Котлы утилизаторы отходящих газов. Котлы утилизаторы

Производство котлов-утилизаторов

ООО "Асбестовский котельно-машиностроительный завод" производит котлы-утилизаторы промышленного назначения, предназначенные для технологических тепловых процессов.

Котел-утилизатор - это котел, у которого отсутствует собственная топочная камера. Принцип действия котла-утилизатора основан на использовании тепла, который образуется в процессе различных производственных процессов, таких как металлургическая и другие виды промышленности.

Паровые котлы-утилизаторы используют горячие газы с температурой от +350 до +400 °С - (работа с двигателем внутреннего сгорания), от +900 до +1500 °С - (работа с цементными и сталеплавильными печами).

Для небольшой производительности используют газотрубные котлы-утилизаторы или котлы с принудительной циркуляцией.

В нефтеперерабатывающей промышленностив в производственном цикле образуется угарный газ, который сжигают в котлах-утилизаторах с целью получения дополнительной электроэнергии. При сгорании газа образуется тепловая энергия и вода, пропускаемая через трубы превращается в пар.

Преимущества паровых котлов-утилизаторов:

• Уменьшение выхлопа в атмосферу загрязняющих веществ
• Снижение расходов на очистку газов
• Более эффективное использование топлива

ООО "АКМЗ" производит котлы-утилизаторы из гладкотрубной и оребренной трубной частью.

Применение оребренных труб позволяет существенной повысить эффективность до 50% и снизить общий вес котла до 40%.

Котлы-утилизаторы нашли широко применяются в парогазовых установках, металлургическом производстве и нефтехимии.

Котлы-утилизаторы отличаются от паровых котлов и другого котельного оборудования тем, что они питаются энергией отработанных газов, которые образуются при сгорании топлива. Такие котлы развивают энергосберегающие технологии в производственных процессах и повышают КПД.

Котлы-утилизаторы конструктивно разделяются на котлы с естественной или принудительной циркуляцией, с барабаном или без барабана.

Квалифицированные проектировщики и технологи занимаются разработкой проектов котлов-утилизаторов любого типа по требованиям заказчика, а также вспомогательного котельного оборудования или запчастей к ним.

Кроме производства специалисты завода ООО "АКМЗ" проведут реконструкцию уже существующего котельного оборудования, а так же капитальный ремонт и все пуско-наладочные работы для котлов-утилизаторов.

Наш завод производит и поставляет уже законченные и готовые к монтажу блоки котлов-утилизаторов.

Виды котлов-утилизаторов:

• Котлы-утилизаторы для утилизации тепла уходящих газов (общего назначения)
• Котлы-утилизаторы для охлаждения газов за конверторами для черной металлургии
• Котлы для утилизации тепла дымовых газов за мартеновскими и нагревательными печами
• Котлы для охлаждения газов за конверторами для цветной металлургии
• Котлы-утилизаторы для охлаждения газов за агрегатами аргонно-кислородного рафинирования стали
• Котлы для охлаждения газов за печами первичной переработки нефти
• Котлы для выработки пара за счет утилизации тепла за газовыми турбинами
• Котлы для утилизации тепла за стекловаренными печами
• Котлы-утилизаторы за дизелями и мотор-генераторами
• Котлы-утилизаторы для сажевого производства
• Котлы-утилизаторы за печами Ванюкова и кислородно-факельной плавки
• Котлы-утилизаторы для установок сухого тушения кокса
• Котлы для сжигания органической части осадка сточных вод
• Котлы для охлаждения газов за электропечами
• Котлы-утилизаторы для охлаждения газов за печами для производства губчатого железа

В зависимости от типа котлы-утилизаторы могут быть: паровые и водогрейные; оснащенные дожигающим устройством или без него; одного, двух или трех уровней давлений; вертикального и горизонтального профиля; подвесные и самоопорные.

Комплектующие для котлов-утилизаторов:

• Радиационные поверхности нагрева, воспринимающие тепло от газов за счет излучения
• Конвективные поверхности нагрева
• Экономайзеры

Удобные подъездные Ж/Д пути и развязки, а так же большая производственная территория завода обеспечивают возможность быстрой и качественной сборки котлов-утилизаторов из отдельных произведенных элементов, с последующей погрузкой в Ж/Д вагоны и отправкой заказчику.

akmz.net

описание, плюсы и минусы, виды оборудования

Котел-утилизатор газов – это теплообменное устройство, которое предназначено для превращения энергии тепла от выхлопных газов в теплую воду или пар, используемых для технологических процессов и отопления производственных помещений.

Применение таких котлов значительно повышает эффективность работы оборудования и установок, результатом работы которых являются выделение выхлопных газов или пара.Содержание

Особенности промышленных котлов-утилизаторов отходящих газов

Диапазон температур использования газов колеблется от 350 до 500 градусов Цельсия на промышленных предприятиях средней мощности, от 900 до 1200 градусов — в процессе работы более мощного оборудования.

Котлы-утилизаторы отходящих газов обладают всеми характеристиками котлов, работающих на жидком и твердом топливе, но в них отсутствует горелка, вместо нее установлен специальный электрод накаливания и в обязательном порядке предусмотрена принудительная циркуляция газа внутри котла по технологическим линиям.

Такое оборудование активно применяется на предприятиях по переработке нефти, где в ходе производственных процессов образуется угарный газ. Этот газ, сжигаемый в топке котла участвует в производственном процессе — приводит в действие турбины. При этом, выбросы в атмосферу становятся минимальными.

При сжигании газа образуется большое количество теплоты, используемое для создания пара из воды. Пар приводит в действие лопасти электрогенераторной турбины. Количество вырабатываемого пара зависит от объема газа, который сжигается.

Водогрейные котлы-утилизаторы предназначены для приготовления горячей воды промышленного и хозяйственного назначения с максимальной расчетной температурой до 115°С.

О том, какие бывают электрические водогрейные котлы читайте здесь.

Преимущества оборудования, области применения

Рассмотрим основные преимущества и недостатки котлов-утилизаторов

Установки получили активное распространение в химической промышленности, нефтеперерабатывающей, в сталелитейной индустрии, в тяжелом машиностроении и в цехах изготовления красок и масел.

Котлы такого типа могут использовать газ от сгорания топлива — это создает прекрасные предпосылки для организации цикличного и безотходного производства с рециркуляцией энергии.

Благодаря использованию 100% объема выхлопного или попутного газа агрегаты имеют очень большой КПД в сравнение со своими жидкотопливными или твердотопливными аналогами.

Котлы-утилизаторы конструктивно делятся на котлы с естественной и принудительной циркуляцией, с барабаном или без него. Кроме того, квалифицированные проектировщики и технологи занимаются разработкой котлов любого типа с учетом конкретных требований заказчика, а также необходимого котельного оборудования.

В промышленности в зависимости от производственного цикла применяются котлы с различными схемами подачи и циркуляцией, с разными мощностными характеристиками, объемом нагревательного бака, с различным количеством регистров для парообразования.

Преимуществом дизельных котлов является то, что при последующей газификации объекта затраты на переоборудование котельной будут минимальны.

О том какой может быть расход у дизельного котла, читайте здесь.

Виды котлов-утилизаторов

• Котлы-утилизаторы выхлопных газов общего назначения.
• Котлы, вырабатывающие пар, который приводит в действие механизмы для выработки электрической энергии или простого механического движения.
• Для утилизации побочных веществ при сгорании дизельного топлива.
• Котлы, которые комбинируются с нагревательными печами и мартенами, тепловая энергия и попутные газы преобразуются в котлах в дополнительную энергию или полезную работу.
• Устройства, которые охлаждают попутные газы, используя их в работе методом конденсирования и сжигания. Используются в металлургической промышленности.
• Для конденсации и сжигания газов при использовании в цветной металлургии.
• Для переработки теплового газа, полученного при работе электрических печей.
• Комбинированные котлы, которые используются для утилизации или преобразования тепловой энергии, которая получается в процессе перфорации стали и чугуна в литейной промышленности.
• Утилизаторы, используемые для дожига газа, который образуется на первоначальных этапах переработки нефти.
• Утилизирующие котлы для газа, который образуется в процессе сварочных и огневых работ.
• Для печей после производства губчатого металла.
• Котлы, которые сжигают осадки и примеси, полученные в ходе фильтрации жидких веществ.
• Утилизация отжигом сажи и нагара в котлах.
• Утилизация в котлах отходов обогащения кокса и черного угля.
• Утилизация от производства стекла и работы стекольной промышленности.

Как пользоваться водогрейным котлом читать тут.

Дымоулавливание газа

Для того, чтобы газ поступал в котел существуют различные установки по дымоулавливанию и «сбору» газа. Такие установки представляют собой компрессоры и сборники, куда под давлением подается газ. Далее, из баллонов-ресиверов газ подается к камере сгорания через редуктор давления.

Установки представляют собой трубопроводы с сетчатым фильтром и воздушным компрессором. Компрессор может использовать автоматические режимы и автономные источники питания. Использование уловителей связано с набором газа в ресиверы разного объема.

