Установка для утилизации тепла

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА(71) Заявитель Гродненское производственное объединение Азот им.С.О.Притыцкого(73) Патентообладатель Гродненское производственное объединение Азот им. С.О.Притыцкого(57) 1. Установка для утилизации тепла, содержащая водяной экономайзер, испарительную поверхность нагрева,циклон-сепаратор, циркуляционный и питательный насосы, при этом входной коллектор водяного экономайзера связан трубопроводом с питательным насосом, выходные коллекторы экономайзера и испарительной поверхности связаны трубопроводами с циклоном-сепаратором, а нижняя часть циклона-сепаратора связана со входным коллектором испарительной поверхности трубопроводом, на котором установлен циркуляционный насос, отличающаяся тем, что содержит дополнительный циклон- сепаратор, соединенный с нижней частью основного циклона-сепаратора трубопроводом, на котором 2875 1 установлено дроссельное устройство, поверхностный теплообменник, одна сторона которого соединена трубопроводами с нижней частью дополнительного циклона-сепаратора и канализацией, а трубопровод, соединяющий питательный насос со входным коллектором водяного экономайзера, разветвляется после питательного насоса на два на одном из них установлен другой своей стороной поверхностный теплообменник, а на второмструйный насос, соединенный трубопроводом своим всасывающим патрубком с верхней частью дополнительного циклонасепаратора. 2. Установка для утилизации тепла согласно п.1, отличающаяся тем, что трубопровод, соединяющий питательный насос с входным коллектором водяного экономайзера, имеет после насоса дополнительное ответвление, на котором установлен дополнительный струйный насос, соединенный трубопроводом своим всасывающим патрубком с трубопроводом, соединяющим циклон-сепаратор со входным коллектором испарительной поверхности, после циркуляционного насоса. Изобретение относится к установкам для утилизации тепла отходящих горячих газов промышленных производств и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где есть аппараты и устройства,выбрасывающие горячие отработанные газы, например, продукты сгорания органического топлива. Известна установка для утилизации тепла, содержащая водяной экономайзер, испарительную поверхность нагрева, пароперегреватель, барабан-сепаратор, питательный насос, причем входной коллектор водяного экономайзера связан с экономайзером питательным насосом, выходные коллекторы экономайзера и испарительные поверхности нагрева связаны трубопроводами с барабаном-сепаратором, а нижняя часть барабана-сепаратора связана трубопроводом со входным коллектором испарительной поверхности, при этом испарительная поверхность выполнена в виде вертикальной испарительной поверхности с естественной циркуляцией 1. Эта установка обладает низкой надежностью. Вследствие того, что испарительная поверхность выполнена в виде вертикальной испарительной поверхности с естественной циркуляцией, в установке при всех режимах должна осуществляться естественная циркуляция пароводяной эмульсии, что весьма затруднительно или неосуществимо при малых расходах отходящих горячих газов, которые имеют место при регулировке основного промышленного производства. Более того, при малых нагрузках возможно опрокидывание циркуляции и выход установки из рабочего состояния. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой является установка для утилизации тепла, содержащая водяной экономайзер, испарительную поверхность нагрева, циклонсепаратор, циркуляционный и питательный насосы, при этом входной коллектор водяного экономайзера связан трубопроводом с питательным насосом, выходные коллекторы экономайзера и испарительной поверхности связаны трубопроводами с циклоном-сепаратором, а нижняя часть циклона-сепаратора связана со входным коллектором испарительной поверхности трубопроводом, на котором установлен циркуляционный насос 2. Эта установка также обладает низкой надежностью. Вследствие того, что входной коллектор водяного экономайзера связан трубопроводом с питательным насосом непосредственно, температура наружной поверхности стенки