Котел утилизатор. Устройство и принцип работы. Устройство котла утилизатора
Котел утилизатор. Устройство и принцип работы
Котел утилизатор, принцип работы которого сводится к использованию тепла отходящих газов иной установки (промышленной либо энергетической), не имеет собственной топки.
Устройство котла утилизатора
Котел утилизатор имеет газовод, образованный обшивкой из металла, в котором расположены поверхности нагрева. Они соединяются с каркасным перекрытием. Обшивка из металла закреплена к колоннам каркаса, находящимся на поверхностях нагрева. Газоход и диффузор, снабженные изоляцией, имеют обшивку из металла.
Шумоглушитель и конфузор образуют выходную часть газохода (он опирается на металлоконструкции), покрытую слоями из изоляции и обшивки.
Поверхности нагрева представляют собой трубчатые вертикальные блоки, имеющие сплошное оребрение и поперечное пресечение. Осуществляя ход, газы проходят через установленные в системе ИНД, ПНД, ПВД, ГПК, ЭВД, ИВД.
На верхней части оборудованы тепловые ящики, которые съемными щитами из металла отделены от газов.
Выходная часть газовода имеет отсечной клапан электрофицированный, необходимый для обеспечения постоянного состояния котла даже при остановке работы. Сразу за ним расположен двухступенчатый шумоглушитель. За котлом установлен компенсатор.
Работа котла-утилизатора обеспечивается скользящими парами разного давления, которые определяются расходом и их температурой. Поступление газов в котел-утилизатор осуществляется из газотурбинной установки.
Типы котлов утилизаторов – водогрейные и паровые; с дожигающим устройством и без дожигающего устройства, горизонтальные и вертикальные; самоопорные и подвесные.
Помощь в обслуживании
При необходимости более детальной информации о котле утилизаторе, его принципе работы и других данных позвоните нам по телефонам (831) 253-57-44, 254-78-38. Компания «ЦЭЭВТ» изготавливает кожухотрубные теплообменные аппараты по улучшенным индивидуальным схемам и чертежам, которые по некоторым характеристикам превосходят аналоги других производителей.
Также производим срочный монтаж котла утилизатора.
ceevt.ru
Котел утилизатор. Устройство и принцип работы
Котел утилизатор, принцип работы которого сводится к использованию тепла отходящих газов иной установки (промышленной либо энергетической), не имеет собственной топки.
Устройство котла утилизатора
Котел утилизатор имеет газовод, образованный обшивкой из металла, в котором расположены поверхности нагрева. Они соединяются с каркасным перекрытием. Обшивка из металла закреплена к колоннам каркаса, находящимся на поверхностях нагрева. Газоход и диффузор, снабженные изоляцией, имеют обшивку из металла.
Шумоглушитель и конфузор образуют выходную часть газохода (он опирается на металлоконструкции), покрытую слоями из изоляции и обшивки.
Поверхности нагрева представляют собой трубчатые вертикальные блоки, имеющие сплошное оребрение и поперечное пресечение. Осуществляя ход, газы проходят через установленные в системе ИНД, ПНД, ПВД, ГПК, ЭВД, ИВД.
На верхней части оборудованы тепловые ящики, которые съемными щитами из металла отделены от газов.
Выходная часть газовода имеет отсечной клапан электрофицированный, необходимый для обеспечения постоянного состояния котла даже при остановке работы. Сразу за ним расположен двухступенчатый шумоглушитель. За котлом установлен компенсатор.
Работа котла-утилизатора обеспечивается скользящими парами разного давления, которые определяются расходом и их температурой. Поступление газов в котел-утилизатор осуществляется из газотурбинной установки.
Типы котлов утилизаторов – водогрейные и паровые; с дожигающим устройством и без дожигающего устройства, горизонтальные и вертикальные; самоопорные и подвесные.
Помощь в обслуживании
При необходимости более детальной информации о котле утилизаторе, его принципе работы и других данных позвоните нам по телефонам (831) 253-57-44, 254-78-38. Компания «ЦЭЭВТ» изготавливает кожухотрубные теплообменные аппараты по улучшенным индивидуальным схемам и чертежам, которые по некоторым характеристикам превосходят аналоги других производителей.
Также производим срочный монтаж котла утилизатора.
nn.ceevt.ru
Котел утилизатор. Устройство и принцип работы
Котел утилизатор, принцип работы которого сводится к использованию тепла отходящих газов иной установки (промышленной либо энергетической), не имеет собственной топки.
Устройство котла утилизатора
Котел утилизатор имеет газовод, образованный обшивкой из металла, в котором расположены поверхности нагрева. Они соединяются с каркасным перекрытием. Обшивка из металла закреплена к колоннам каркаса, находящимся на поверхностях нагрева. Газоход и диффузор, снабженные изоляцией, имеют обшивку из металла.
Шумоглушитель и конфузор образуют выходную часть газохода (он опирается на металлоконструкции), покрытую слоями из изоляции и обшивки.
Поверхности нагрева представляют собой трубчатые вертикальные блоки, имеющие сплошное оребрение и поперечное пресечение. Осуществляя ход, газы проходят через установленные в системе ИНД, ПНД, ПВД, ГПК, ЭВД, ИВД.
На верхней части оборудованы тепловые ящики, которые съемными щитами из металла отделены от газов.