Котлы-утилизаторы получили широкое распространение в России сравнительно недавно, когда был принят ряд законов, которые обеспечивают защиту окружающей среды.

Работа котлов регламентируется законами об организации экстенсивного и энергосберегающего производства.

Применение котлов данного типа отвечает всем требованиям и условиям, которые предъявляются к современной промышленности и производству. Их использование безопасно и позволяет экономить финансовые средства на организацию технологических процессов.

Котлы на отработанном масле сравнительно недавно появились на рынке отопительного оборудования, поэтому мало знакомы отечественному потребителю.

О том какой может быть расход у дизельного котла, читайте здесь.

kotlotech.ru

Применение котлов-утилизаторов

В процессе работы некоторых технологических установок, таких как печи различного назначения, газотурбинные электростанции, инсинераторы или газоперекачивающие установки, образуется большое количество выхлопных газов, температура которых доходит до нескольких сотен градусов. Это огромное количество тепловой энергии, выбрасывать которую в атмосферу не только неразумная трата денег, но еще и большой вред для экологии. Для полезного использования тепла уходящих газов были изобретены котлы-утилизаторы.

Котлы-утилизаторы (КУ) представляют собой теплообменные устройства, передающие тепловую энергию, содержащуюся в выхлопных газах, другим теплоносителям, в качестве которых может выступать вода или термальное масло. Конструктивной особенностью котлов-утилизаторов является отсутствие собственной горелки. В ней просто нет необходимости ввиду того, что в котле не происходит сгорание топлива.

Практическое применение котлов-утилизаторов

В качестве реального примера применения котлов-утилизаторов можно привести нефтеперерабатывающие и металлургические заводы. В процессе переработки нефти или плавки металла образуется огромное количество энергии, которую никак невозможно применить в производственном процессе кроме, как пустить на котел-утилизатор и использовать для других целей, таких как отопление помещений, горячее водоснабжение (ГВС), кондиционирование (производство холода), или производство пара для покрытия сторонних технологических нужд.

На НПЗ применяются термомасляные котлы утилизаторы, в которых температура теплоносителя может достигать 350 градусов Цельсия. Этой температуры вполне достаточно для того, чтобы постоянно поддерживать нефтепродукты с высокой вязкостью, такие как мазут, гудрон и битум, в жидком состоянии. Это дает возможность в любой момент произвести перекачку нефтепродуктов и их отгрузку потребителю.

На металлургических заводах посредством котлов-утилизаторов тепло отходящих газов передается воде.  В результате этого образуется большое количество пара, часть из которого служит для обеспечения процесса плавки стали, а часть идет на бытовые нужды (отопление, подогрев воды).

Котлы-утилизаторы стали неотъемлемой частью следующих объектов:

• Предприятия черной и цветной металлургии;
• Нефтеперерабатывающие заводы;
• Газотурбинные и газопоршневые электростанции единичной мощностью от 1000кВт до 18 МВт;
• Газоперекачивающие компрессорные станции;
• Хлебопекарные заводы;
• Производства резинотехнических изделий;
• Фармацевтические предприятия;
• Производства смол и пластиков;
• Производства электронных компонентов;
• Печатные предприятия.

Производительность котлов-утилизаторов

Производительность котлов-утилизаторов зависит от температуры и количества дымовых газов, а на КПД котлоагрегата значительное влияние оказывает состояние поверхности теплообменников (их загрязнение примесями, содержащимися в дымовых газах, заметно снижает коэффициент полезного действия). Особенно высокого КПД удается добиться, применяя перед котлами-утилизаторами термические окислители летучих органических соединений. В случаях, когда утилизация тепловой энергии требуется только периодически, или требуется частично, то подача горячих газов на котел утилизатор может регулироваться с помощью автоматической «байпас» системы, перепускающей газы на дымовую трубу мимо КУ. Также регулировка байпаса может осуществляться с помощью внешнего аналогового сигнала, регулирующего угол закрытия перепускающей заслонки, либо с помощью сухого контакта в режимах Открыто/Закрыто.

Влияние котлов-утилизаторов на экологию

Использование котлов-утилизаторов в производственных процессах оказывает благотворное влияние на экологическую обстановку. Во-первых, котлы-утилизаторы снижают выброс тепловой энергии в окружающую среду. Во-вторых, позволяют значительно сократить сжигание твердого, жидкого или газообразного углеводородного топлива, а это, в свою очередь позволяет уменьшить выбросы парниковых газов (окиси углерода СО и оксиды азота NOx).Это замедляет процессы глобального потепления, и позволяет предприятию зарабатывать на снижении издержек за счет экономии топлива.

Классификация котлов-утилизаторов

Котлы-утилизаторы классифицируются по назначению и по конструктивным особенностям.

По назначению котлы могут быть водогрейные, паровые или термомасляные.

Разделение по конструкционным особенностям позволяет выделить две группы: змеевиковые, служащие для подогрева диатермического масла и выработки пара, а также жаротрубные, применяемые для производства пара и горячей воды.

Кроме того, можно выделить котлы-утилизаторы с вертикальной и горизонтальной конструкцией теплообменников. Еще одним конструкционным отличием котлов-утилизаторов является наличие или отсутствие пароперегревателей.

Котлы-утилизаторы Babcock Wanson

Компания Babcock Wanson уже более века занимается разработкой и поставкой своим клиентам котлов-утилизаторов различного назначения и производительности. Все котлы-утилизаторы Babcock Wanson полностью соответствуют не только требованиям заказчика, но и международным нормам и стандартам. Котлы проектируются с учетом температуры и давления как отработанных газов, так и теплоносителя (воды или масла).

Все котлы, производимые компанией Babcock Wanson, очень легки в монтаже, так как выпускаются уже готовым блоком для подключения ко всем инженерным сетям и настроенным для пуска в эксплуатацию. Они имеют специальные патрубки или отверстия для подачи в котел отработанных газов и для присоединения трубопроводов ввода и вывода теплоносителя.

Благодаря этому монтаж котлов-утилизаторов Babcock Wanson может быть произведен очень быстро и начнет приносить прибыль с первых секунд ввода в эксплуатацию.

По вопросам связанным с оборудованием компании BABCOCK WANSON вы можете обращаться в официальное представительство по Российской Федерации  ООО "СЕТАЛЬ".

best-stroy.ru

Котлы утилизаторы |

Название работы: Котлы – утилизаторы

Предметная область: Энергетика

Описание: Оборудование для утилизации вторичных энергоресурсов можно смело отнести к котельному оборудованию теплообеспечения. На сегодняшний день основными заказчиками оборудования для утилизации вторичных энергоресурсов являются фирмы, которые имеют возможность вкладывать деньги в реконструкцию или модернизацию существующего предприятия.

Дата добавления: 2015-09-19

Размер файла: 106.5 KB

Работу скачали: 48 чел.

1 Устройство котлов — утилизаторов

Оборудование для утилизации вторичных энергоресурсов можно смело отнести к котельному оборудованию теплообеспечения. На сегодняшний день основными заказчиками оборудования для утилизации вторичных энергоресурсов являются фирмы, которые имеют возможность вкладывать деньги в реконструкцию или модернизацию существующего предприятия.

Котёл-утилиз а тор (КУ) – котел. не имеющий собственной топки и использующий тепло отходящих газов какой-либо промышленной или энергетической установки для получения дополнительного тепла в виде пара и (или) горячей воды.

Температура газов, поступающих в котел — утилизатор, колеблется от 350—400°С (при его установке за двигателями внутреннего сгорания), до &00—1500 о С (за отражательными, рафинировочными и цементными печами). Крупные КУ имеют все элементы котлоагрегата (систему газоходов со встроенными поверхностями нагрева, опорные конструкции, изоляцию, арматуру и КИП) за исключением топочных и др. устройств, связанных со сжиганием топлива.

Теплопроизводительность котлов-утилизаторов зависит от количества и параметров утилизируемых газов.

КУ устанавливается на открытой площадке и эксплуатируется при температуре наружного воздуха от минус 60 ° С до плюс 45 ° С.

Для малых производительностей и низких давлений применяются котлы – утилизаторы газотрубные с многократной принудительной циркуляцией (рисунок 1) реже – прямоточные сепараторные и барабанные с естественной циркуляцией. Водогрейные КУ обычно называются утилизационными экономайзерами. или подогревателями. В некоторых случаях КУ настолько сращиваются с элементами технологического оборудования, что не могут быть выделены как самостоятельные агрегаты (устройства для испарительного охлаждения мартеновских печей, химических установок и т. д.).

Поверхности нагрева котлов – утилизаторов со временем загрязняются золовыми отложениями, содержащимися в дымовых газах, из–за чего снижается эффективность их работы. Существуют системы очистки поверхностей нагрева: импульсная, вибро- и дробеочистки. В настоящее время наиболее эффективной считается импульсная очистка, принцип работы которой основан на воздействии ударной волны, образующейся в результате воспламенения газовой смеси в импульсной камере, на отложения на загрязненных поверхностях нагрева. Импульсные камеры расположены по всему котлу в местах, где образуется скопление пыли.

