ДЫМОВАЯ ТРУБА Российский патент 2000 года по МПК F23L17/02 

Изобретение относится к области энергетики, в частности к котельным и теплоэнергетическим установкам, котлам-утилизаторам, после которых можно дополнительно использовать тепло дымовых газов от сгорания природного газа.

Известна дымовая труба, содержащая стол, поверхности нагрева с подсоединенными к ним трубопроводами подвода и отвода воды.

Недостатком такой дымовой трубы является то, что при минимальных нагрузках котлоагрегата возможна конденсация водяных паров, а следовательно, коррозия и разрушение ствола, защита которого не предусмотрена. Для охлаждения дымового газа используют поверхности нагрева, что делает процесс низкоэффективным. Кроме того, другим недостатком такой дымовой трубы, является отсутствие устройства для очистки дымового газа.

Наиболее близкой по технической сущности является дымовая труба, содержащая ствол, газоход, выходное отверстие, экономайзер с трубой для подвода холодной воды. В таком устройстве используют поверхностный охладитель газа, что делает процесс низко эффективным. Кроме того, в газах, прошедших охладитель, происходит дальнейшая конденсация водяных паров, которые разрушают ствол. Устройство громоздко и мало соответствует требованиям широкой индустриализации производства при строительстве новых и реконструкции действующих дымовых труб в рыночных условиях.

Задачей изобретения является создание компактной, облегченной, вертикальной многофункциональной экономайзерной колонны для установки ее над выходным отверстием дымовой трубы, что обеспечивает экономию производственной площади при размещении тягодутьевого и экономайзерного оборудования при строительстве новых и реконструкции действующих котельных, повышение эффективности процессов газоочистки, тепло- и массообмена, а также защиту газоходов и ствола от образования и разрушающего воздействия конденсата.

Этот технический результат достигается тем, что дымовая труба, содержащая ствол, газоход, выходное отверстие, экономайзер с трубой для подачи холодной воды, дополнительно включает подсоединенное к экономайзеру переливное устройство, а также каплеуловитель и дутьевую камеру с дымососом, при этом экономайзер с переливным устройством и трубой для подвода холодной воды, каплеуловитель и дутьевая камера с дымососом установлены сочлененно друг над другом снизу вверх в порядке перечисления над выходным отверстием с образованием вертикальной многофункциональной экономайзерной колонны, снабженной тепловой изоляцией.

Для формирования колонны использован экономайзер пенного типа, где интенсивность процессов газоочистки, тепло- и массообмена протекает на 1-2 порядка выше, чем в аппаратах смешения других типов, что обуславливает снижение габаритов экономайзера в плане до 2 раз, а веса до 2,5 раз. Эти обстоятельства позволяют разместить колонну над выходным отверстием дымовой трубы, не изменяя режим движения и термодинамики дымового газа в газоходе и стволе, что позволяет сохранить температуру дымового газа выше температуры точки росы и обеспечить тем самым защиту газохода и ствола по всей его высоте от образования и разрушающего воздействия конденсата.

Размещение колонны над выходным отверстием дымовой трубы исключает использование внутренней или наружной производственной площади и обеспечивает тем самым ее экономию до 35 м²/Гкал тепла, вырабатываемого экономайзером.

Из колонны в атмосферу выбрасывают охлажденный до 30^oC дымовой газ, что дает возможность использовать дымосос с меньшей производительностью на 20-25% и тем самым снизить энергоемкость процесса.

Тепловая изоляция экономайзера, трубы для подвода холодной воды, переливного устройства, а также ствола /в металлических дымовых трубах/ увеличивает эффективность дополнительного использования тепла дымового газа /особенно в зимний период времени/ до 15%.

На фиг.1 представлена кирпичная/железобетонная дымовая труба, где тягодутьевое оборудование и экономайзер с каплеуловителем размещены над выходным отверстием; на фиг.2 - металлическая дымовая труба, где тягодутьевое оборудование и экономайзер с каплеуловителем размещены над выходным отверстием.

Дымовая труба содержит фундамент 1, ствол 2, газоход 3, выходное отверстие 4, экономайзер 5, трубу 6 для подвода холодной воды, переливное устройство 7, каплеуловитель 8, дутьевую камеру 9 с дымососом 10 и тепловую изоляцию 11.

В дымовой трубе, установленной на фундамент 1, дымовой газ через газоход 3, ствол 2 и выходное отверстие 4 поступает в экономайзер 5, куда через трубу 6 подают холодную воду, которая перемешивается с дымовым газом - таким образом возникает слой газожидкостной эмульсии /пена/, где протекают процессы тепло- и масообмена и одновременно происходит очистка дымового газа. Охлажденный и очищенный в экономайзере 5 дымовой газ забирается через каплеуловитель 8 в дутьевую камеру 9 дымососом 10, который выбрасывает его в атмосферу. Нагретую в экономайзере 5 воду через переливное устройство 7 отводят к потребителю. Наружную поверхность экономайзера 5, трубу 6 для подвода холодной воды, переливное устройство 7 и каплеуловитель 8, а в металлических трубах и ствол 2 покрывают тепловой изоляцией 11.

Экономайзер имеет круглую форму, дутьевая камера может быть круглой и прямоугольной формы, их изготавливают из алюминия и его сплавов, стали из биметалла /сталь, покрытая слоем алюминия/ или из железобетона /для кирпичных и железобетонных дымовых труб/.

Предлагаемое изобретение может быть использовано на котельных, ТЭЦ, ГРЭС и различного рода иных теплоэнергетических промышленных установках, при строительстве новых и реконструкции действующих дымовых труб, потребительский рынок которых охватывает все регионы России. Применение заявляемого изобретения обеспечивает надежную и высокую величину экономического эффекта за счет технической и экологической эффективности проведения процесса глубокого охлаждения дымового газа.

Изобретение предназначено для дополнительного использования тепла дымовых газов от сжигания природного газа и может быть применено в теплоэнергетических установках в энергетике. В дымовой трубе над выходным отверстием ее ствола размещены сочлененно друг над другом снизу вверх в порядке перечисления экономайзер с переливным устройством и трубой для подвода холодной воды, каплеуловитель и дутьевая камера с дымососом с образованием вертикальной многофункциональной экономайзерной колонны, снабженной тепловой изоляцией, что позволяет повысить эффективность использования тепла дымового газа с одновременным сокращением рабочих площадей. 2 ил.

Дымовая труба, содержащая ствол, газоход, выходное отверстие, экономайзер с трубой для подачи холодной воды, отличающаяся тем, что дополнительно включает подсоединенное к экономайзеру переливное устройство, а также каплеуловитель и дутьевую камеру с дымососом, при этом экономайзер с переливным устройством и трубой для подвода холодной воды, каплеуловитель и дутьевая камера с дымососом установлены сочлененно друг над другом снизу вверх в порядке перечисления над выходным отверстием с образованием вертикальной многофункциональной экономайзерной колонны, снабженной тепловой изоляцией.