительную установку и поступает в нижнюю полость утилизатора. Там находится специальное устройство-камера, которая повышает конвекционные характеристики.

Камера представляет собой пакет из металлических листов, которые отражают и направляют потоки тепла. Избыточное тепло образует пар из воды, который циркулирует в необходимых направлениях.

Пар, как правило, имеет характеристики около 400 градусов Цельсия и давлением больше 5 атмосфер — это позволяет образовать электрическую энергию чуть более 8 кВт.

Для того, чтобы поток газа был более или менее постоянным, в утилизаторе предусмотрен накопительный ресивер и дозатор подачи смеси к розжигу.

Все утилизаторы оснащенные газовой турбиной имеют одинаковый принцип работы. Их часто применяют для уравновешивания температурного режима в установках большой мощности, но с малой отдачей отработанных газов. Их применение имеет экономическую целесообразность.

Утилизатор водотрубного исполнения

Газоутилизаторы, которые имеют систему принудительной циркуляции технологических жидкостей, тепла и пара, имеют очень активное применение в индустрии.

Принудительная циркуляция позволяет увеличивать показатели мощности и температуры пара с помощью использования автоматики и реле управления.

Камеры такого котла разделены на секции, которые оснащаются отдельными насосами циркуляции малой мощности.

Это позволяет аккумулировать тепловую энергию в каждой камере отдельно, а потом суммировать ее с помощью отражателей для приготовления пара и электрической энергии.

Вода для нагрева, которая необходима при парообразовании, поступает в камеры через дозирующее устройство — экономайзер.

Из камер вода поступает в специальные участки испарения, которые представляют собой замкнутые камеры с перфорацией для отвода тепла.

Настенные электрические котлы Protherm — это альтернатива газовому отоплению с целым рядом неоспоримых преимуществ!

Подробнее о деаэраторе дв, читайте здесь.

Образовавшаяся тепловая энергия снижает температуру газовой смеси за счет ее преобразования, отводит большую часть тепла от агрегатов и создает прекрасные предпосылки для энергосберегающих режимов в производстве.

Практически все котлы имеют одну типовую схему.

Использование утилизаторов на производстве началось сравнительно недавно, но уже на первых этапах дало прекрасные предпосылки к снижению экономических затрат и повышению производительности.

Это надежный и испытанный вид техники, который используется совместно с большими и средними мощностями, дополняя их.

kotlotech.ru

утилизатор - это... Что такое Котёл-утилизатор?

         Лит.: Котлы-утилизаторы мартеновских печей, М., 1957; Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты. Каталог-справочник, [М.], 1969.

         И. Н. Розенгауз.

        Схема котла-утилизатора с принудительной циркуляцией: 1 — барабан; 2 — испарительная часть; 3 — пароперегреватель; 4 — водяной экономайзер.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

• Котёл-турбина блок
• Коти (город в Японии)

Смотреть что такое "Котёл-утилизатор" в других словарях:

• котёл-утилизатор — котёл утилизатор …   Словарь употребления буквы Ё

• Котёл-утилизатор — Котёл утилизатор  котёл, использующий теплоту отходящих газов дизелей или газотурбинных установок, сушильных барабанов, вращающихся и туннельных печей. Описание Крупные котлы утилизаторы не имеют всех элементов котлоагрегата. Отходящие… …   Википедия

• котёл-утилизатор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN exhaust heat boilerwaste heat boiler …   Справочник технического переводчика

• котёл-утилизатор — паровой или водогрейный котёл, не имеющий собственной топки и использующий теплоту отходящих газов какой либо промышленной или энергетической установки. * * * КОТЕЛ УТИЛИЗАТОР КОТЕЛ УТИЛИЗАТОР, паровой или водогрейный котел (см. КОТЕЛ), не… …   Энциклопедический словарь

• котёл-утилизатор — котёл утилиз атор, котл а утилиз атора …   Русский орфографический словарь

• КОТЁЛ-УТИЛИЗАТОР — паровой котёл, не имеющий собств. топки и обогреваемый отходящими газами к. л. пром. или энергетич. установки. В нек рых случаях между энергетич. установкой и К. у. размещают дополнит. горелки для дожигания топлива. Водогрейные К. у. обычно наз.… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• котёл-утилизатор без дополнительного сжигания топлива — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN unfired heat recovery steam generator …   Справочник технического переводчика