Котлы – утилизаторы выпускаются различных типов и марок.

1 – барабан, 2 – испарительная часть, 3 – пароперегреватель, 4 – водяной экономайзер.

2 Области применения котлов – утилизаторов

Котлы – утилизаторы широко применяются в химической, нефтяной, пищевой, текстильной и других отраслях промышленности.

По назначению КУ бывают

• Котлы-утилизаторы (общего назначения) для утилизации тепла уходящих газов
• Котлы для выработки пара за счет утилизации тепла за газовыми турбинами
• Котлы-утилизаторы за дизелями и мотор-генераторами
• Котлы для утилизации тепла дымовых газов за мартеновскими и нагревательными печами
• Котлы-утилизаторы для охлаждения газов за конверторами для черной металлургии
• Котлы для охлаждения газов за конверторами для цветной металлургии
• Котлы для охлаждения газов за электропечами
• Котлы-утилизаторы для охлаждения газов за агрегатами аргонно-кислородного рафинирования стали
• Котлы для охлаждения газов за печами первичной переработки нефти
• Котлы-утилизаторы за печами Ванюкова и кислородно-факельной плавки
• Котлы-утилизаторы для охлаждения газов за печами для производства губчатого железа
• Котлы для сжигания органической части осадка сточных вод
• Котлы-утилизаторы для сажевого производства
• Котлы для утилизации тепла за стекловаренными печами

3 Примеры использования котлов – утилизаторов в различных схемах

а) Использование КУ в схеме комбинированной парогазотурбинной установки.

В парогазовых системах (системах комбинированного цикла) одновременно используются как газовые, так и паровые турбины. В этих системах горячие газы, отработавшие в газовой турбине, затем используются в качестве источника тепла для парогенератора, который, в свою очередь, питает паровую турбину. Комбинированные парогазотурбинные установки (КПГУ) предназначены для выработки электрической энергии с наибольшей эффективностью использования топлива.

Тепло выхлопных газов ГТД используется в котле-утилизаторе для производства пара.

Пар из котла-утилизатора подается в отдельно стоящую паровую турбину (ПТ), соединенную с собственным электрогенератором.

1 – газотурбинный двигатель

2 – электрогенератор

3 – паровая турбина

4 – котел – утилизатор

5 – конденсатосборник

6 – резервуар питательной воды

б) Использование котла – утилизатора при производстве черновой меди в печи Ванюкова

Одним из перспективных направлений производства черновой меди является плавка концентрата в жидкой ванне, или в печи Ванюкова (ПВ). Этот новый технологический процесс не имеет аналогов в мире. Он обеспечивает оптимизацию условий физико-химического процесса плавления. Технологические и экономические преимущества ПВ (повышение степени извлечения металлов до 1 — 2 % по сравнению с другими технологиями производства цветных металлов) достигаются при надежной и устойчивой работе системы охлаждения, основным элементом которой является котел-утилизатор (КУ). Такой КУ типа РКЦМ-25/45-40 был разработан, изготовлен, смонтирован и введен в эксплуатацию в 1994 г. на Среднеуральском медеплавильном заводе. Успешная эксплуатация котла-утилизатора в условиях Среднеуральского медеплавильного завода позволяет сделать вывод о перспективности выбранных технологических и компоновочных решений и рассматривать данный охладитель газа в качестве пилотной установки для тиражирования на различных объектах, где возникает необходимость охлаждения и обеспыливания отходящих газов.

При выборе компоновки и разработке котла были учтены недостатки, выявленные в процессе эксплуатации других котлов за подобными печами. Компоновка котла, при которой радиационный газоход расположен непосредственно над аптейком печи, являясь его продолжением, выбрана с целью обеспечения снижения до минимума заноса конвективных поверхностей нагрева котла пылью, имеющейся в газах, что определяет в первую очередь надежность его эксплуатации, повышает эффективность охлаждения газов.

Высота радиационного газохода определяется температурой газов в месте их поворота в конвективный газоход и геометрическими размерами выходного аптейка печи (с учетом непременного условия вертикальности экранов газохода). Практика показывает, что температура газов 600 – 700 °С обеспечивает твердое состояние частиц уноса. Отложения пыли, образующиеся при повороте газов на поверхностях нагрева, удаляются с меньшими трудозатратами, часть их возвращается в печь.

Оптимальная площадь сечения выходного окна в свою очередь обусловливается скоростью газов на выходе из печи, которая определяет как степень пылевыноса, так и максимальную возможность сепарации уноса обратно в печь. Это позволяет уменьшить запыленность газов на входе в конвективный газоход. Скорость газов на входе в котел составляет примерно 2 м/с.

Для уменьшения высоты радиационного газохода в верхней его части устанавливаются термосифоны — запаянные трубы, нижняя часть которых располагается в зоне греющих газов, а верхняя — в холодильниках (трубах, к которым подводится котловая вода из барабана). Выбор термосифонов определяется условием исключения попадания воды при их повреждении на ванну печи. Соотношение обогреваемой части термосифонов и охлаждаемой в холодильниках выбирается на основе расчетов.

Общая длина блока термосифона определяется также допустимыми габаритными размерами для выема блока из котла и нижней отметкой нагреваемой части термосифона.

При необходимости увеличения площади поверхности нагрева радиационного газохода без повышения его высоты можно увеличить площадь поверхности термосифонов за счет установки на них ребер. Этой же цели служит конструкция экранов котла — «огневой» лист с приваренными к нему снаружи трубами. Такая конструкция обеспечивает также меньшее загрязнение поверхностей нагрева, защищает трубы от абразивного износа, уменьшает возможность низкотемпературной коррозии.

Для повышения надежности экраны радиационного газохода изготовлены из низколегированной стали 12Х1МФ (предельная температура — 570 °С). Радиационный газоход выполнен со скругленными углами, что позволяет избежать их заноса пылью и уменьшить концентрацию напряжений в металле, возникающих при тепловом расширении. Конвективный газоход котла расположен под углом 90° к продольной оси печи, что исключает попадание воды из поверхностей нагрева котла (в случае их повреждения) в зону печи, а также обеспечивает максимальный доступ к ней.

В конвективном газоходе расположены испарительные дренируемые ширмы «флажкового» типа. Конструкция ширмы выполнена таким образом, что в газоходе образуется два хода газов, что повышает их скорость и, как следствие, эффект теплоотдачи. В нижней части газохода расположен охлаждаемый бункер, что позволяет производить уборку пыли из котла пневмотранспортом.

Котел дренируем, газоплотен. Все его соединения выполнены сваркой. Сокращение числа бункеров до одного и наличие газоплотного соединительного узла с системой пневмотранспорта уменьшает объем присосов в котле. Вес котла передается на каркас через опорные конструкции, представляющие собой «лапы», изготовленные из стального листа и укрепленные на экранах газоходов. «Лапы» опираются на катковые блоки, установленные на строительных конструкциях. Катковая опорная конструкция не препятствует тепловому расширению котла во всех горизонтальных направлениях.

Для очистки поверхностей нагрева в котле установлена система импульсной газовой очистки. Для повышения надежности работы котла принята естественная циркуляция котловой воды. При выборе вида циркуляции анализировались и учитывались преимущества и недостатки естественной и принудительной циркуляции.

Ниже приведена техническая характеристика котла:

Давление (абсолютное) пара в барабане – сепараторе. 4,5 МПа

Объем технологических газов… 40000 м 3 /ч

на входе…. 1150 °С

на выходе …400 °С

1. «Теплоэнергетика» № 6, 2000г
2. «Теплоэнергетика» № 9, 1999г, с.34 – 36
3. http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/009/001/225159376.jpg
4. http://www.powercity.ru/ru/index.htm?PAGE_CODE=SOL&item_id=154#

Министерство образования Российской Федерации

Новгородский Государственный Университет

Имени Ярослава Мудрого

«Котлы – утилизаторы»

Реферат по дисциплине «Энергосбережение»

Выполнила: ст. гр. 1411

1 Устройство котлов – утилизаторов ………………………………………………3

2 Области применения котлов – утилизаторов……………………………………..4

3 Примеры использования котлов – утилизаторов в различных схемах………….5

Котел-утилизатор предназначен для использования в производстве тепла, которое извлекается из газов, получаемых путем работы различных промышленных агрегатов и двигателей внутреннего сгорания. Такие устройства не подключены к какой-либо топке и получают температуру исключительно из отходящего газа. Некоторые утилизаторы-котлы действуют в качестве охладителя технологических газов при производстве серной кислоты.

Обычно котел-утилизатор паровой используется в металлургической промышленности. В нем температура газов достигает +400 °С, а при работе со сталеплавильными печами – +1500 °С. Если производительность предприятия не столь высока, то довольно эффективными будет оборудование с принудительной циркуляцией. Благодаря своей конструкции, паровой котел-утилизатор практически безопасен для окружающей среды, так как выделяет в атмосферу минимум загрязняющих веществ. К тому же, он экономный, ведь расходы на газоочистку невероятно низки, и эффективно использует топливо.

