СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ОТХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ Российский патент 2010 года по МПК C21C5/38 

Описание патента на изобретение RU2383629C2

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов, а именно дуговых сталеплавильных печей, кислородных конвертеров и др.

Известен способ охлаждения газоотвода конвертера при помощи трубчатого охлаждающего экрана по А.С. СССР №196917, МПК С21С 5/38, 1967, в котором вода циркулирует при давлении, исключающем ее выпаривание, а охлаждается она вне экрана выпариванием при дросселировании.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого изобретения, является циркуляция охлаждающего агента в замкнутом циркуляционном контуре.

Недостатком способа охлаждения газоотвода по аналогу является то, что он не обеспечивает утилизацию тепла циркуляционной воды, т.е. он не обеспечивает энергосбережение в процессе охлаждения газоотвода конвертера, его функциональные возможности ограничены.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является способ эксплуатации газоотвода конвертера по патенту UA №46971, МПК 7 С21С 5/40, 2001 г., в котором охлаждение конвертера производят путем циркуляции воды в трубчатом охлаждаемом водой экране, а воду охлаждают в теплообменнике.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, является утилизация тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов путем нагрева в основном теплообменнике, включенном одновременно в контур утилизации тепла отходящих дымовых газов и в контур потребителя тепла, воды, подаваемой потребителю тепла.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ утилизации тепла отходящих дымовых газов технологического агрегата путем обеспечения гибкого регулирования нагрева подаваемой потребителю тепла воды за счет обеспечения контроля ее температуры и последующей коррекции расхода газа на устройство дополнительного ее нагрева при максимальном использовании тепла отходящих дымовых газов технологического агрегата.

Это обеспечивает получение необходимой температуры воды контура потребителей при минимальном расходе электроэнергии.

Поставленная задача решается тем, что в способе утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов, включающем нагрев воды, подаваемой потребителю тепла, в основном теплообменнике, включенном одновременно в контур утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов и в контур потребителя тепла, согласно изобретению включают контур водогрейного котла с дополнительным теплообменником, включенным в контур потребителя тепла, после нагрева воды в основном теплообменнике осуществляют контроль температуры воды и в зависимости от ее температуры воду подают либо в дополнительный теплообменник контура водогрейного котла для ее подогрева до необходимой потребителям температуры, либо направляют непосредственно потребителю тепла, при этом температуру воды, подаваемой потребителю тепла, регулируют изменением расхода топлива, подаваемого на нагрев водогрейного котла, и изменением расхода воды через основной и дополнительный теплообменники в зависимости от температуры в контуре утилизации тепла и в контуре водогрейного котла.

Причинно-следственная связь между существенными признаками заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Нагрев подаваемой потребителю тепла воды в дополнительном теплообменнике, установленном в контуре водогрейного котла, позволяет устранить ее недогрев, возникающий из-за цикличной работы технологического агрегата.

Измерение температуры подаваемой потребителю тепла воды, а также температуры воды в контуре утилизации тепла позволяет корректировать расход газа на водогрейный котел путем воздействия на регулятор расхода газа на водогрейный котел.

Способ утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов осуществляется при помощи устройства, представленного на чертеже.

Устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических печных агрегатов содержит три замкнутых контура:

- контур утилизации тепла, образованный охлаждаемым элементом 1 технологического печного агрегата, трубопроводом 2 подачи горячей воды с установленным на нем теплообменником 3 и трубопроводом возврата охлажденной воды с установленным на нем циркуляционным насосом 4;

- контур потребителя тепла включает циркуляционный насос 5, трубопроводы 6 подачи воды потребителям тепла 7, дополнительный теплообменник 8, перемычку 9;

- контур водогрейного котла, включающий водогрейный котел 10, циркуляционный насос 11, трубопроводы 13.

Контур потребителей тепла подсоединен через теплообменники 3 и 8 к контуру утилизации тепла и к контуру водогрейного котла 10. Регулятор расхода топлива 12 водогрейного котла 10 электрическими связями 17 соединен с процессором 16 (щитом КВП), который соединен электрическими связями 14 и 15 с датчиком температуры 22, 23 и электрическими связями 18 и 19 со средством изменения расхода циркуляционной воды 20 циркуляционного насоса 11 и средством изменения расхода циркуляционной воды 21 циркуляционного насоса 4.