экономайзера может оказаться близкой к температуре точки росы отходящих газов, а при снижении расхода и изменении состава газов стать ниже ее. Так как отходящие газы почти всегда содержат двуокись углерода, окислы азота, а часто окислы серы и другие кислотообразующие компоненты, то на стенке образуется пленка агрессивной среды, которая приводит к интенсивной коррозии и выходу экономайзера из строя, а это приводит к выходу из строя всей установки в целом. Задачей изобретения является повышение надежности работы установки. Для решения поставленной задачи в установке для утилизации тепла, содержащей водяной экономайзер, испарительную поверхность нагрева, циклон-сепаратор, циркуляционный и питательный насосы, при этом выходные коллекторы экономайзера и испарительной поверхности связаны трубопроводами с циклоном-сепаратором, а нижняя часть циклона-сепаратора связана со входным коллектором испарительной поверхности трубопроводом, на котором установлен циркуляционный насос, согласно изобретению установлены дополнительный циклон-сепаратор,соединенный с нижней частью основного циклона-сепаратора трубопроводом, на котором установлено дроссельное устройство, поверхностный теплообменник, первые вход и выход которого соединены трубопроводами с нижней частью дополнительного циклона-сепаратора и канализацией, соответственно, струйный насос, при этом выход питательного насоса связан со вторым входом поверхностного теплообменника и рабочим входом струйного насоса, вса 2 2875 1 сывающий патрубок которого связан с верхней частью дополнительного циклона-сепаратора, а входной коллектор водяного экономайзера связан со вторым выходом поверхностного теплообменника и выходом струйного насоса. Установка снабжена дополнительным струйным насосом, рабочий вход которого связан с выходом питательного насоса, всасывающий патрубок - с выходом циркуляционного насоса, а выход - со входным коллектором водяного экономайзера. Благодаря тому, что установка для утилизации тепла содержит дополнительный циклон-сепаратор, соединенный с нижней частью основного циклона-сепаратора трубопроводом, на котором установлено дроссельное устройство, поверхностный теплообменник, одна сторона которого соединена трубопроводами с нижней частью дополнительного циклона-сепаратора и канализацией, а трубопровод, соединяющий питательный насос со входным коллектором водяного экономайзера, разветвляется после питательного насоса на два на одном из них установлен другой своей стороной поверхностный теплообменник, а на втором - струйный насос, соединенный трубопроводом своим всасывающим патрубком с верхней частью дополнительного циклона-сепаратора, вода, поступающая от питательного насоса, частью нагревается в поверхностном теплообменнике, а частью в струйном насосе, и поступает в водяной экономайзер в подогретом виде. Это исключает снижение температуры стенки ниже температуры точки росы и повышает надежность работы экономайзера и установки в целом. Благодаря тому, что трубопровод,соединяющий питательный насос с входным коллектором водяного экономайзера, имеет после насоса дополнительное ответвление, на котором установлен дополнительный струйный насос, соединенный трубопроводом своим всасывающим патрубком с трубопроводом, соединяющим циклонсепаратор со входным коллектором испарительной поверхности, после циркуляционного насоса, появляется дополнительная возможность нагрева части питательной воды за счет горячей циркулирующей воды, что приводит к еще большему повышению надежности работы экономайзера и установки в целом. На фигуре представлена установка для утилизации тепла. Установка для утилизации тепла содержит водяной экономайзер 1, испарительную поверхность нагрева 2, циклонсепаратор 3, циркуляционный 4 и питательный 5 насосы, при этом входной коллектор водяного экономайзера 1 связан трубопроводом 6 с питательным насосом 5, выходные коллектора экономайзера 1 и испарительной поверхности 2 связаны трубопроводами 7 и 8 соответственно с циклоном-сепаратором 3, а нижняя часть циклона-сепаратора 3 связана со входным коллектором испарительной поверхности 2 трубопроводом 9, на котором установлен