Котел-утилизатор паровой обычно устанавливается на дизельных и газовых электростанциях, микротурбинах, дизельных котлах и т.д. В нефтепромышленности угарный газ, образующийся в процессе работы двигателей, сжигается для вырабатывания энергии. Полученная в результате вода превращается в пар и высвобождается наружу. Такой способ переработки газа действует и в металлургическом производстве. Пар иногда применяют в технологических нуждах на тех предприятиях, где это необходимо. Также происходит снижение затрат на горячую воду (путем ее получения из парового котла). Остатки отработанного вещества выводятся через дымовую трубу.

Конструкцию утилизаторы-котлы имеют разную. Кроме указанной выше модели, принудительной циркуляции существует модель с естественной циркуляцией. Также различают механизм с барабаном и без оного. Некоторые фирмы разрабатывают модели по индивидуальному заказу с учетом специфики места установки (например, внутри помещения или снаружи).

В зависимости от назначения, утилизаторы бывают водогрейные и паровые, имеющие дожигающее устройство, с одним, двумя или тремя уровнями давления, требующие горизонтальной или вертикальной установки и многие другие. Существует множество видов утилизаторов, отличающихся конверторами (для черной и цветной металлургии) или используемыми ресурсами (кокс, стекло, губчатое железо, сталь и другие материалы).

Стоить отметить модульный котел-утилизатор паровой, который интегрируется в установку уходящих газов легче, чем другие, и не требует больших затрат. Он надежно функционирует при частых колебаниях нагрузки, а также очень хорошо передает тепло.

Перед установкой необходимо выяснить, какую мощность потребляет тот или иной котел-утилизатор. Обычная мощность оборудования от 120 кВт до 1700 кВт. Для этого желательно обратиться к специалистам компании, устанавливающей котлы, чтобы они смогли заранее сказать, какую модель лучше приобрести. Для обслуживания утилизаторов предусмотрены лестницы и площадки.

Каково быть девственницей в 30 лет? Каково, интересно, женщинам, которые не занимались сексом практически до достижения среднего возраста.

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.

10 очаровательных звездных детей, которые сегодня выглядят совсем иначе Время летит, и однажды маленькие знаменитости становятся взрослыми личностями, которых уже не узнать. Миловидные мальчишки и девчонки превращаются в с.

Неожиданно: мужья хотят, чтобы их жены делали чаще эти 17 вещей Если вы хотите, чтобы ваши отношения стали счастливее, вам стоит почаще делать вещи из этого простого списка.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

Основные утилизационные установки, использующие ВЭР

В утилизационных установках могут вырабатываться: водяной пар, горячая вода, электроэнергия, высокотемпературные теплоносители, охлажденная вода, горячий воздух, механическая энергия для непосредственного привода машин.

От энерготехнологических установок утилизационные установки отличаются тем, что основной технологический процесс может осуществляться и без них.

Основной технической базой утилизационных установок являются различные теплообменники — аппараты для передачи теплоты от среды с более высокой температурой (греющие тело, теплоноситель) к среде с более низкой температурой (нагреваемое тело).

Наиболее распространенными утилизационными установками являются: котлы — утилизаторы. использующие высокопотенциальные дымовые газы промышленных печей и технологические газы химических производств, а также экономайзеры и воздухоподогреватели .

Утилизация ВЭР осуществляется также в регенераторах, рекуператорах, парогенераторах, сушильных установках, холодильных и расширительных машинах и других установках.

Котел-утилизатор – это паровой или водонагревательный котел, не имеющий собственной топки и обогреваемый отходящими газами какой-либо промышленной или энергетической установки. Чаще всего применяются водотрубные котлы-утилизаторы с многократной принудительной циркуляцией, реже – с естественной циркуляцией и прямоточные. В зависимости от температуры отходящих газов различают низкотемпературные (менее 800–900 о С) и высокотемпературные (свыше 1000 о С) котлы-утилизаторы. Их паропроизводительность составляет от 2 до 40 т/ч при давлении пара до 3,9 МПа. Котлы-утилизаторы бывают горизонтального и вертикального исполнения (рисунок 9.2).

Рисунок 10.2 — Вертикальный (а ) и горизонтальный (б ) котел-утилизатор

1) для охлаждения технологических газов с целью конденсации паров серы и получения насыщенного пара;

2) для использования теплоты технологических и отходящих газов в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности;

3) для использования теплоты отходящих газов после нагревательных, мартеновских и других технологических печей.

Применение котлов — утилизаторов, устанавливаемых за крупными печами или технологическими установками для использования теплоты отходящих газов, позволяет вырабатывать значительное количество пара. Однако необходимо считаться со значительно большей металлоемкостью котлов — утилизаторов по сравнению с современными паровыми котлами. Кроме того, котлы — утилизаторы требуют значительных площадей для их размещения.

Поэтому эффективность их применения рассматривается в каждом конкретном случае с учетом дополнительных капиталовложений и стоимости сэкономленного топлива.

5.189.134.229 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

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 такие виды: низкотемпературные (конвекционные 900 °С) и высокотемпературные (свыше 1000°С) .

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, 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, 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.

Основным преимуществом, 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.

Похожие статьи:

Конструкция, виды и изготовление угольных котлов Виды варочных котлов Характеристики пеллетных котлов Диагностирование работы жаротрубных котлов

• Принцип действия газотрубных и водотрубных котлов
• Газотрубный утилизатор
• Водотрубный утилизатор

Вопрос охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов всегда был и будет актуальным. На промышленных предприятиях коэффициент использования органического топлива на уровне 40%, а остальные газы выбрасываются в воздух. Часто температура отходящих газов достигает больше 1000°С.

Использование котлов-утилизаторов решает вопрос переработки отходов и получение дополнительной теплоты за счет использования энергия отходящих газов.

Особенности работы котлов-утилизаторовКотел-утилизатор не имеет собственной топки, принцип его работы простой и эффективный, он основан на использовании теплоты, что выделяется во время технологических промышленных процессов при работе различных агрегатов или энергетических установок.

Если во время работы в составе отходящих газов есть не только физическая, но и химическая теплота (горючие составляющие), то их целесообразно сжечь. Котлы-утилизаторы имеют следующий принцип работы: они генерируют энергию в виде нагретой воды, пара или воздушного потока, она может быть использована во время работы другого оборудования для производства холода или тепла в когенерационных установках.

Одной из специфической особенностей работы промышленного оборудования является то, что в составе отходящих газов содержится много мелких частиц, которые пребывают в твердом, газообразном или жидком состоянии. Они образуются во время работы оборудования и являются частью окалины, металла, шлака, шихты. Во время процесса плавления металла, в составе отходящих газов появляется много жидких частиц. Все это получается из-за того, что печи работают при высоком температурном режиме.

Схема работы котла-утилизатора.

Котлы-утилизаторы позволяют использовать теплоту отходящих газов, что повышает коэффициент использования топлива, уменьшает температуру вынесения технологического сырья, дает возможность его улавливать.

На то, как эффективно котлы-утилизаторы будут использовать теплоту отходящих газов, влияет тепловая мощность, которую имеет котел, режим поступления в него газов, температура отходящих газов. От того, сколько будет сжигаться топлива в конкретной технологической установке и какой процесс происходит, будет напрямую зависеть температура и количество отходящих газов. Много шихтовых газов образуется во время работы оборудования, используемого для плавки руд цветных металлов и во время продувки кислородом конвертеров, что преобразуют чугун в сталь.

Еще одним важным фактором, влияющим на работу котла, является режим поступления в него газов. Многие технологические установки имеют циклический принцип, а это, в свою очередь, негативно влияет на эффективность работы котлов-утилизаторов. Часто указанные неудобства возникают на конвертерном производстве, и цикличность работы печей приводит к тому, что котел-утилизатор будет работать с низкой эффективностью.Признаки, по которым котлы-утилизаторы делятся на группы

1. В зависимости от температуры газов, что попадают в котел. По данному принципу утилизаторы делятся на низкотемпературные ( 1000°С). При низких температурах перенос тепла выполняется за счет конвекции, а при высоких температурах — за счет излучения. Если температура больше 1100°С, то продукты сгорания, что были в жидком состоянии, изменяют свое агрегатного состояние.
2. По параметрам пара утилизатор может быть низкого давления (Р = 1,5 МПа, t=300°С), повышенного (4,5 МПа и 450°С) и высокого (10-14 МПа и 550°С).
3. Также влияет принцип взаимного движения пара, воды и продуктов сгорания, утилизатор может быть водотрубным или газотрубным;
4. В зависимости от способа движения воды в испарительном контуре, водотрубный утилизатор бывает с принудительной или естественной циркуляцией.
5. В зависимости от оформления компоновки и поверхностей нагрева, утилизатор может быть горизонтального, туннельного, башенного типа. В низкотемпературных котлах используется принцип змеевиковой конвективной поверхности нагрева, а у высокотемпературных моделях — радиационно-конвективные поверхности.