• котёл-утилизатор одного давления — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN single pressure heat recovery steam generator …   Справочник технического переводчика

• котёл-утилизатор с дымогарными трубами — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN smoke tube boiler …   Справочник технического переводчика

• котёл-утилизатор, использующий тепло выхлопных газов газотурбинной установки — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN exhaust heat recovery boiler …   Справочник технического переводчика

dic.academic.ru

Принцип работы и виды котлов-утилизаторов

В ходе различных промышленных и технологических процессов, связанных со сжиганием топлива, образуются побочные продукты, например, горючие газы или пар. Они обладают значительной температурой, поэтому им также находят применение, используя в устройстве под названием «котел-утилизатор».

Описание разновидностей

В зависимости от температуры отходящих газов котлы утилизаторы делятся на следующие виды: низкотемпературные (конвекционные 900 °С) и высокотемпературные (свыше 1000°С).

По принципу работы виды бывают такие: паровые (с паросборником и без) и водогрейные.

Котел-утилизатор (водогрейный и паровой) по конструкции бывает двух видов:

• Без топочного отделения. В таком устройстве принцип работы основан на прямом воздействии отходящих газов на теплообменник с водой или паром и получении отопления и горячей воды.
• С топочным отделением. Котел-утилизатор вторично перерабатывает отходящие газы, дожигает и получает больше энергии для нагрева теплоносителя, в этом и состоит принцип его работы. Такие модификации агрегатов обладают достаточным количеством энергии, так что в некоторых случаях их используют для генерирования электроэнергии.

Принцип работы водогрейного агрегата

Применение работы водогрейного агрегата выражено в теплоснабжении зданий и сооружений. Теплоноситель нагревается в агрегате свыше 100 градусов; для того чтобы вода не переходила в пар и не закипала, в устройстве поддерживается высокое давление. Чем выше данная характеристика, тем меньше деструктивных процессов происходит в процессе эксплуатации (закипание, образования накипи).

С помощью насоса вода попадает в змеевик, расположенный в зоне воздействия горючих газов, образовавшихся от сгорания топлива. Вода нагревается и движется в систему, замыкая контур, и попадает обратно в котел-утилизатор. Когда в устройстве два контура, то помимо отопления обеспечивается снабжение горячей водой. Иногда к водогрейному агрегату при помощи специальных отводов сверху прикрепляют паросборник для повышения КПД агрегата.

Расчёт котлов-утилизаторов производится, исходя из параметров: количество сжигаемого топлива и температура горючих газов на выходе. Описание данных показателей определяет производитель техники во время испытаний. Тепловой расчет котла-утилизатора помогает выбрать нужную конструкцию и форму агрегата, определить необходимую площадь поверхности, отдающей полезную энергию теплоносителю. Чем меньше разница температур между горючими газами и водой, тем эффективнее работают котлы-утилизаторы.

Пиролизный котел-утилизатор

Для бытовых нужд чаще всего используют пиролизные агрегаты. Такие котлы-утилизаторы работают на различных традиционных типах топлива (дрова, уголь, пеллеты), а также на бытовых отходах. Среди описания особенностей функционирования можно выделить наличие встроенного озонатора в пиролизном агрегате, который создаёт высокую температуру горения, за счет чего могут сгорать полимерные материалы, резина, битумные продукты переработки и многое другое. Более подробное описание их работы можно найти в статьях нашего сайта.

Основное преимущество, которым обладает пиролизный котел-утилизатор — его всеядность и, как следствие, дешевое тепло на отходах. Данный вид оборудования обладает уникальным внутренним устройством, безопасным и во многом автоматизированным. Такие котлы-утилизаторы имеют еще одну важную характеристику – экологичность: они практически не загрязняют окружающую среду выбросами в атмосферу.

poluchi-teplo.ru

Смотрите также

• 
  Котел варочный
• 
  Очаг котел
• 
  Котел комбинированный
• 
  Установка котлов
• 
  Комбинированный котел
• 
  Котел медведь
• 
  Котел риннай
• 
  Котел попова
• 
  Купер котлы
• 
  Угольный котел
• 
  Котлов