Система утилизации теплоты Советский патент 1991 года по МПК F24D19/10 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к установкам, утилизирующим теплоту для использования ее в системах теплоснабжения.

Цель изобретения - повышение эффективности утилизации теплоты при переменных тепловых потоках и температурах воды.

На чертеже представлена схема системы утилизации теплоты.

Система утилизации теплоты для установки теплоснабжения содержит теплоути- лизатор 1, подключенный при помощи прямого и обратного трубопроводов 2,3 к последней, перемычку 4 между прямым и обратным трубопроводами 2,3, устройства регулирования температуры и расхода воды, имеющие датчики температур на трубопроводах до и после теплоутилизатора 1, и датчики расхода воды на перемычке 4, связанные с регулирующими клапанами, установленными на прямом трубопроводе

2и перемычке 4, и насосы 5-9. размещенные на трубопроводах. Система дополнительно содержит котел-утилизатор 10, подключенный к теплоутилизатору 1. теплообменник 11 нижней ступени, установленный на прямом трубопроводе 2 между теплоутилизатором 1 и перемычкой 4, теплообменник 12 верхней ступени, размещенный на прямом трубопроводе 2 после пере мычки 4, байпас 13 с установленным на нем аккумулятором 14 обратной воды, подключенный к обратному трубопроводу

3и перемычке 4, аккумулятор 15 пара, сообщенный с котлом - утилизатором 10, потребителем пара и теплообменником 12 верхней ступени, и аккумулятор 16 горячей воды,сообщенный с аккумулятором 15 пара и подключенный перед теплообменником 12 верхней ступени при помощи подающего и отводящего трубопроводов 17,18 к прямому трубопроводу 2, охладитель 19 воды, установленный на перемычке 4, а на подающем и отводящем трубопроводах 17,18 и на байпасе 13 размещены дополнительные датчики температур, расходов воды и регулирующие клапаны, подключенные к устройству регулирования.

Теплоутилизатор 1 в качестве источника теплоты использует сбросные газы после электросталеплавильной печи 20. На трубопроводах установлены регулирующие клапаны 21-34. Регулирующие клапаны связаны с датчиками 35,36 температуры, датчиками 37,38 расхода, датчиками 39-43

давления, датчиками 44,45 уровня. Управляющие устройства 46-48 связаны с устройствами регулирования. В системе утилизации теплоты предусмотрен деаэратор 49.

Система утилизации теплоты работает следующим образом.

Охлаждающая вода из обратного трубопровода 3 замкнутой системы (например, теплоснабжения) циркуляционным насосом 5 подается через систему охлаждения электросталеплавильной печи 20, тепло- утилизатор 1, теплообменники 11 и 12 в прямой трубопровод 2 замкнутой системы. Количество воды, циркулирующей через

систему охлаждения электросталеплавильной печи 20, определяется из условия поддержания постоянной температуры воды после системы охлаждения за счет рециркуляции части воды насосом 7 при

изменении положения клапанов 23, 24 по управляющему сигналу датчика температуры 35. При повышении температуры воды после системы охлаждения электросталеплавильной печи 20 выше заданной увеличивается степень открытия регулирующего клапана 23 и уменьшается степень открытия регулирующего клапана 24, что вызывает снижение температуры воды на входе в систему охлаждения электросталеплавильной печи 20 и, соответственно, снижение температуры воды после системы охлаждения.

Постоянство расхода воды из обратного трубопровода 3 обеспечивается следующим образом. При снижении расхода воды из обратного трубопровода 3 по управляющему сигналу через устройство 46 открывается регулирующий клапан 21 подачи воды в аккумулятор 14 обратной воды, восстанавливается заданный расход воды из замкнутой системы. При повышении расхода воды из обратного трубопровода 3 открывается регулирующий клапан 22 подачи воды насосом 6 из аккумулятора 14,

восстанавливая заданный расход воды из замкнутой системы. Охлаждающая вода в теплообменнике 12 подогревается паром, и

заданная температура поддерживается клапаном 27 по управляющему сигналу датчика температуры 36.

Расход воды после теплообменника 12 в прямой трубопровод 2 замкнутой системы поддерживается равным расходу воды из обратного трубопровода 3 этой же системы управляющим устройством 47 с задат- чиком, связывающим датчик 37 расхода воды из обратного трубопровода 3, и датчик 38 в прямой трубопровод 2 замкнутой системы.

Поддержание заданного расхода воды в прямой трубопровод 2 замкнутой системы происходит следующим образом.