Принцип действия газотрубных и водотрубных котлов

Вернуться к оглавлению

Газотрубный утилизатор

Газотрубные котлы выпускаются с горизонтальным и вертикальным их расположением, могут использоваться совместно с обжиговыми, мартеновскими и другими печами, которые имеют сравнительно небольшую мощность.

Газ, температура которого около 1200°С, выходит из печи и попадает в нижнюю часть газохода котла. Там установлены W-образные трубные ленточные и экранные настенные поверхности, конвективный пакет пароперегревателя. Тепло превращает воду в пар, и пароводяная смесь начинает циркулировать в указанных поверхностях. Во время работы утилизатор вырабатывает пар, давление которого до 4,5 МПа и температура до 440°С, что позволяет обеспечить электрическую мощность до 8 МВт. Чтобы поддерживать постоянный тепловой потенциал газов, поступающих в утилизатор, установлен предтопок с газовой горелкой.

Все газотурбинные утилизаторы имеют одинаковый принцип работы, независимо от того, в какой отрасли они используются. Они применяются для охлаждения отходящих газов, технологических установок, что имеют небольшую мощность.

Вернуться к оглавлению

Водотрубный утилизатор

Утилизаторы, имеющие многократную принудительную циркуляцию, широко используются в промышленности. То, что такой анализатор имеет принудительную циркуляцию, позволяет испарительный элемент делать любой формы и ориентации в пространстве.

В таких котлах испарительная система распределяется на несколько секций, они подключены параллельно, это позволяет значительно снизить сопротивление испарительной части и использовать циркуляционные насосы меньшей мощности.

Вода, которая питает утилизатор, поступает через водяной экономайзер, а затем в барабан котла. Отсюда при помощи насоса вода через шламоотделитель идет в испарительные пакеты, которые включены параллельно. Полученная пароводяная смесь в барабане сепарируется, и вода отделяется от пара. После чего пар через пароперегреватель идет к потребителю. В зависимости от того, где надо установить утилизатор, его компоновка может быть П-образной, башенной или горизонтальной.Котлы-утилизаторы в парогазовых и когенерационных установкахВ парогазовых установках используются котлы-утилизаторы, которые рассчитаны для получения пара среднего и высокого давления для дальнейшего его использования в паровой турбине. В таком котле источником энергии также является энергия отходящих газов. Здесь используются водотрубные котлы, у которых конвективные поверхности нагрева и многократная принудительная циркуляция. От мощности паровой турбины будет зависеть конструкция котла, он может быть одноконтурным или иметь 2 независимых контура, в которых будет разное давление пара.

Такие барабанные утилизаторы вырабатывают пар, давление которого от 0,65 до 8 МПа, а также горячую воду, за счет того, что утилизируют тепло выхлопных газов от газотурбинной установки.

Если говорить о котлах-утилизаторах когенерационных установок, то они используют теплоту выхлопных газов поршневых двигателей или газовых турбин. Вырабатывают пар, который используют для подогрева воды в системе отопления или для технологических нужд. Такие котлы делают одноконтурными с принудительной циркуляцией.

santeh1.ru

Котлы утилизаторы отходящих газов особенности и сфера применения

• Статьи
»
• Котлы утилизаторы отходящих газов

Технологические установки и оборудование, которое используется в разных сферах деятельности, выделяют большое количество тепла. Часть тепловой энергии направляется на обеспечение технологического процесса или обслуживания (отопление, ГВС), а не менее 30-37% тепла уходит вместе с дымовыми газами. Для оптимизации расходов тепловой энергии и повышения эффективности работы предприятий используются промышленные котлы утилизаторы отходящих газов.

Особое оборудование для промышленных объектов: котлы для утилизации отходящих газов

Среди всего промышленного котельного оборудования котлы утилизаторы газов выделены в отдельную категорию относительно своей конструкции. Это производительное и экономичное оборудование является особенным ввиду отсутствия топочного устройства, которое применяется в традиционных котлах для сжигания разных типов энергоносителей и передачи тепловой энергии дымовых газов/промышленного пара циркулирующему внутри устройства теплоносителю (воде).

Промышленные газотрубные котлы утилизаторы используют для образования энергии тепло отходящих дымовых газов, которые являются побочным продуктом производства. Данное оборудование не предполагает подключения к топливопроводам, а также другим сетям для подачи энергоносителя. Для обеспечения эффективного использования энергии отходящих (дымовых) газов котлы устанавливаются на выходном отрезке газового дымохода.

Котлы утилизаторы отходящих газов имеют более высокий уровень КПД (в сравнении с традиционными промышленными котлами) и значительно снижают количество вредных атмосферных выбросов.

Надежное и экономичное газотрубное утилизационное оборудование

На рынке промышленного котельного оборудования представлены разные варианты котлов-утилизаторов:

• С естественной и принудительной циркуляцией
• С одним или несколькими барабанами
• Газотрубные и водотрубные модели.

Среди всего специфического котельного оборудования, которое предлагают отечественные и зарубежные производители, газотрубные котлы утилизаторы являются самыми актуальными устройствами для оснащения промышленных котельных. Нагретые газы циркулируют внутри пучка жаропрочных труб, а нагрев теплоносителя происходит в процессе движения вдоль внешней поверхности трубок. Этот тип оборудования используется для производства пара среднего и низкого давления, а также нагрева воды для обеспечения технологического процесса, обслуживания систем отопления, вентиляции и ГВС.

Промышленные котлы утилизаторы отходящих газов состоят из нескольких основных элементов (узлов):

• Стальной корпус, оснащенный входной и выходной камерой для дымовых газов
• Пучок жаропрочных трубок, который вмонтирован в газотрубные решетки
• Нагревательные и испарительные поверхности (экраны)
• Штуцеры для подачи питательной воды
• Система для отвода охлажденных использованных газов.

Особенности котлов-утилизаторов дымовых промышленных газов

На промышленных объектах устанавливаются газотрубные котлы утилизаторы вертикальной и/или горизонтальной инсталляции. Этот тип котельного оборудования, не зависимо от варианта исполнения, располагается за обжиговыми, мартеновскими и нагревательными печами, продукты сгорания которых имеют температуру 350-1360ОС в зависимости от назначения оборудования.

Котлы утилизаторы газов, которые устанавливаются на промышленных объектах разного профиля, отличаются по многим параметрам.

По температурным показателям массы дымовых газов на входе в котел существует:

• Низкотемпературное оборудование, которое рассчитано на работу с газами, имеющими температуру менее 900 ОС
• Высокотемпературные котлы потребляют отходящие газы мартеновских и обжиговых печей, турбинных установок – температура продуктов сгорания может достигать 1360ОС

По параметрам промышленного пара выделены котлы утилизаторы отходящих газов трех категорий:

• Низкого давления – температура пара не превышает 300 ОС с максимальным давлением до 1,5МПа
• Повышенного (среднего) давления создают пар до 450 ОС и 4,5МПа
• Высокого давления – такие котлы утилизаторы газов рассчитаны для эксплуатации на металлургических, нефтеперерабатывающих предприятиях и создают насыщенный пар с давлением до 14МПа при температуре не выше 550 ОС.

По типу организации движения теплоносителя и горячих дымовых газов выделяют газотрубные и водотрубные котлы.

По способу движения теплоносителя в испарительных контурах котлов существует естественная циркуляция и многократная принудительная циркуляция воды.

Вариант исполнения поверхностей нагрева и компоновочных решений дает возможность выделить:

• П-образные котлы утилизаторы отходящих газов
• Оборудование башенного типа
• Горизонтально-туннельные котлы, которые предполагают использование змеевиковых конвективных поверхностей нагрева (низкотемпературное оборудование) и радиационно-конвективных при работе в высокотемпературных котлах.

Сфера применения промышленных котлов для утилизации отходящих газов

Первые модели таких котлов изобретены в 1928 году и были рассчитаны только на преобразование тепловой энергии, которая выделялась в процессе работы крекинговых установок на нефтеперерабатывающих предприятиях. На современном энергетическом рынке котлы утилизаторы отходящих газов эксплуатируются на промышленных предприятиях разного профиля:

• Горно-обогатительные комбинаты
• Коксо-химическая промышленность
• Бумажно-целлюлозное и деревоперерабатывающее производство
• Металлургические комплексы – большое количество высокотемпературных дымовых газов образуется в процессе работы мартеновских печей и при продувке сталеплавильного конвектора очищенным кислородом
• Комбинаты по производству строительных материалов (цемент, известь, асбест, кирпич)
• Тепловые электростанции – в процессе преобразования тепловой энергии в электрическую выделяется значительное количество газов, которые используются в качестве энергоносителя в котлах-утилизаторах, работающих в составе когенерационной и комбинированной парогазовой установок.