Способ реализуется следующим образом.

Охлаждающая вода с температурой 60°С циркуляционными насосами 4 подается на конвективные и радиационные поверхности нагрева 1 охлаждения элементов технологической печи, где нагревается до температуры 95°С.

Нагретая вода по трубопроводу 2 подачи горячего теплоносителя поступает на теплообменник 3, где нагревает воду контура потребителей тепла и охлаждается до 60°С.

Охлажденная вода поступает на циркуляционные насосы 4 и таким образом контур теплоутилизирующей установки замыкается.

Производительность циркуляционных насосов 4 может изменяться в зависимости от температуры воды на выходе из теплоутилизирующей установки, измеряемой датчиком температуры 22 путем установки на электродвигателях частотных регуляторов 21.

Вода от потребителей тепла 7 циркуляционными насосами подается на теплообменник 3, где нагревается водой контура теплоутилизирующей установки. После теплообменника 3 нагретая вода по трубопроводу 6, в зависимости от ее температуры, поступает либо на теплообменник контура водогрейного котла для догрева до необходимой потребителям тепла температуры, либо по перемычке 9 направляется непосредственно потребителям тепла без догрева. Нагретая в контурах теплоутилизирующей установки и при необходимости водогрейного котла вода поступает потребителям 7.

Расход воды в контуре утилизации тепла и в контуре водогрейного котла 10 регулируют при помощи установки на электродвигателях циркуляционных насосов 4 и 11 частотных регуляторов 21 и 20, изменяющих расход воды в этих контурах.

Водогрейный котел 10 работает по температурному графику 95-70°С, т.е. температура воды на входе в котел составляет 70°С, а на выходе - 95°С.

Водогрейный котел 10 включается в работу только в период, когда температура воды контура потребителя тепла после теплообменника 3, измеряемая датчиком температуры 23, недостаточна для нормального теплоснабжения потребителей. В этом случае вода контура водогрейного котла циркуляционным насосом 11 подается на водогрейный котел, где нагревается до необходимой температуры за счет сжигания природного газа, поступающего на горелку котла через регулятор 12.

Расход топлива зависит от тепловой нагрузки водогрейного котла, его к.п.д. и температуры воды, подаваемой потребителю тепла. В среднем режиме при тепловой нагрузке на котел 25-30 Гкал/ч он может составить 3500-4000 нм3/ч природного газа.

Расход воды через водогрейный котел может изменяться в зависимости от режима работы установки. И для водогрейного котла теплопроизводительностью 50 Гкал/ч при номинальном режиме будет составлять 2000 м3/ч.

Таким образом, способ обеспечивает получение необходимой температуры воды в контуре потребителей при минимальном расходе электроэнергии.