Выходная часть газовода имеет отсечной клапан электрофицированный, необходимый для обеспечения постоянного состояния котла даже при остановке работы. Сразу за ним расположен двухступенчатый шумоглушитель. За котлом установлен компенсатор.
Работа котла-утилизатора обеспечивается скользящими парами разного давления, которые определяются расходом и их температурой. Поступление газов в котел-утилизатор осуществляется из газотурбинной установки.
Типы котлов утилизаторов – водогрейные и паровые; с дожигающим устройством и без дожигающего устройства, горизонтальные и вертикальные; самоопорные и подвесные.
Помощь в обслуживании
При необходимости более детальной информации о котле утилизаторе, его принципе работы и других данных позвоните нам по телефонам (831) 253-57-44, 254-78-38. Компания «ЦЭЭВТ» изготавливает кожухотрубные теплообменные аппараты по улучшенным индивидуальным схемам и чертежам, которые по некоторым характеристикам превосходят аналоги других производителей.
Также производим срочный монтаж котла утилизатора.
tomsk.ceevt.ru
3.04. Котел-утилизатор типа КУ-60У | Паровые котлы малой мощности
Подробности Автор: New Boilerer Категория: III. Котлы-утилизаторы Просмотров: 3369Котел-утилизатор типа КУ-60У (рис. 23) предназначен для выработки водяного перегретого пара за счет использования тепла отходящих газов мартеновских печей емкостью 225 т. К котлу-утилизатору может быть подключено испарнтельное охлаждение мартеновской печи, как отдельный циркуляционный контур.
Паровой котел-утилизатор выполняется с многократной принудительной циркуляцией, осуществляемой включенными в циркуляционный контур котла насосами с электроприводом. Котел-утилизатор состоит из конвективных поверхностей нагрева, образованных трубами ∅32x3 мм, расположенных в П-образном газоходе прямоугольного сечения, и барабана, который установлен иа каркасе фронтовой стены снаружи.
Поверхности нагрева котла-утилизатора: пароперегреватель, испарительная поверхность и водяной экономайзер - выполнены в виде стальных гладкотрубных змеевиков, расположенных горизонтально, и последовательно омываются поперечным потоком газов. Все змеевиковые поверхности нагрева изготовляются из углеродистой стали. Коллекторы водяного экономайзера, испарительной поверхности и пароперегревателя расположены на задней и фронтовой стенах котла-утилизатора.
Барабан внутренним диаметром 1516 мм оборудован паросепарационным устройством циклонного типа, предохранительными клапанами, указателем уровня воды и продувочным устройством. Лазовые затворы для доступа внутрь барабана имеются на его торцах.
Питание котла-утилизатора производится химически очищенной водой через установку автоматического регулирования питания. Питательная вода от питательного насоса после подогрева в экономайзере поступает в барабан. Пароводяная эмульсия из испарительных поверхностей нагрева поступает во внутрибарабанные паросепарационные циклоны, где происходит разделение пара и воды. Котловая вода из барабана поступает в циркуляционные насосы и подается ими во входной коллектор испарительной поверхности. Для обеспечения многократной циркуляции воды в испарительном контуре производительность циркуляционных насосов выбирается во много раз большей, чем производительность питательного насоса.
Каркас котла-утилизатора является несущим, выполнен из колонн и ферм, рассчитанных иа нагрузку от веса барабана, трубопроводов, поверхностей нагрева, обмуровки и площадок. Входной газоход котла-утилизатора имеет обмуровку из шамотного кирпича, а остальные газоходы — легкие теплоизоляционные панели. Обшивка котла металлическая; в боковых стенах газоходов предусмотрены взрыевые клапаны.
Котел-утилизатор снабжён обмывочным устройством для очистки труб всех поверхностей нагрева.
Для заказа котла-утилизатора типа КУ-60У необходимо согласование с заводом-изготовителем технических условий на поставку и представление заявочной спецификации на комплектующее котельно-вспомогательное оборудование.
В комплект поставки котла-утилизатора входят:
1. Барабан со штуцерами, внутрибарабанными устройствами, лазовыми затворами и опорами. 2. Пакеты змеевиков испарительной поверхности, пароперегревателя и водяного экономайзера с деталями крепления и коллекторы со штуцерами. 3. Трубопроводы в пределах котла. 4. Комплект пароводяной арматуры. 5. Автоматический регулятор питания. 6 Каркас и обшивка котла. 7. Гарнитура котла: лазы, взрывные клапаны и пр. 8. Комплект обмывочных аппаратов. 9. Устройство для отбора проб пара и воды.
Лестницы и площадки, а также обмуровочные и теплоизоляционные материалы в объем поставки не входят.