Двигаясь в направлении экономии средств и повышения эффективности деятельности, многие предприятия используют вторичные энергетические ресурсы и устанавливают газотрубные котлы утилизаторы. При выборе этого оборудования стоит учитывать специфику и возможности промышленного объекта, количество и температурные показатели дымовых газов, а также технологические потребности в паре и горячей технической воде.

www.energy-gr.com

2.6. Котлы-утилизаторы и энерготехнологические котлы

2.6. Котлы-утилизаторы и энерготехнологические котлы

Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов, охрана окружающей среды относятся к важнейшим проблемам, стоящим перед человечеством. Высокотемпературные процессы осуществляются в технологических печах (металлургическая, химическая, нефтехимическая и другие отрасли промышленности) при чрезвычайно низком коэффициенте использования органического топлива (20–40%). В итоге эти производства выбрасывают газы, температуры которых превышают иногда 1000°С, токсичные вещества, мелкодисперсную пыль применяемого сырья и другие технологические отходы, которые загрязняют окружающую среду. Поэтому переработка и эксплуатация отходов этих технологических процессов являются важной задачей, выполнение которой возможно на основе использования их теплоты в котлах-утилизаторах или при совместной организации технологического и энергетического процессов в энерготехнологических агрегатах.

Котел-утилизатор (КУ) – паровой или водогрейный котел, не имеющий собственного топочного устройства для сжигания топлива и использующий теплоту отходящих газов технологических промышленных агрегатов различного назначения. Исключение составляют случаи работы котлов-утилизаторов на отходящих газах, содержащих, кроме физической, и химическую теплоту в виде горючих составляющих, которые целесообразно дожечь. Теплота, генерируемая котлом-утилизатором в виде водяного пара, нагретой воды или нагретого воздушного потока, используется в других технологических процессах либо в когенерационных установках для производства электроэнергии или холода.

Внешний вид котла-утилизатора П-90 на Северо-Западной ТЭЦ в Санкт-Петербурге

Важной особенностью отходящих высокотемпературных производственных газов в металлургии и в некоторых других отраслях промышленности является содержание в них полидисперсного уноса мелких частиц, находящихся в твердом, жидком или газообразном состоянии. Этот унос образуется в результате выноса газовым потоком мелких частиц шихты, окалины, расплавленного металла или шлака, а также испарения и возгонки металла в плавильных печах. Вынос жидких частиц технологического расплава наблюдается обычно в период кипения или продувки расплавленного металла. Частичное испарение технологического материала возможно в этих же печах из-за высокого температурного уровня в них.

Энергетическая реализация теплоты отходящих газов в котлах-утилизаторах приводит к существенному повышению коэффициента использования располагаемой теплоты, к снижению температуры выноса технологического сырья в виде пыли и к возможности его улавливания, исключающего или сокращающего выбросы в окружающую среду.

Первые котлы-утилизаторы в СССР были введены в эксплуатацию в 1939 году в виде котлов–охладителей газов (КОГ) с дымогарными трубами. До 1959 года они выпускались Таганрогским котельным заводом, а с 1966 года котлы–охладители газов производятся на Белгородском котельном заводе (БелЭнергомаш).

В 1947 году первый котел–охладитель газов с принудительной циркуляцией воды был установлен за мартеновской печью. Такая их установка позволила повысить коэффициент использования теплоты, увеличить производительность печей (на 5,8 – 18%) и сократить продолжительность плавки (на 6, 14,5%) за счет роста теплового форсирования печей, возможного благодаря запасу разрежения, создаваемого дымососом котлов.

Эффективность использования теплоты отходящих газов в котлах-утилизаторах зависит от температуры отходящих газов, тепловой мощности и режима поступления газов в теплоиспользующую установку. Выход отходящих газов зависит от количества сжигаемого топлива в технологической установке и выхода шихтовых газов, образующихся при термической обработке исходных технологических материалов. Большое количество шихтовых газов образуется, например, при плавке руд цветных металлов, кислородной продувке сталеплавильных конверторов для преобразования чугуна в сталь и др.

Режим поступления газов в котлы-утилизаторы является не менее значащим фактором эффективной реализации их теплоты. В ряде случаев цикличность работы технологической установки создает значительные трудности при использовании газов, как это имеет место при конверторном производстве стали, а иногда эта цикличность становится серьезным препятствием для эффективного применения газового потока.

Выпускаемые котельными заводами котлы-утилизаторы подразделяются на группы по нескольким признакам:

• По температуре продуктов сгорания на входе в котел. По этому признаку котлы-утилизаторы делятся на низкотемпературные (при температурах < 900°C) и высокотемпературные (при температурах >1000°C). Такое деление обусловлено тем, что при температурах < 900°C перенос теплоты от продуктов сгорания происходит главным образом за счет конвекции, а при температурах > 1000°C в большей степени излучением. Кроме этого, происходит изменение агрегатного состояния технологического и топливного уноса, который при температурах > 1100°C содержится в продуктах сгорания преимущественно в жидком состоянии.
• По параметрам пара: производятся котлы низких (P =1,5 МПа, t ≈ 300°С), повышенных (4,5 МПа и 450°С) и высоких (10– 14 МПа и 550°С) параметров.
• По способу организации взаимного движения воды и пара и продуктов сгорания: газотрубные и водотрубные.
• По способу организации движения воды в испарительном контуре водотрубных котлов: котлы с естественной циркуляцией и с многократной принудительной циркуляцией (МПЦ).
• По конструкторскому оформлению компоновочных решений и поверхностей нагрева. По этому признаку котлы-утилизаторы бывают П-образной формы, башенного и горизонтально-туннельного типов со змеевиковыми конвективными поверхностями нагрева в низкотемпературных котлах и радиационно-конвективными в высокотемпературных.

Газотрубные и водотрубные котлы-утилизаторы

Газотрубные котлы-утилизаторы выпускаются как с горизонтальным, так и с вертикальным их расположением и устанавливаются за нагревательными, мартеновскими, обжиговыми и другими печами относительно небольшой мощности. Отличительная особенность такого типа котлов – отсутствие топочного устройства для сжигания топлива. В качестве примера рассмотрим промышленный котелутилизатор для использования тепла газов после печи (рис. 2.16).

Газы после печи имеют температуру 1260°С и поступают в нижнюю часть подъемного газохода котла. В нем находятся экранные настенные поверхности, W-образные трубные ленты и конвективный пакет пароперегревателя. За счет тепла газового потока здесь испаряется часть воды и перегревается пар. В экранных и ленточных поверхностях происходит естественная циркуляция воды и пароводяной смеси. Для выработки электроэнергии из котла-утилизатора поступает пар с расходом до 80 т/ч, давлением 4,5 МПа и температурой 440°С, что обеспечивает электрическую мощность около 8 МВт. Для поддержания постоянного теплового потенциала поступающих газов перед КУ установлен предтопок с газовой горелкой.

Рис. 2.16. Схема котла-утилизатора для исползования тепла газов после печи: 1 – вертикальный газоход; 2 – ленточный трубный теплообменник; 3 – конвективный пароперегреватель; 4 – барабан; 5 – экономайзер; 6 – воздухоподогреватель; 7 – предтопок с газовой горелкой

Рис. 2.17. Принципиальная схема котла КУ-80-3: 1 – циркуляционный насос; 2 – шламоотделитель; 3 – барабан; 4 – третья испарительная секция; 5– вторая испарительная секция; 6 – пароперегреватель; 7 – первая испарительная секция; 8 – экономайзер

Газотрубные котлы-утилизаторы вне зависимости от отрасли промышленности, в которой они применяются, имеют схожее конструкторское оформление испарительной части с естественной циркуляцией воды. Однако следует иметь в виду, что используют их для охлаждения отходящих газов небольших по мощности технологических установок.

Водотрубные котлы-утилизаторы с принудительной многократной циркуляцией (МПЦ) воды в испарительных элементах получили наиболее широкое распространение в различных отраслях промышленности. Наличие многократной принудительной циркуляции позволяет придать испарительным элементам котла любую конфигурацию и ориентацию в пространстве. Это создало предпосылки к изготовлению унифицированных котлов на отходящих газах, поверхности нагрева которых могут быть представлены в виде змеевиковых пакетов. Принципиальная схема такого унифицированного котла представлена на рис. 2.17.

Котел КУ-80 имеет П-образную компоновку. Его испарительная часть состоит из трёх секций, включенных последовательно по потоку продуктов сгорания и параллельно по котловой воде, подаваемой циркуляционным насосом.

Деление испарительной системы на дветри секции, включенные по котловой воде параллельно, позволяет более чем в шесть раз снизить сопротивление испарительной части и, соответственно, мощность циркуляционных насосов.

Питательная вода поступает в котел через водяной экономайзер, после которого подается в барабан котла. Из барабана котловая вода циркуляционным насосом подается через шламоотделитель в три испарительных пакета, включенных параллельно. Пароводяная смесь из испарительных поверхностей нагрева поступает в барабан, в котором происходит отделение пара от воды (сепарация). Отсепарированный пар направляется в пароперегреватель и далее к потребителю.

