Установка для утилизации тепла

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродно Азот(72) Авторы Гудымов Эрнест Андреевич Родионов Борис НиколаевичЛангов Валерий Валентинович Курбатов Альберт Иванович Шаповал Иван Федорович Юрша Иосиф Антонович Мизюк Владимир Сергеевич(73) Патентообладатель Гродненское производственное республиканское унитарное предприятие ГПО Азот(57) 1. Установка для утилизации тепла, содержащая конвективную шахту с испарительной и пароперегревательной поверхностями, причем испарительная поверхность разбита на пакеты, дымосос, газоход от конвективной части к дымососу, газоход от дымососа к дымовой трубе, обводной вокруг пакетов канал-газоход со входом и выходами, расположенными между пакетами, отличающаяся тем, что выходы из канала-газохода снабжены побудительными соплами, подключенными посредством газоходов, снабженных регулировочными заслонками, к газоходу от дымососа к дымовой трубе. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что обводной канал-газоход выполнен внутри конвективной шахты путем создания зазоров между пакетами и стенкой шахты или создания зазоров внутри пакетов путем их разрыва. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что обводной канал-газоход выполнен снаружи конвективной шахты и перед выходами снабжен инжекторами.(56)1193362 , 1985.93016344 , 1995.2083919 1, 1997.4045960 , 1977. 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 органических топлив. Известна установка для утилизации тепла, содержащая конвективную шахту с испарительной и экономайзерной поверхностями, причем испарительная часть разбита на два и более пакетов, газоход от конвективной части к дымососу, дымосос, газоход от дымососа к дымовой трубе 1. Эта установка обладает низкой экономичностью. Вследствие того, что горячие продукты сгорания подаются на первый по ходу газов пакет испарителя полностью, этот пакет будет иметь повышенную тепловую нагрузку и резко снижать температуру продуктов сгорания, тогда как последующие пакеты будут работать при низкой среднелогарифмической разности температур и пониженной скорости сгорания, что, в конечном счете, ведет к пониженному общему количеству передаваемого тепла и повышенной температуре продуктов сгорания на выходе из конвективной шахты,то есть к снижению экономичности установки в целом. Вследствие того, что горячие продукты сгорания подаются на первый по ходу газов пакет испарителя полностью, этот пакет будет работать при повышенной скорости продуктов сгорания и иметь повышенное аэродинамическое сопротивление, что ведет к повышенному сопротивлению всей установки в целом и снижению ее экономичности. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой является установка для утилизации тепла, содержащая конвективную шахту с экономайзерной и воздухонагревательной поверхностями, причем обе поверхности разбиты на два и более пакетов, газоход от конвективной части к дымососу, дымосос, газоход от дымососа к дымовой трубе, обводной вокруг отдельных пакетов канал-газоход со входом и выходами, расположенными между пакетами, при этом канал-газоход выполнен внутри конвективной шахты за счет установки продольной перегородки вдоль шахты и часть пакетов установлена в обводном канале-газоходе 2. Эта установка также обладает низкой экономичностью. Вследствие того, что горячие продукты сгорания попадают на первые по ходу газов пакеты, расположенные после разветвления, эти пакеты будут иметь повышенную тепловую нагрузку и резко снижать температуру продуктов сгорания, тогда как последующие пакеты будут работать при низкой среднелогарифмической разности температур и пониженной скорости продуктов сгорания, что, в конечном счете, ведет к пониженному общему количеству передаваемого тепла и повышенной температуре продуктов сгорания на выходе из конвективной шахты, то есть к снижению экономичности установки в целом. Создание обводного газохода ничего не дает в данном случае в тепловом отношении. Вследствие того, что горячие продукты сгорания подаются на первые по ходу газов пакеты после разветвления газоходов полностью, эти пакеты будут работать при повышенной скорости продуктов сгорания и иметь повышенное аэродинамическое сопротивление, что ведет к повышенному сопротивлению всей установки в целом и снижению ее экономичности. То есть создание обводного газохода ничего не дает и для снижения аэродинамического сопротивления. Задачей изобретения является повышение экономичности установки для утилизации тепла. 