Изготовитель — Белгородский котлостроительный завод.
boilerbook.ru
Горелочное устройство котла-утилизатора
Изобретение позволяет повысить качество сжигания топлива. В газоходе иад каждым стабилизатором (С) 2 пламени установлена помещенная в тошпвораздакяций коллектор 3 труба 4 с топливопроврдящими отверстиями, а TioR каждым С 2 - воздухоподводящий короб 6 с раструбом 7, образующим со С 2 воздушные канала 8. Для повышения устойчивости горения по коробу 6 и каналам 8 дополнительно отдельным потоком подводят воздух, к-рый попадает на гребень С 2 непосредственно в зону обратных токов окислителя и обогащает его кислородом. Если в качестве окислителя используют газы . рециркуляции, последние поступают к С 2, а воздух - в вьюокотурбулизированную зону на гребень С 2, что способствует его эффективному смешению с топливом и сгоранию без химического недожога. Для обеспечения регулирования скорости воздуха раструбы 7 коробов 6 установлены с возможностью перем(эдения относит, своего С 2. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.. i
ЫЦ
РЕСПУБЛИН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (46) 07. 12. 89. Бюл. 11 45 (21) 4129685/24-06 (22) 23.06.86 (71) Всесоюзный теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского (72) В.А.Белов, О.В.Морозов, А.Г.Тумановский и А.Д.Горбаненко (53) 662.951.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 694652, кл. F 02 К 3/10, 1972. (54) ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО КОТЛАУТИЛИЗАТОРА (57) Изобретение позволяет повысить качество сжигания топлива. В газохо, де над каждым стабилизатором (С) 2 пламени установлена помещенная в топлнвораздающий коллектор 3 труба 4 с топливопроводящими отверстиями, а
„.SU 3438347 А1
$0 4,F 23 0 14/00, F 23 g 9/00, F 22 В l /18 у од каждым С 2 — воздухоподводящнй короб 6 с раструбом 7, образующим со
С 2 воздушные каналй 8. Для повышения устойчивости горения но коробу 6 и каналам 8 дополнительно отдельным потоком подводят воздух, х-рый попадает на гребень С 2 непосредственно в зону обратных токов окислителя и обогащает его кислородом. Если в качестве окислителя используют газы . рециркуляции, последние поступают к
С 2, а воздух - в высокотурбулизированную зону на гребень С 2, что спо. собствует его эффективному смешению с топливом и сгоранию без химического недожога. Для обеспечения регулирования скорости воздуха раструбы
7 коробов 6 установлены с возможностью перемещения относит. своего С 2.
1 з.л. ф-лы, 4 ил.
1438347
Изобретение отиосится к обЛасти теплоэнергетики, преимущественно к гбрелочным устройствам в котле-ути.", лизаторе, и может быть использовано в составе йарогаэовой установки.
Йель йэобретения — повышение качества сжигания топлива.На,фиг. 1. изображено горелочное
; устройство; на фиг,,2 - увел Х на ! фиг. 1; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг, 4 — коллектор.
Горелочное устройство содержит гаэоход 1, с размещенными в нем стабилизаторами 2 пламени, над каждым иэ которых установлена помещенная в топливораэдающий коллектор 3 труба 4 с топливоподнодящими отверстиями 5, воздухоподводнщий короб 6 с раструбом 7, образующим со стабилизатором
2 воздушные каналы 8. Короб. 6 с раструбой .7 установлен с возможностью перемещения отнбсительно стабилизатора 2. Горелочное устройство со-! держит также- каналы 9 для отходящих 25 . газов турбины и каналы 10 для газов рециркуляции,;каналы 11 .подвода воздуха и отверстия 12 для цодвода газа в .зону орения, Возможны следующие режимы работы ЗО горелочного .устройства: в качестве окислителя используются отходящие газы от газовой турбиньц в качестве окислителя используют . отходящие газы от газовой турбины с добавлением воздуха; в качестве окислителя используется воздух.и газы рециркуляции продук-тов сгорания при исключении газовой турбины, подведенные к горелочному устройству раздельно.
При работе н режиме с газовой тур= . биной топливо сгорает н потоке отхо дящих газов, поступающих из каналов 94
- с температурой около 500 С и с содержанием кислорода 14-167, Скорость газов в газоходе 1 и его высокая темпе ратура обеспечивают эффективное сжигание топлива. При малых нагрузках сКорости окислителя значительно снижаются и топливо в среде, обедненной
Кислородом, сгорает менее эффективно.
Для повышения устойчивости горения и снижения потерь от хймической неполноты сгорания н горелочное устройство через каналы ll по коробу 6 и каналам 8,дополнительно и отдельным потоком подводят воздух, который попадает на гребень стабилизатора 2 непосредственно в зону обратных то-. ков окислителя и обогащает его кислородом, что способствует эффективному сжиг àнию. ъ
При работе в режиме с отключеной газовой турбиной н качестве окислителя используются газы рециркуляции, поступающие из канала 10, и воздух, поступающий по каналам 11, подводимые к горелочному устройству раздельно, Газы рециркуляции поступают в газоход l к стабилизаторам 2, а воздух из короба 6 через каналы 8, из которых он выходит с оптимальной скоростью, поступает в высокотурбу-. лизированную зону на гребень стабилизатора 2. Подача воздуха даже с низкой температурой н нысокотурбулизированную зону способствует эффективному смешению его с топливом и сгоранию без химического недожога.
Регулирование скорости воздуха, поступающего из каналов 8, осуществляется путем перемещения растру ба 7 относительно стабилизатора 2.
Ф о р м. у л а и э о б р е т е н .и а
1. Горелочное устройство котлаутилизатора, содержащее газоход с размещенными в нем стабилизаторами пламени, над каждым нэ которых установлена помещенная в топлинораэдаю- . щий коллектор труба с топлиноподводящими отверстиями, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества сжигания топлива, под каждым стабилизатором дополнительно. установлен воздухоподводящий короб с раструбом, образующим со стабилизатором воздушные каналы.
2. Устройство по и, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем что, с целью регулирования скорости воздуха, каждый короб с раструбом установлен с возможностью перемещения относительно своего стабилизатора.!