В зависимости от температуры продуктов сгорания на входе в котел изменяется его паропроизводительность и другие параметры.

При необходимости установки котлаутилизатора над нагревательными печами П-образную компоновку заменяют на башенную или горизонтальную с той же последовательностью расположения поверхностей нагрева по ходу газов. В этом случае отпадает необходимость в громоздких и дорогостоящих газоходах от печи к котлу-утилизатору, в самостоятельной котельной, а кроме того, уменьшаются присосы в газовый тракт холодного воздуха и потери теплоты как в окружающую среду, так и с уходящими из котла газами.

Серия котлов-утилизаторов с параметрами пара давлением 4,5 и 1,8 МПа и температурой 375–400°С выпущена на расход продуктов сгорания от 40·103до 150·103м3/ч с температурой 650–850°С. Котлы могут работать в комплексе с испарительным охлаждением печей или только для использования физической теплоты уходящих из печей продуктов сгорания.

Котлы-утилизаторы в коксохимической промышленности

Использованию физической теплоты раскаленного кокса при его сухом тушении придается большое значение, так как общая экономия условного топлива составляет при этом 110 тыс. тонн на каждый миллион тонн произведенного чугуна.

Первая отечественная промышленная установка для этого была сооружена в 1936 году на Керченском коксохимическом заводе. Строительство опытно-промышленной установки сухого тушения кокса (УСТК) в 1960 г. на Череповецком металлургическом заводе положило начало широкому его внедрению в промышленность.

Рис. 2.18. Котёл-утилизатор типа КСТ-80:1 – экономайзер; 2 – испарительные поверхности нагрева; 3 – пароперегреватель; 4 – барабан котла

Установка сухого тушения кокса (рис. 2.18) состоит из двух основных частей – тушильной камеры и котла-утилизатора. Раскалённый кокс с температурой 1000– 1100°С скиповым подъемником загружается в тушильную камеру через бункер.

Верхняя часть бункера выполняет роль форкамеры–аккумулятора горячего кокса. Накопление кокса в форкамере необходимо

для обеспечения непрерывной работы установки в связи с периодической подачей кокса. Форкамера рассчитана на прием раскаленного кокса от одной печи. Через загруженный в бункер раскаленный кокс продувается снизу вверх инертный газ, который нагревается при этом до≈800°C. Нагретые инертные газы с мелкими частицами кокса поступают через пылеулавливающий бункер в котел-утилизатор. Газы последовательно омывают пароперегреватель, секции испарительных поверхностей нагрева с многократной принудительной циркуляцией и экономайзер. Для утилизации теплоты используются котлы-утилизаторы типа КСТ-80 с верхним подводом инертных газов, паропроизводительностью 25 т/ч пара, давлением 4 МПа и температурой 450°С. Температура уходящих газов после экономайзера~160°C.

Рис. 2.19. Котел-утилизатор типа ОКГ-100-3А: 1 – конвертор; 2 – наклонный газоход; 3 – радиационный подъемный газоход; 4 – переходный газоход; 5 – барабан; 6 – опускной газоход; 7 – испарительные конвективные поверхности нагрева; 8 – экономайзер; 9 – бункер сбора уноса

Продувка инертных газов через слой раскаленного кокса производится дымососом. Эти газы двигаются по замкнутому контуру: дымосос – тушильная камера – котелутилизатор – дымосос.

Для предварительного приготовления инертных газов достаточно заполнить тушильный бункер раскаленным коксом и включить в работу дымосос. Находящийся в газовом тракте установки воздух вызовет выгорание некоторой части кокса, а образовавшиеся при этом продукты сгорания будут выполнять в дальнейшем роль инертного теплоносителя.

Котлы-охладители конверторных газов

При продувке сталеплавильных конверторов кислородом из них удаляются продукты окисления углерода, состоящие на 90-95% из оксида углерода (СО). Эти газы характеризуются высокой температурой (≈1600°С), низким избытком воздуха (0,05–0,10), значительным содержанием конверторного уноса (до 150 г/м3) и теплотворной способностью~8,2 МДж/нм3. Выход газов циклический; газовыделение начинается через 2–4 минуты после начала продувки, быстро достигает максимума и затем снижается до нуля за 2–3 минуты до завершения продувки. Продолжительность паузы на примере работы 300-тонного конвертора – 43 минуты, а всего цикла 60 минут, то есть продувка продолжается~17 мин. Среднечасовой выход газов для этого конвертора~18·103м3/ч, а максимальный пиковый –150·103м3/ч. Выброс таких газов в атмосферу запрещен. Поэтому охладитель конверторных газов – непременный элемент кислородно-конверторного производства.

В качестве охладителей конверторных газов, применяемых на металлургических заводах Украины, используются в основном паровые радиационно-конвективные котлы с многократной принудительной циркуляцией. Они выполняются однобарабанными, вертикально-водотрубными и имеют П-образную компоновку. На рисунке 2.19 показан поперечный разрез газоходов котла-утилизатора типа ОКГ-100-3А. Этот охладитель конверторных газов рассчитан на переработку~40 тыс. м3/ч конверторных газов. Конверторные газы поступают в охладитель конверторных газов через наклонный газоход в подъемный экранированный газоход, затем поворачивают в переходный и далее в опускной конвективный, в котором размещены последовательно змеевиковые пакеты конвективной испарительной поверхности нагрева и экономайзер. После охладителей конверторных газов продукты сгорания подаются в систему газоочистки, а конверторный унос поступает в бункер под опускным газоходом.

Оксид углерода (СО), содержащийся в значительном количестве в конверторных газах, сжигается в подъемном наклонно-вертикальном газоходе. Воздух, необходимый для горения СО, засасывается дымососом через зазор между горловиной конвертора и наклонным газоходом.

Во всех ОКГ предусмотрена двухступенчатая схема испарения: экранные поверхности нагрева радиационной части котла включены в чистый отсек барабана, а конвективные испарительные поверхности – в солевой. Питательная вода через экономайзер поступает в барабан котла, откуда по трубопроводам через шламоуловители подается циркуляционными насосами в экранные и конвективные поверхности нагрева.

Полученная в этих поверхностях нагрева пароводяная смесь поступает в устройство для сепарации пара. Отсепарированный пар направляется в энергокомплекс конверторного цеха.

На всех охладителях конверторных газов в период паузы и во время продувки конвертора, когда отсутствует газовыделение, предусмотрено дополнительное сжигание газообразного или жидкого топлива (подтопка) в количестве 30–75% среднего выхода конверторных газов.

Существуют охладители конверторных газов без дожигания СО. По мере освоения новых мощностей конверторов разработаны и охладители конверторных газов нового поколения, которые характеризуются применением в поверхностях нагрева мембранных труб, сваренных в панели, обеспечивающих газовую плотность и надежность работы охладителей конверторных газов в условиях цикличности тепловых нагрузок и высокой запыленности газов.

Котлы-утилизаторы, используемые в парогазовых и когенерационных установках

Широкое развитие в последние десятилетия комбинированных парогазовых установок (ПГУ) тепловых электростанций, а также когенерационных установок, имеющих высокий коэффициент полезного действия за счет совместной выработки электрической и тепловой энергии, предопределило необходимость создания для них специальных котлов-утилизаторов.

Котлы-утилизаторы, применяемые в парогазовых установках (рис. 2.20), предназначены для получения пара среднего и высокого давления, который в последующем используется в паровой турбине. Источником энергии, утилизируемой таким котломутилизатором, являются уходящие газы газовой турбины. Конструкция котла-утилизатора парогазовой установки определяется температурой уходящих газов (450–550°С), а также мощностью паровой турбины.

Котел-утилизатор парогазовой установки представляет собой водотрубный барабанный агрегат с конвективными поверхностями нагрева и многократной принудительной циркуляцией. В зависимости от мощности паровой турбины они могут быть как одноконтурными, так и иметь два независимых контура с различными давлениями пара.

Рис. 2.20. Принципиальная схема котла-утилизатора в системе ПГУ–ТЭЦ

Рис. 2.21. Общая схема котла-утилизатора П-90 для ПГУ мощностью 450 МВт в разрезе

Барабанные котлы-утилизаторы предназначены для выработки пара высокого (8 МПа), низкого (0,65 МПа) давления и горячей воды за счет утилизации тепла выхлопных газов, поступающих после газотурбинной установки (ГТУ). Такие парогазовые установки (ПГУ) с газовой турбиной типа V-94.2 мощностью 150 МВт работают на территории России (например на Северо-Западной ТЭЦ в Санкт-Петербурге).

Котел-утилизатор выполнен однокорпусным вертикальной компоновки с принудительной циркуляцией среды в испарительных контурах высокого и низкого давления с подвеской поверхностей нагрева к собственному каркасу через промежуточные металлоконструкции (рис. 2.21).