2 5847 1 Для решения поставленной задачи в установке для утилизации тепла, содержащей конвективную шахту с испарительной и пароперегревательной поверхностями, причем испарительная поверхность разбита на пакеты, дымосос, газоход от конвективной части к дымососу, газоход от дымососа к дымовой трубе, обводной вокруг пакетов канал-газоход со входом и выходами, расположенными между пакетами. Согласно изобретению, выходы из канала-газохода снабжены побудительными соплами, подключенными посредством газоходов, снабженных регулировочными заслонками, к газоходу от дымососа к дымовой трубе. Обводной канал-газоход выполнен внутри конвективной шахты путем создания зазоров между пакетами и стенкой шахты или создания зазоров внутри пакетов путем их разрыва. Обводной канал-газоход выполнен снаружи конвективной шахты и перед выходами снабжен инжекторами. Благодаря тому, что обводной канал-газоход имеет выходы в пространство между пакетами и выходы снабжены побудительными соплами, подключенными посредством газоходов, снабженных регулировочными заслонками, с газоходом от дымососа к дымовой трубе (и в обводном канале не установлены теплообменные пакеты), часть горячих продуктов сгорания подается непосредственно в далее расположенные по ходу продуктов сгорания пакеты минуя предыдущие. При этом снижается тепловая нагрузка на ранее расположенные пакеты, повышается среднелогарифмический температурный напор на далее расположенные пакеты и средняя скорость продуктов сгорания в них, что ведет к повышению общего количества передаваемого тепла и понижению температуры уходящих продуктов сгорания, то есть к повышению экономичности установки. Благодаря тому, что обводной канал-газоход имеет выходы в пространство между пакетами и снабжен побудительными соплами, подключенными посредством газоходов,снабженных регулировочными заслонками, с газоходом от дымососа к дымовой трубе (и в этих каналах не установлены теплообменные пакеты), часть горячих продуктов сгорания подается непосредственно в далее расположенные по ходу продуктов сгорания пакеты минуя предыдущие. При этом снижается скорость продуктов сгорания в первых по их ходу пакетах и их аэродинамическое сопротивление. И хотя при этом возрастает сопротивление последующих пакетов, благодаря квадратичной зависимости сопротивления от скорости общее аэродинамическое сопротивление конвективной шахты падает, а это ведет к повышению экономичности всей установки в целом. Благодаря тому, что по второму варианту обводной канал-газоход выполнен снаружи конвективной шахты и перед выходами снабжен инжекторами, происходит более эффективный подсос продуктов сгорания по обводному каналу, что ведет к повышению экономичности всей установки в целом. Установка для утилизации тепла представлена на фиг. 1, 2, 3. Установка содержит конвективную шахту 1 с испарительной поверхностью 2, разбитой на пакеты, пароперегреватель 3, газоход 4, дымосос 5, газоход 6, обводной канал-газоход 7 с побудительными соплами 8 перед выходами 9 из канала-газохода 7. При этом побудительные сопла 8 подключены посредством газоходов 10, снабженных регулировочными заслонками 11, с газоходом 6. Для пояснения работы на фигурах указана труба 12. По варианту, изображенному на фиг. 3, между побудительными соплами 8 и выходами 9 из обводного канала 7 расположены инжекторы 13. Установка для утилизации тепла работает следующим образом. В конвективную шахту 1 осуществляют подачу горячих продуктов сгорания снизу вверх. Пройдя испарительную поверхность 2 и пароперегреватель 3, продукты сгорания охлаждаются и поступают в газоход 4, по которому они подаются к дымососу 5, который подает их по газоходу 6 к дымовой трубе 12. Дымосос 5 создает разряжение в конвективной шахте 1 и давление в газоходе 6, благодаря чему между газоходом 6 и конвективной шахтой 1 создается пере 3 5847 1 пад давления. Этот перепад позволяет части продуктов сгорания по газоходам 10 подойти к побуждающим соплам 8. Регулирующие заслонки 11 служат для регулировки расхода рециркулирующих продуктов сгорания. Истекающие из сопел 8 продукты сгорания подсасывают горячие продукты из газохода 7 и подают их к выходам 9 из канала 7. Таким образом, осуществляется подогрев продуктов сгорания после первого и второго пакетов испарителя до более высоких температур и повышение экономичности работы в целом. По варианту, изображенному на фиг. 3, подсос осуществляется еще более эффективно за счет наличия инжекторов 13, установленных перед выходами 9 из канала 7. Источники информации 1. Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты / Под ред. Л.Н. Сидельковского. - М. Энергоатомиздат, 1989. - С. 58, рис. 3.17. 2.1193362 , 1985. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.