438347
Жфк
1/
/Ь ргрк гулмуаи
° >ЯД
Ю 1438347
Составитель А. Костарев
Техред N.Ходайич Корректор Н Король
Редактор И. Васильева
Заказ 8253 тираж 488 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при
ГКНТ CCCP
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент, r.Óærop д, у
II и о -л. Гага ина 101 р
www.findpatent.ru
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ АВАРИЙНОЙ ТЕЧИ КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА
Изобретение относится к способу защиты от аварийной течи котлов-утилизаторов в сернокислотных системах и может быть использовано в химической и металлургической промышленности.
Проблема защиты котла-утилизатора от аварийной течи очень актуальна в связи с тем, что течь котла-утилизатора в сернокислотной системе вызывает попадание большого количества влаги в технологический газовый поток, вызывая тем самым нарушения в работе контактного аппарата, газовых теплообменников и абсорбционных башен. В сушильно-абсорбционных отделениях происходит разбавление и разогрев серной кислоты в кислотных циклах, увеличиваются выбросы диоксида серы, триоксида серы и тумана серной кислоты в атмосферу с выхлопными газами.
В котлах-утилизаторах, работающих в условиях высоких температур и давлений пара, течь, появляющаяся в одной трубке испарительных элементов котла-утилизатора, быстро прогрессирует за счет повреждения соседних трубок испарительных элементов от паро-водяной струи, вырывающейся с большой скоростью из отверстия поврежденной трубки. Промедление с остановкой работы сернокислотной системы в этой ситуации вызывает большие механические повреждения испарительных элементов и корпусов котлов-утилизаторов, повышенную коррозию газовых теплообменников, холодильников серной кислоты, а также значительные выбросы вредных газов в атмосферу.
Оперативная остановка работы сернокислотной системы в этом случае позволяет значительно минимизировать негативные последствия данной аварийной ситуации.
Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является известное устройство для аварийной защиты котла утилизатора в производстве серной кислоты, защищенное патентом РФ №1458316, кл. C01B 17/76, G05D 27/00.
Устройство для аварийной защиты котла-утилизатора содержит блок аварийной остановки двигателя воздуходувки, датчик температуры на входе в абсорбционное отделение, измеритель скорости изменения температуры, два блока сравнения, элементы И и два блока задания.
Устройство работает следующим образом. Температура газового потока перед абсорбционным отделением, при течах котла-утилизатора, резко поднимается за счет дополнительного тепла, выделяющегося при ассоциации паров воды с триоксидом серы с образованием паров серной кислоты по следующему уравнению:
h3Oпар+SO3(газ)=h3SO4(пар)+Q
Полная ассоциация h3O и SO3 в пар серной кислоты происходит только при относительно низких температурах газового потока (менее 250°C). В сернокислотной системе, в газоходе перед абсорбцией, температура газового потока снижается до 200-250°C, при которой процесс ассоциации паров воды и триоксида серы происходит почти полностью с выделением большого количества тепла.
При технологическом изменении режима работы сернокислотной системы по газовой нагрузке или концентрации диоксида серы перед контактным аппаратом изменение температуры газового потока перед входом в абсорбционное отделение происходит медленно со скоростью около 1°C за 20-30 минут.
Если же происходит резкое увеличение температуры технологического газа перед абсорбцией, то это свидетельствует об утечке воды из котла-утилизатора в технологический газовый поток. В этом случае необходимо прекратить работу сернокислотной системы.
При повышении температуры газов, измеряемых датчиком, более чем на 10°С блок сравнения формирует управляющий сигнал, а при повышении скорости изменения этой температуры, формируемой измерителем на выходе блока сравнения, также образуется управляющий сигнал. Эти два управляющих сигнала поступают на входы элемента И, который подает сигнал на блок и тем самым останавливается воздуходувка и прекращается подача воздуха в агрегат.
Устройство применялось в сернокислотных системах, не имеющих в составе 1-ой ступени конверсии контактного отделения экономайзеров и генераторов пара.
В современных условиях сернокислотные системы должны быть энерготехнологичными, т.е. кроме получения самой серной кислоты они должны выпускать энергетический пар. В связи с этим они включают в состав экономайзеры и генераторы пара.
А известное устройство не может быть применено в таких системах, имеющих более высокую эффективность теплосъема (более чем в 3 раза по сравнению с газовыми теплообменниками). В этом случае при возникновении течи котла-утилизатора ассоциация и конденсация паров серной кислоты с выделением тепла происходит уже в экономайзерах или генераторах пара, которые за счет более высокой эффективности теплосъема его утилизируют, нивелируя тем самым эффект резкого повышения температуры газового потока перед абсорбцией.
Кроме того, современные сернокислотные системы в основном оснащены АСУТП, программное обеспечение которых несовместимо с применяемым в данном устройстве устаревшим приборным оформлением. Так, функции измерителя скорости изменения температуры, двух блоков сравнения, элементов И и двух блоков задания выполняет современный прибор-контроллер.
Нами поставлена задача создать устройство защиты от аварийной течи котла утилизатора, которая может быть применена в современных сернокислотных системах, которое позволит повысить надежность работы оборудования, снизить эксплуатационные затраты, повысить производительность и уменьшить выбросы вредных газов в атмосферу.