циркуляционный насос 4. Кроме того, установка содержит дополнительный циклон-сепаратор 10, соединенный с нижней частью основного циклона-сепаратора 3 трубопроводом 11, на котором установлено дроссельное устройство 12, поверхностный теплообменник 13, одна сторона которого соединена трубопроводом 14 с нижней частью дополнительного циклона-сепаратора 10 и канализацией 15, при этом трубопровод 6, соединяющий питательный насос 5 со входным коллектором экономайзера 1 разветвляется на два трубопровода 16 и 17, на трубопроводе 16 установлен поверхностный теплообменник 13 другой стороной своей, а на трубопроводе 17 струйный насос 18, соединенный трубопроводом 19 своим всасывающим патрубком с верхней частью дополнительного циклона-сепаратора 10, дополнительное ответвление 20, на котором установлен дополнительный струйный насос 21, соединенный трубопроводом 22своим всасывающим патрубком с трубопроводом 9, соединяющим циклон-сепаратор 3 со входным коллектором испарительной поверхности 2, после циркуляционного насоса 4. Для пояснения работы установки на фигуре указаны газоход 23 и паропровод 24. Установка для утилизации тепла работает следующим образом. По газоходу 23 осуществляют подачу горячего отходящего пара от промышленного производства. Этот газ, проходя испарительную поверхность нагрева 2 и экономайзер 1, охлаждается и направляется к дымовой трубе. Насосом 5 по трубопроводу 6 осуществляют подачу питательной воды ко входному коллектору экономайзера 1. Эта вода нагревается в экономайзере 1 и из его выходного коллектора по трубопроводу 7 направляется в циклон-сепаратор 3. Из нижней части циклона-сепаратора 3 циркуляционная вода с помощью циркуляционного насоса 4 по трубопроводу 9 направляется ко входному коллектору испарительной поверхности 2. В этой поверхности она частично вскипает и по трубопроводу 8 из выходного коллектора поверхности 2 направляется в циклон-сепаратор 3. В циклоне-сепараторе 3 пароводяная эмульсия разделяется на пар и воду, при этом пар по паропроводу 24 направляется на использование, а циркуляционная вода перемешивается с питательной водой, направляемой по трубопроводу 7. Смесь по трубопроводу 9 с помощью насоса 4 снова направляется к поверхности 2. Цикл замыкается. По трубопроводу 11 осуществляют непрерывную продувку контура циркуляции. Давление продувочной воды сбрасывается с помощью дроссельного устройства 12. Часть воды при этом вскипает, и в дополнительный циклон-сепаратор 10 поступает пароводяная эмульсия. В циклоне-сепараторе 10 также происходит разделение пароводяной эмульсии. Пар по трубопроводу 19 направляется к всасывающему патрубку струйного насоса 18. Вода по трубопроводу 14 поступает к поверхностному теплообменнику 13, из которого направляется в канализацию 15. Трубопровод 6 после питательного насоса 5 разветвляется на три трубопровода 16, 17, 20. Трубопровод 16 направляет часть питательной воды к другой стороне поверхностного теплообменника 13, при этом питательная вода нагревается, охлаждая продувочную воду. Трубопровод 17 направляет другую часть питательной воды к рабочему соплу струйного насоса 18. В струйном насосе 18 производится конденсация пара, поступившего по трубопроводу 19, и нагрев этой части питательной воды. Трубопровод 20 направляет третью 3 2875 1 часть питательной воды к рабочему соплу струйного насоса 21. Струйный насос 21 по трубопроводу 22 подсасывает часть циркуляционной воды из трубопровода 9, при этом часть питательной воды нагревается. Все три потока питательной воды объединяются в один поток и подаются во входной экономайзер 1. Поскольку в экономайзер 1 подается предварительно подогретая вода, температура стенки экономайзера поддерживается значительно выше точки росы отходящих газов при любых колебаниях их расходов и состава. Кроме того имеется возможность регулировки температуры подаваемой воды за счет разбиения общего потока питательной воды на три автономных потока. Эта установка имеет не только повышенную надежность работы,но и более высокую экономичность благодаря использованию тепла продувочной воды. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.