При снижении расхода воды после теплообменника 12 по управляющему сигналу датчика расхода 38 открывается клапан 26 подачи воды насосом 8 из аккумулятора 16 горячей воды, и заданный расход воды в прямой трубопровод 2 замкнутой системы восстанавливается.

При повышении расхода воды после теплообменника 12 открывается клапан 25 подачи воды в аккумулятор 16 горячей воды, и заданный расход воды в прямой трубопровод 2 замкнутой системы восстанавливается.

Пар, вырабатываемый в котле-утилизаторе 10, поступает в аккумулятор 15 через регулирующий клапан 31 с датчиком давления 39 на трубопроводе. Из аккумулятора 15 пар через регулирующий клапан 29 подается к теплообменнику 12, в аккумулятор 16, в котором регулирующим клапаном 28 с датчиком1 давления 41 поддерживается заданное давление, в паропровод к другим потребителям, при этом количество подаваемого пара может задаваться регулирующим клапаном 30 с датчиком давления 40, к деаэратору 49 питательной воды, давление в котором поддерживается регулирующим клапаном 33 с датчиком давления 42.

Питательная вода из деаэратора 49 насосом 9 подается в котел-утилизатор 10 и аккумулятор 15, в котором уровень воды поддерживается регулирующим клапаном 32 с датчиком уровня. Вода из химводопод- готовки через теплообменник 11 поступает в деаэратор 49 через регулирующий клапан 34 с датчиком уровня.

Переменные выходы тепла в системе охлаждения электросталеплавильной печи 20, теплоутилизатора 1 и от котла-утилизатора 10 аккумулируются в аккумуляторах 16 и 15 соответственно горячей воды и пара и равномерно выдаются в замкнутую систему.

При снижении потребления тепла предусмотрена система с охладителем 19 воздушного охлаждения воды, нагретой в системе охлаждения электросталеплавиль- ной печи 20 и теплоутилизатора 1.

Использование предлагаемой системы утилизации тепла электросталеплавильной печи обеспечивает равномерную передачу потребителю неравномерных выходов теп- лоты от источников вторичных энергоресурсов, способствует повышению надежности работы тепловой сети потребителю с посторонним источником теплоты.

Формула изобретения Система утилизации теплоты для установки теплоснабжения, содержащая тепло- утилизатор, подключенный при помощи

прямого и обратного трубопроводов к последней, перемычку между прямым и обратным трубопроводами, устройства регулирования температур и расхоЯ воды, имеющие датчики температур на трубопроводах до и после теплоутилизатора и датчики расхода воды на перемычке, связанные с регулирующими клапанами, установленными на прямом трубопроводе и перемычке, и насосы, размещенные на

трубопроводах, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности утилизации теплоты при переменных тепловых потоках и температурах, система дополнительно содержит котел-утилизатор,

подключенный к теплоутилизатору, теплообменник нижней ступени, установленный на прямом трубопроводе между теплоути- лизатором и перемычкой, теплообменник верхней ступени, размещенный на прямом

трубопроводе после перемычки, байпас с установленным на нем аккумулятором обратной воды, подключенный к обратному трубопроводу и перемычке, аккумулятор пара, сообщенный с котлом-утилизатором,

потребителем пара и теплообменником верхней ступени, аккумулятор горячей воды, сообщенный с аккумулятором пара и подключенный перед теплообменником верхней ступени при помощи подающего и

отводящего трубопроводов к прямому трубопроводу, охладитель воды, установленный на перемычке, а на подающем и отводящем трубопроводах и на байпасе размещены дополнительные датчики температур и расходов воды и регулирующие клапаны, подключенные к устройству регулирования.

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить эффективность утилизации теплоты при переменных тепловых потоках и температурах воды. Система утилизации теплоты для установки теплоснабжения содержит теплоутилизатор 1 с прямым 2 и обратным 3 трубопроводами, перемычку 4 между ними, устройства регулирования с подключенными к ним датчиками температур, расходов воды и регулирующими клапанами, связанными с датчиками, насосы 5 - 9 на трубопроводах, котел-утилизатор 10, подключенный к теплоутилизатору 1 и аккумулятору 15 пара, теплообменники 11, 12, байпас 13, подключенный к перемычке 4 и обратному трубопроводу 3 перед теплоутилизатором 1, аккумулятор 14 обратной воды, аккумулятор 16 горячей воды, сообщенный с аккумулятором 15 и подключенный к прямому трубопроводу 2 при помощи подающего и отводящего трубопроводов 17, 18, и охладитель 19, установленный на перемычке 4. Система утилизации теплоты способствует повышению надежности работы тепловой сети. 1 ил.