Технический результат достигается благодаря предлагаемому устройству, включающему воздуходувку с блоком аварийной остановки двигателя, которое дополнительно содержит охлаждаемый байпасный газоход с датчиком температуры и контроллер, при этом байпасный газоход установлен в любой точке газового тракта сернокислотной системы между выходом из котла-утилизатора и выходом из газового теплообменника после первой стадии контактирования, вход контроллера соединен с датчиком температуры байпасного газохода, а выход - с блоком аварийной остановки двигателя воздуходувки.
На рис.1 представлен вариант предлагаемого устройства для аварийной защиты котла-утилизатора (байпасный газоход установлен на выходе из котла-утилизатора перед первой ступенью конверсии).
Устройство включает воздуходувку - 1, печь - 2, котел-утилизатор - 3, первую ступень конверсии - 4, газовый теплообменник после первой ступени конверсии - 5, охлаждаемый байпасный газоход с датчиком температуры - 6, контроллер - 7 и блок аварийной остановки двигателя воздуходувки - 8.
Устройство работает следующим образом.
Воздух воздуходувкой 1 подается в печь 2, где происходит сжигание серы. Технологический газ с высокой температурой поступает в котел-утилизатор 3. При этом при охлаждении газа происходит образование пара.
Охлажденный газ выходит из котла-утилизатора. Небольшая его часть направляется в охлаждаемый байпасный газоход 6, а основная его часть поступает на первую ступень конверсии - 4, где происходит каталитическое окисление SO2 в SO3.
После первой ступени конверсии газ, содержащий SO2 в SO3, охлаждается в газовом теплообменнике - 5 с дальнейшим его охлаждением в последующем теплообменном оборудовании перед поступлением на абсорбцию SO3. При возникновении течи котла-утилизатора - 3 возрастает содержание влаги в основном технологическом газовом потоке и, соответственно, в его небольшой части, пропускаемой через охлаждаемый байпасный газоход - 6. Вследствие этого в выходной зоне охлаждаемого байпасного газохода - 6, где температура газа снижена до 200-250°C, происходит интенсивная ассоциация паров серной кислоты с выделением большого количества тепла и соответствующим резким повышением температуры газа, фиксируемой датчиком замера температуры, установленном в байпасном газоходе - 6. Сигнал от датчика температуры поступает в контроллер - 7.
При повышении температуры более чем на 10°C и скорости ее роста более чем 1°C в минуту в соответствии с программным обеспечением контроллер формирует управляющий сигнал на блок аварийной остановки двигателя воздуходувки - 8.
На рис.2 представлен вариант предлагаемого устройства с установкой охлаждаемого байпасного газохода после первой стадии контактирования.
На рис.3 представлен вариант установки предлагаемого с установкой охлаждаемого байпасного газохода после газового теплообменника после первой ступени конверсии.
Использование предлагаемого устройства в современных технологических системах (например, в технологическом процессе получения серной кислоты, защищенном патентом РФ №2201393, C01B 17/80 от 2001 г.) позволит снизить продолжительность непроизводственных простоев в технологическом цикле на 30-35%, что повысит производительность системы, а также на 10-15% уменьшить выбросы вредных газов в атмосферу.
Устройство защиты от аварийной течи котла-утилизатора в установке производства серной кислоты, включающее воздуходувку с блоком аварийной остановки двигателя, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит охлаждаемый байпасный газоход с датчиком температуры и контроллер, при этом байпасный газоход установлен в любой точке газового тракта сернокислотной системы между выходом из котла-утилизатора и выходом из газового теплообменника после первой стадии контактирования, вход контроллера соединен с датчиком температуры байпасного газохода, а выход - с блоком аварийной остановки двигателя воздуходувки.
edrid.ru
Котел-утилизатор
Изобретение относится к котлу-утилизатору, характеризующемуся наличием реактора, к нижней части которого примыкают две горелки, а к боковой поверхности реактора примыкает боров подвода дымовых газов, при этом дымовые газы, которые отходят из борова подвода дымовых газов, поступают в зону активного горения реактора, которая расположена в нижней его части, системы утилизации тепла дымовых газов, которые поступают в реактор котла-утилизатора, патрубка отвода дымовых газов из реактора, который содержит дополнительную систему утилизации тепла дымовых газов и, по меньшей мере, один дымосос. Котел-утилизатор также характеризуется тем, что дополнительно содержит распределитель потока дымовых газов, которые поступают из борова в реактор котла-утилизатора, при этом упомянутый распределитель расположен в упомянутой зоне активного горения оппозитно зоне примыкания упомянутого борова к реактору, в результате чего в реакторе формируются два взаимопересекающихся вихревых потока, кольцевой коллектор, который примыкает к борову подачи дымовых газов и содержит дополнительные патрубки подачи дымовых газов в реактор, которые примыкают к боковой поверхности реактора так, что дымовые газы поступают из кольцевого коллектора в зону активного горения реактора по ходу движения обоих упомянутых вихревых потоков. Предлагаемый котел-утилизатор является компактным и простым в изготовлении и при этом эффективным для обезвреживания дымовых газов. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к котлам-утилизаторам, которые предназначены для обезвреживания и утилизации тепла дымовых газов, которые отходят от газогенерирующих агрегатов, например коксовых батарей, установок сухого тушения кокса и тому подобное.
Заявляемый котел-утилизатор может быть использован в коксохимической, металлургической, химической и других отраслях промышленности.