Похожие патенты RU2383629C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ОТХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ 2009
  • Чувакин Виктор Алексеевич
  • Войтковский Геннадий Петрович
  • Вовк Вячеслав Михайлович
  • Коток Владимир Исаевич
  • Мищенко Александр Иванович
  • Колесников Константин Валентинович
  • Вовк Александр Вячеславович
RU2506511C2
КОНДЕНСАЦИОННАЯ КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Горшков Валерий Гаврилович
RU2489643C1
Блочная теплоутилизирующая отопительная установка 1984
  • Рыбицкий Иван Алексеевич
  • Ипполитов Вячеслав Васильевич
  • Епифанов Валериан Александрович
  • Жирнов Александр Лаврентьевич
SU1281810A1
СПОСОБ ТЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ АБСОРБЦИОННОГО ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРА С ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ АБСОРБЦИЕЙ 2020
  • Степанов Константин Ильич
  • Мухин Дмитрий Геннадьевич
RU2755501C1
СПОСОБ И КОМПЛЕКС ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ КОНВЕРТЕРНОГО ПАРА 2018
  • Корякин Денис Анатольевич
  • Иванцов Фёдор Валентинович
  • Дубских Павел Олегович
RU2703012C1
ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С КОНТУРОМ ORC-МОДУЛЯ И С ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ И СПОСОБ ЕЁ РАБОТЫ 2015
  • Шадек Евгений Глебович
RU2662259C2
СПОСОБ ГЛУБОКОЙ УТИЛИЗАЦИИ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТЕПЛА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ АБСОРБЦИОННОГО ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРА С ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ АБСОРБЦИЕЙ 2020
  • Степанов Константин Ильич
  • Мухин Дмитрий Геннадьевич
RU2736965C1
ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ 2001
  • Кузин Н.А.
  • Кириллов В.А.
  • Захарченко В.Б.
  • Ермаков Ю.П.
  • Бобрин А.С.
  • Лукьянов Б.Н.
  • Куликов А.В.
  • Никифоров В.Н.
  • Козодоев Л.В.
RU2209378C2
КОМБИНИРОВАННАЯ ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА НА БАЗЕ ТРАНСФОРМАТОРА ТЕПЛА С ИНЖЕКЦИЕЙ ПАРА В ГАЗОВЫЙ ТРАКТ 2015
  • Шадек Евгений Глебович
RU2607574C2
КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ГЛУБОКОЙ УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ КОТЛА И СПОСОБ ЕЁ РАБОТЫ 2017
  • Шадек Евгений Глебович
RU2667456C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ОТХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов. Способ включает нагрев воды, подаваемой потребителю тепла, в основном теплообменнике, включенном одновременно в контур утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов и в контур потребителя тепла. Дополнительно включают контур водогрейного котла с дополнительным теплообменником, включенным в контур потребителя тепла. После нагрева воды в основном теплообменнике осуществляют контроль температуры воды и в зависимости от ее температуры воду подают либо в дополнительный теплообменник контура водогрейного котла для ее подогрева до необходимой потребителям температуры, либо направляют непосредственно потребителю тепла. При этом температуру воды, подаваемой потребителю тепла, регулируют изменением расхода топлива, подаваемого на нагрев водогрейного котла, и изменением расхода воды через основной и дополнительный теплообменники в зависимости от температуры в контуре утилизации тепла и в контуре водогрейного котла. Использование изобретения обеспечивает максимальное использование тепла отходящих дымовых газов технологического агрегата при минимальном расходе энергии. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 383 629 C2

Способ утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов, включающий нагрев воды, подаваемой потребителю тепла, в основном теплообменнике, включенном одновременно в контур утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов и в контур потребителя тепла, отличающийся тем, что включают контур водогрейного котла с дополнительным теплообменником, включенным в контур потребителя тепла, после нагрева воды в основном теплообменнике осуществляют контроль температуры воды и в зависимости от ее температуры воду подают либо в дополнительный теплообменник контура водогрейного котла для ее подогрева до необходимой потребителям температуры, либо направляют непосредственно потребителю тепла, при этом температуру воды, подаваемой потребителю тепла, регулируют изменением расхода топлива, подаваемого на нагрев водогрейного котла, и изменением расхода воды через основной и дополнительный теплообменники в зависимости от температуры в контуре утилизации тепла и в контуре водогрейного котла.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2383629C2

НАБОРНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕКСТА НА РАССТОЯНИЕ И ДЛЯ ОТПЕЧАТЫВАНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ 1935
  • Минут П.Н.
SU46971A1
Газоотводящий тракт конвертера 1983
  • Розенгарт Юрий Иосифович
  • Гичев Юрий Александрович
  • Бошнякова Марина Борисовна
SU1171532A1
Утилизатор тепла конвертерных газов 1974
  • Фуксман Михаил Миронович
  • Вишневский Богдан Николаевич
  • Каботянский Арнольд Яковлевич
  • Якобчук Виталий Иосифович
  • Заславский Виталий Семенович
SU505690A1
Способ утилизации конвертерных газов 1987
  • Бобовников Александр Васильевич
  • Василевский Александр Павлович
  • Колесников Борис Никонорович
  • Михеев Николай Иванович
SU1717642A1
Устройство для утилизации тепла конвертерного газа 1985
  • Розенгарт Юрий Иосифович
  • Гичев Юрий Александрович
SU1296592A1

RU 2 383 629 C2

Авторы

Чувакин Виктор Алексеевич

Войтковский Геннадий Петрович

Бычков Сергей Васильевич

Колесников Константин Валентинович

Мищенко Александр Иванович

Даты

2010-03-10Публикация

2008-01-09Подача