За счет металлической обшивки котелутилизатор выполнен газоплотным. Пароводяной тракт состоит из отдельных контуров высокого и низкого давления. Контур высокого давления включает экономайзерную, испарительную и пароперегревательную поверхность, контур низкого давления – испарительную и пароперегревательную. Поверхности нагрева котла-утилизатора выполнены из труб с наружным спиральным оребрением. Паропроизводительность контура высокого давления составляет 242 т/ч, низкого – 56 т/ч.

Рабочий диапазон регулирования нагрузки котла-утилизатора составляет 100–50% 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 котёлутилизатор от ГТУ, и паровой турбиной.

В результате путем утилизации тепла уходящих газов ГТУ вырабатывается до 30% полной мощности ПГУ, а к.п.д. установки повышается до 52–54%, а в ряде случаев и до 60%.

Котлы-утилизаторы когенерационных установок утилизируют тепло уходящих газов газовых турбин или поршневых двигателей и предназначены для получения пара, используемого для технологических нужд или подогрева сетевой воды систем теплоснабжения. Они выполняются одноконтурными с принудительной циркуляцией.

Энерготехнологические агрегаты (ЭТА) – это не простое объединение теплотехнической установки с последующим использованием теплоты, как в котлах-утилизаторах, а повышение технологической и энергетической эффективности работы установки при производстве, как минимум, двух товарных продуктов – технологического и энергетического. При создании энерготехнологических агрегатов оптимизируют, как правило, всю систему теплоиспользования начиная с технологической части. В таких установках раздельная работа технологического и энергетического элементов агрегата невозможна. В установках на базе типовых котлов за счет совместного производства двух и более продуктов на одном агрегате достигается новый качественный результат как в технологическом, так и в экономическом аспекте. ЭТА очень широко применяются в химической, целлюлозно-бумажной и металлургической промышленности. Например, производство обесфторенных фосфатов осуществляется в энерготехнологических циклонных агрегатах (ЭТА-ЦФ-7Н) на базе однобарабанного парового котла с естественной циркуляцией. При производительности агрегата по обесфторенному фосфату 150 т/сут паропроизводительность составляет 20–30 т/ч при давлении 4 МПа и температуре перегрева до 450°С. Тепловой к.п.д. энерготехнологической установки составляет 80–85%. Энерготехнологический агрегат ЭТА-ЦФ-7Н вырабатывает три товарных продукта: обесфторенный фосфат, являющийся высокоэффективным кормовым средством и фосфорным удобрением; фтористый натрий (NaF) и энергетический или технологический пар.

В 2006 году в России введен в эксплуатацию энерготехнологической агрегат, представляющий собой модернизированный паровой котел КВТС-20, для переработки бурого угля в кокс. Расчетная производительность агрегата составляет 15 т/ч по углю, 3,5 т/ч по коксу при сохранении номинальной тепловой мощности 20 Гкал/ч по горячей воде.

Промышленный энерготехнологический агрегат по переработке сланца УТТ-3000

energetika.in.ua

ПГУ, виды оборудования, применение моделей Г 300 би, ПКК

Современная промышленность и тяжелая индустрия отличается большими мощностями и выбросами выхлопных и производственных газов, образующихся в процессе производства.

Котлы утилизаторы служат для того, чтобы нейтрализовать и перерабатывать дымные продукты с пользой для производства.

Содержание

Котлы утилизаторы ПГУ

Как правило, все утилизаторы состоят из одинаковых основных элементов, имеют схожую конструкцию и аналогичный принцип действия.

Котел состоит из нагревательной камеры, металлических камер для испарения воды, установки по дымоулавливанию. Это необходимо для аккумуляции газового облака и прессовке его в ресивер — специальный накопитель, который рассчитан на давление 5 атмосфер.

Принцип действия состоит из трех последовательных этапов:

• отработка или газ попадает в системы улавливания дыма принудительно. Как правило, дым засасывается компрессорами обратного давления и попадает в ресиверы, оснащенные системой дозировки и подачи. Использование ресиверов способствует бесперебойной работе котлов;
• выхлопной дым подается из накопителя в камеру сгорания, где дожигается раскаленными электродами, образуя огромные количества тепловой энергии;
• вода, испаряясь в камерах, образует пар, который может воздействовать на крыльчатку генераторных турбин или производить механическую энергию для подвижных устройств или механизмов.

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

Подробнее о деаэраторе дв, читайте здесь.

Такие котлы не оснащаются отдельной камерой-топкой как другие отопительные устройства, использующие твердотопливное или жидкое сырье.

Использование отдельной камеры нецелесообразно, так как дым или выхлопной газ — легкое сырье, склонное к утечкам, которое сразу же дожигается. По такому принципу работают все котлы утилизаторы пгу.

Целесообразность использования

С ростом промышленности и количества отходов от производства понадобились эффективные и действенные системы по утилизации отходов дыма и выхлопа.

Такие отходы в большом объеме вырабатываются в топливной промышленности, нефтеперерабатывающем комплексе, тяжелой металлургии и пр.

Кроме того, целесообразность применения данного вида оборудования обусловлена и действующим законодательством в области защиты экологии и окружающей среды.

Преимущества данного оборудования:

• существенно повышается экономический эффект производства. Освободившуюся и полученную тепловую энергию можно использовать в качестве преобразований в механику, что позволяет обесечить автономность источников энергии — котлов утилизаторов гту;
• защита окружающей среды от утечек и загрязнений;
• преобразование тепловой энергии создает отличные предпосылки для применения энергосберегающих технологий.

Применение котлов утилизаторов ГТУ, ТЭЦ

Многие модификации котлов утилизаторов устанавливаются для того, чтобы отвести от рабочих агрегатов большую часть тепла и преобразовать его в электричество, например, для этих целей используют котел утилизатор тэц.

Такие котлы применяются в мартеновском производстве, сталелитейном и химической промышленности, то есть любом производстве, где есть отход выхлопных газов.

Не стоит забывать о таком моменте: отход и утилизация газов могут иногда быть нерентабельными для преобразования их в энергию. Например, в производстве с использованием сварки инверторного типа.

Там существует небольшой выброс газов, и не всегда целесообразно применение такого оборудования.

Для сжигания в утилизаторах используют шихтовый газ — это газооблачная смесь, которая включает в свой состав мелкодисперсные вкрапления твердых примесей, которые в сущности и являются топливом.

Атмосферные деаэраторы ДСА предназначены для удаления агрессивных газов из питательной воды паровых котлов.

О том, как правильно монтировать деаэратор, читайте здесь.

Эти мелкие частицы раскаляются электродом и образуют вокруг себя среду повышенной температуры — источник воспламенения всего газа.

Это основная конструктивная особенность всех видов котлов утилизаторов гту. К твердым вкраплениям относятся: окалины металлов, масляный туман и микроскопические частицы масляной пленки, остатки каучука и резиновые следы.

Котел утилизатор Г 330 би, модификации котлов-утилизаторов ПКК

Данные устройства делят на паровые и водогрейные. Сфера их применения очень обширна — в нефтехимической промышленности, топливно-энергетическом комплексе и различных металлургических производствах.

Существуют комбинированные котлы, которые состоят из емкости объемом до 3 кубических метров и котельной установки (например, устройство Г 330 би).

Данные системы в абсолютном большинстве входят в состав когерентных устройств для нагрева большого количества воды. Они незаменимы на предприятиях, когда существует необходимость использования пара или дистиллятов.

Также, эти установки используются для создания безопасной обстановки на шахтах — выполняется улавливание и преобразование метана в энергию тепла, которая расходуется на отопление.

Пар обладает определенным номинальным давлением, которое может быть передано определенным точкам механики, с помощью чего достигается механический эффект.

Что такое деаэратор в котельной — вопрос заслуживающий внимания, для людей не знакомых с данным устройством.

О том, какие бывают типы деаэраторов, читайте здесь.

Кроме того, пар может использоваться в качестве полноценного источника тепла и отопления. Установки данного типа, как описывалось выше, основаны на преобразовании воды в пар посредством испарения.

Выпускаются две комплектации: открытая и с закрытым кожухом. Открытая обеспечивает более легкий доступ к регулировке оборудования для оператора котельной. Закрытые монтируются в домах или небольших производственных цехах.

Самыми распространенными моделями для промышленного использования являются БКЗ-КУ-44/63,9/0,7 и БЗКУ-18-1,3. Это котлы с двухконтурной системой, то есть с принудительной подачей газа в камеру и возвращением тепла к регистрам пара или воды, оснащаются системой автоматики и реле управления (основное преимущество всех утилизаторов).

Котлел утилизатор ПКК предназначен для сжигания отбросных газов сажевого производства, а также для получения пара энергетических и технологических параметров. Котлы снабжаются всей необходимой арматурой, устройствами для отбора проб пара и воды, КИП.

kotlotech.ru

Смотрите также

• 
  Самодельный котел
• 
  Котлы жидкотопливные
• 
  Жидкотопливные котлы
• 
  Котел росс
• 
  Котлы автоматические
• 
  Автоматические котлы
• 
  Уманский котел
• 
  Электрогазовый котел
• 
  Котел электрогазовый
• 
  Котел водонагревательный
• 
  Водонагревательный котел