УРОВЕНЬ ТЕХНТИКИ
Известен котел-утилизатор, международная заявка №PCT/UA2007/000012, который содержит патрубок подвода дымовых газов, патрубок отвода дымовых газов, реактор, содержащий циклонные камеры сгорания, каждая из которых включает горелочное устройство и в которые тангенциально подведены патрубки подачи дымовых газов, систему утилизации тепла, включающую теплообменные поверхности и соединенную с реактором и патрубком отвода дымовых газов. Также реактор котла-утилизатора снабжен камерой дожигания, связанной с циклонными камерами сгорания и образующей вместе с ними рабочий объем реактора.
Недостатком известного котла-утилизатора является:
- большой объем реактора и большие габаритные размеры котла-утилизатора, что обусловлено расположением в реакторе циклонных камер и камеры дожигания;
- большой вес котла-утилизатора и сложность его изготовления, что связанно с использованием в реакторе циклонных камер и камеры дожигания.
Компактность котлов-утилизаторов является важным условием их использования на предприятии, поскольку обычно котлы-утилизаторы дополнительно используют в уже существующем отлаженном технологическом процессе для того, чтобы обеспечить обезвреживание дымовых газов, для защиты окружающей среды и увеличить эффективность использования энергоносителей, например, для использования тепла дымовых газов, отходящих от газогенерирующих агрегатов, например коксовых батарей, установок сухого тушения кокса и т.п. Поэтому расположение котлов-утилизаторов на территории предприятия приводит к большим трудностям. Особенно острой проблемой является расположение крупногабаритных котлов-утилизаторов за крупными газогенерирующими агрегатами, например за коксовой батареей, в зависимости от ее конструктивной схемы, приблизительно отходит 50000-120000 нм3/ч дымовых газов, поэтому понятно, что для обезвреживания больших объемов дымовых газов требуется соответственно крупногабаритные котлы-утилизаторы.
СУТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является разработка котла-утилизатора, который характеризуется компактными размерами, простотой изготовления и эффективным обезвреживанием дымовых газов.
Также задачей настоящего изобретения является увеличение эффективности утилизации тепла дымовых газов.
Также задачей изобретения является расширение арсенала технических средств и возможностей котлов-утилизаторов.
Другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут выявлены ниже по мере изложения настоящего описания и чертежей.
Поставленная задача решается тем, что котел-утилизатор, характеризующийся наличием:
- реактора, к нижней части которого примыкают две горелки, а к боковой поверхности реактора примыкает боров подвода дымовых газов, при этом дымовые газы, которые отходят из борова подвода дымовых газов, поступают в зону активного горения реактора, которая расположена в нижней его части,
- системы утилизации тепла дымовых газов, которые поступают в реактор котла-утилизатора,
- патрубка отвода дымовых газов из реактора, который содержит дополнительную систему утилизации тепла дымовых газов и, по меньшей мере, один дымосос, согласно заявляемому изобретению котел-утилизатор дополнительно содержит:
- распределитель потока дымовых газов, которые поступают из борова в реактор котла-утилизатора, при этом упомянутый распределитель расположен в упомянутой зоне активного горения оппозитно зоне примыкания упомянутого борова к реактору, в результате чего в реакторе формируется два взаимнопересекающихся вихревых потока,
- кольцевой коллектор, который примыкает к борову подачи дымовых газов и содержит дополнительные патрубки подачи дымовых газов в реактор, которые примыкают к боковой поверхности реактора так, что дымовые газы поступают из кольцевого коллектора в зону активного горения реактора по ходу движения обоих упомянутых вихревых потоков.
В частном варианте выполнения котел-утилизатор содержит, по меньшей мере, один патрубок подачи топлива в дымовые газы, которые отходят из борова в реактор котла-утилизатора, при этом упомянутый патрубок подачи топлива расположен после зоны примыкания кольцевого коллектора к борову по ходу движения дымовых газов в борове.
В частном варианте выполнения котла-утилизатора распределитель потока выполнен из поверхностей нагрева системы утилизации тепла дымовых газов в реакторе котла-утилизатора.
В частном варианте выполнения котел-утилизатор содержит, по меньшей мере, один патрубок подачи воздуха в дымовые газы, которые отходят в реактор котла-утилизатора, при этом упомянутый патрубок подачи воздуха расположен перед зоной примыкания кольцевого коллектора к борову по ходу движения дымовых газов в борове.
В частном варианте выполнения в борове расположен регулятор потока дымовых газов, который расположен в зоне примыкания борова к реактору котла-утилизатора.
Использование упомянутого котла-утилизатора с кольцевым коллектором позволит уменьшить объем реактора котла-утилизатора за счет отсутствия циклонных камер в реакторе по сравнению с известным техническим решением.
Также использование заявляемого котла-утилизатора с кольцевым коллектором, который содержит дополнительные патрубки подачи дымовых газов для подачи дымовых газов в реактор по ходу движения обоих упомянутых вихревых потоков, приводит к эффективному процессу обезвреживания дымовых газов в реакторе котла-утилизатора.
Также использование кольцевого коллектора, который примыкает к борову подачи дымовых газов и содержит дополнительные патрубки подачи дымовых газов в реактор, которые примыкают к боковой поверхности реактора так, что дымовые газы поступают в зону активного горения реактора по ходу движения каждого из упомянутых вихревых потоков, позволяет эффективно формировать вихревые потоки в реакторе котла-утилизатора, а также позволяет устранить застойные зоны в реакторе и организовать эффективное использование топлива, подаваемого в дымовые газы, которые отходят от борова в реактор котла-утилизатора.
Выполнение распределителя потока из поверхностей нагрева системы утилизации тепла дымовых газов в реакторе котла-утилизатора позволит увеличить надежность работы реактора котла-утилизатора, поскольку при выполнении распределителя потока из огнеупорных материалов приводит к их быстрому разрушению вследствие постоянно меняющихся температур.
Использование патрубка подачи топлива в дымовые газы, которые отходят из борова в реактор котла-утилизатора, при этом упомянутый патрубок подачи топлива расположен после зоны примыкания кольцевого коллектора к борову по ходу движения дымовых газов в борове, позволит осуществлять подачу топлива в дымовые газы, которые отходят из борова в реактор, в зону пересечения вихревых потоков, что обеспечивает адаптивную оптимизацию расхода топлива на обезвреживание дымовых газов котлом-утилизатором.
ЧЕРТЕЖИ
При рассмотрении вариантов осуществления настоящего изобретения используется узкая терминология. Однако настоящее изобретение не ограничивается принятыми терминами и следует иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные элементы, которые работают аналогичным образом и используются для решения тех же самых задач.
На чертежах фиг.1-3 представлены графические пояснения промышленной применимости заявляемого котла-утилизатора в произвольном масштабе.
Фиг.1 - изображен реактор заявляемого котла-утилизатора;
Фиг.2 - изображен реактор заявляемого котла-утилизатора,
изображенного на фиг.1, в котором изображено движение
потоков дымовых газов в реакторе котла-утилизатора;
Фиг.3 - схематично изображен котел-утилизатор;
Фиг.4 - изображен вариант выполнения реактора котла-утилизатора, который содержит дополнительные патрубки подачи воздуха в дымовые газы.
Фиг.5 - изображен вариант выполнения реактора котла-утилизатора, изображенного на фиг.4, с наличием в борове регулятора потока дымовых газов, который расположен в зоне примыкания борова к реактору котла-утилизатора.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заявляемый котел-утилизатор содержит реактор 1 (см. фиг.1-3), к нижней части которого примыкают две горелки 21 и 22, а к боковой поверхности реактора 1 примыкает боров 3 подвода дымовых газов, при этом дымовые газы, которые отходят из борова 3, поступают в зону активного горения 4 реактора 1, которая расположена в нижней его части.
Также котел-утилизатор содержит распределитель потока 5, который расположен в реакторе 1 на его боковой поверхности в упомянутой зоне активного горения 4 оппозитно зоне примыкания упомянутого борова 3 подвода дымовых газов, при этом благодаря распределителю потока 5 в реакторе 1 формируются два вихревых потока 61 и 62, которые взаимопересекаются друг с другом в реакторе 1 котла-утилизатора (см. фиг.4).
Также котел-утилизатор содержит систему утилизации тепла 7, которая расположена в упомянутом реакторе 1.
Также котел-утилизатор содержит кольцевой коллектор 8, который примыкает к борову 3 подачи дымовых газов в реактор 1 котла-утилизатора в зону пересечения двух вихревых потоков 61 и 62. При этом кольцевой коллектор 8 содержит дополнительные патрубки 91, 92, 93, 94 и 95 подачи дымовых газов из кольцевого коллектора 8 в зону активного горения 4 реактора 1. Дополнительные патрубки 91, 92, 93, 94 и 95 примыкают к боковой поверхности реактора 1 так, что дымовые газы поступают в зону активного горения 4 реактора 1 по ходу движения вихревых потоков 61 и 62 (фиг.2).
Также котел-утилизатор содержит патрубок отвода дымовых газов 10 (фиг.3). Патрубок отвода дымовых газов 10 из реактора 1 содержит дополнительную систему утилизации тепла 11 (фиг.3) и дымосос 12.
Также котел-утилизатор содержит патрубки подачи топлива 131 и 132 в дымовые газы, которые отходят из борова 3 в реактор 1 котла-утилизатора, при этом патрубки подачи топлива 131 и 132 расположены после зоны примыкания кольцевого коллектора 8 к борову 3 по ходу движения дымовых газов в борове 3.
Заявляемый котел-утилизатор работает следующим образом: дымовые газы, которые отводят от генерирующего агрегата, например от коксовой батареи (на чертежах не показано), поступают в боров 3, по которому они отходят к реактору 1 котла-утилизатора (примеры схем подключения котла-утилизатора к коксовой батареи раскрыты в патентах №RU2373255, UA41178, UA40854 и UA40853).
Дымовые газы, которые отходят из борова 3 в котел-утилизатор делятся на два потока дымовых газов.
Первый поток дымовых газов отходит из борова 3 в реактор 1, при этом в первый поток дымовых газов дополнительно подают топливо с помощью патрубков подачи топлива 131 и 132.
Второй поток дымовых газов отходит из борова 3 в кольцевой коллектор
8.
При этом первый поток дымовых газов отводится в зону активного горения 4 и зону пересечение двух вихревых потоков 61 и 62 в реакторе 1, при этом зона активного горения 4 сформирована с помощью двух факелов горелок 21 и 22, к которым подводится топливо (схема подвода топлива и воздуха к горелкам 21 и 22 на чертежах не изображена).
В зоне активного горения 4 формируются два взаимопересекающихся вихревых потока 61 и 62, которые имеют протяженность по всей высоте реактора 1. При этом благодаря системе утилизации тепла 7, которая выполнена в виде поверхностей нагрева, размещенных на внутренней поверхности реактора 1, происходит отбор тепла от дымовых газов, которые находятся в реакторе 1.
Как было сказано выше, вторая часть потока дымовых газов отходит в кольцевой коллектор 8 (фиг.2). Из кольцевого коллектора 8 дымовые газы отводятся через дополнительные патрубки 91, 92, 93, 94, и 95 в зону активного горения 4. При этом дымовые газы из дополнительных патрубков 91 и 92 отводятся в реактор 1 тангенциально по ходу движения вихревого потока 62, а дымовые газы из дополнительных патрубков 94 и 95 отводятся в реактор 1 тангенциально по ходу движения вихревого потока 62. Что касается патрубка 93, то из него дымовые газы отводятся по ходу движения вихревых потоков 61 и 62, благодаря подаче дымовых газов через дополнительные патрубки 91, 92, 93, 94 и 95 происходит усиление и стабилизация вихревых потоков 61 и 62 в рабочем объеме реактора 1.
Также следует отметить, что в реакторе 1 происходит соударение вихревых потоков 61 и 62, что приводит к активному перемешиванию и увеличению степени обезвреживания дымовых газов, что приводит к уменьшению рабочего объема реактора 1.
Из реактора 1 дымовые газы отводятся в патрубок отвода дымовых газов 10, в котором расположена дополнительная система утилизации тепла 11. При этом движение дымовых газов в котле-утилизаторе осуществляется посредством дымососа 12. Из патрубка отвода дымовых газов 10 дымовые газы отходят в дымовую трубу (на чертежах не изображена).
На фиг.4 изображен вариант реализации котла-утилизатора, который дополнительно содержит патрубки подачи воздуха 141 и 142 в дымовые газы, которые отходят из борова 3 в реактор 1 котла-утилизатора. При этом патрубки подачи воздуха 141 и 142 расположены перед зоной примыкания кольцевого коллектора 8 к борову 3 по ходу движения дымовых газов в борове 3. Благодаря патрубкам подачи воздуха 141 и 142 возможно равномерно поддерживать заданное значение коэффициента избытка воздуха в дымовых газах, что приводит к эффективному обезвреживанию дымовых газов в котле-утилизаторе, что также является преимуществом заявляемого изобретения.
Понятно, что выше представлено один из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается вариантом, который был изложен выше и изображен на чертежах.
Например, возможен вариант, когда в борове расположен регулятор потока 15 дымовых газов в реактор 1 заявляемого котла-утилизатора (фиг.5). Благодаря использованию упомянутого регулятора потока 15 возможно регулировать скорость подачи дымовых газов из борова 3 в реактор 1, что является актуальным при изменении режима работы генерирующих агрегатов.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Технический результат заявляемого изобретения заключается в разработке компактного котла-утилизатора, который характеризуется простотой изготовления и эффективным обезвреживанием дымовых газов.
Также техническим результатом настоящего изобретения является увеличение эффективности утилизации тепла дымовых газов.
1. Котел-утилизатор, характеризующийся наличием,- реактора, к нижней части которого примыкают две горелки, а к боковой поверхности реактора примыкает боров подвода дымовых газов, при этом дымовые газы, которые отходят из борова подвода дымовых газов, поступают в зону активного горения реактора, которая расположена в нижней его части,- системы утилизации тепла дымовых газов, которые поступают в реактор котла-утилизатора,- патрубка отвода дымовых газов из реактора, который содержит дополнительную систему утилизации тепла дымовых газов и, по меньшей мере, один дымосос,отличающийся тем, что котел-утилизатор дополнительно содержит:- распределитель потока дымовых газов, которые поступают из борова в реактор котла-утилизатора, при этом упомянутый распределитель расположен в упомянутой зоне активного горения оппозитно зоне примыкания упомянутого борова к реактору, в результате чего в реакторе формируются два взаимопересекающихся вихревых потока,- кольцевой коллектор, который примыкает к борову подачи дымовых газов и содержит дополнительные патрубки подачи дымовых газов в реактор, которые примыкают к боковой поверхности реактора так, что дымовые газы поступают из кольцевого коллектора в зону активного горения реактора по ходу движения обоих упомянутых вихревых потоков.
2. Котел-утилизатор по п.1, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, один патрубок подачи топлива в дымовые газы, которые отходят из борова в реактор котла-утилизатора, при этом упомянутый патрубок подачи топлива расположен после зоны примыкания кольцевого коллектора к борову по ходу движения дымовых газов в борове.
3. Котел-утилизатор по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что распределитель потока выполнен из поверхностей нагрева системы утилизации тепла дымовых газов в реакторе котла-утилизатора.
4. Котел-утилизатор по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, один патрубок подачи воздуха в дымовые газы, которые отходят в реактор котла-утилизатора, при этом упомянутый патрубок подачи воздуха расположен перед зоной примыкания кольцевого коллектора к борову по ходу движения дымовых газов в борове.
5. Котел-утилизатор по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в борове расположен регулятор потока дымовых газов, который расположен в зоне примыкания борова к реактору котла-утилизатора.
www.findpatent.ru
