Теплорекуперационный агрегат Советский патент 1992 года по МПК F24H6/00 

СП

С

Использование: в сушильной технике. Сущность изобретения: при сушке влажного материала происходит образование паровоздушной смеси под ограждением 1 сушильной камеры. Пар образуется из влажного материала за счет подвода теплоты от греющего пара к нагревательному эле- менту 2. Из сушильной камеры паровоздушная смесь последовательно проходит рекуперативный теплообменник (Т) 9, скруббер 12 и водоотделитель 17, где происходит ее охлаждение, осушение и отделение канальной флаги. На входе в рекуперативный Т 9 температура паровоздушной смеси рав

vj ю ел о со VI

на 100- 110°С, а влагосодержание 110-150 г/кг, после скруббера 12 эти параметры соответственно равны 30-50°С и 20-40 г/кг. Осушенный и охлажденный воздух вентилятором 15 по рециркуляционному воздуховоИзобретение относится к технике сушки материалов, а именно к системам рекуперации теплоты, преимущественно после сушильной части бумагоделательных машин, и может применяться в целлюлозно- бумажной, легкой и химической промышленности.

Известны теплорекуперационные агрегаты сушильной части бумагоделательных машин, которые содержат теплообменники для нагрева технологического и вентиляционного воздуха, скруббер для нагрева технологической воды, используемой, например, для промывки целлюлозы или сеток сушильной машины.

Недостатками известных агрегатов (ТРА и ВРА) являются значительные потери теплоты паровоздушной смеси (ПВС) из-за низкой степени рекуперации теплоты в теплообменниках и скруббере, из-за выброса паровоздушной смеси в атмосферу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является теплорекуперационный агрегат, построенный по замкнутой схеме. Он содержит ограждение сушильной камеры, нагревательный элемент в виде, например,сушильногоцилиндра, теплообменники для нагрева технологического и вентиляционного воздуха, паровой эжектор с соответствующими патрубками, испарительный бак, рекуперативный теплообменник с патрубками подвода и отвода теплоносителя, скруббер, главный и индивидуальные паропроводы, конденсатопро- вод, вентилятор, циркуляционный воздуховод, водоотделитель и теплообмен- ное устройство.

Нагнетательный патрубок эжектора соединен индивидуальными паропроводами с нагревательным элементом и теплообменниками нагрева технологического и вентиляционного воздуха. Всасывающий патрубок эжектора соединен с паровым пространством испарительного бака, кото- рый подключен к рекуперативному теплообменнику линией подачи воды через теплообменное устройство, обогреваемое конденсатом греющего пара. Входной патрубок рекуперативного теплообменника со- единен по воде с выходом скруббера. Выход

ду 16 возвращается в сушильную камеру, нагреваясь в Т 3 до 100-110°С. Это обеспечивает повышение эксплуатационной эффективности и экономичности. 1 ил.

паровоздушной смеси из скруббера через водоотделитель с помощью циркуляционного воздуховода с вентилятором подключен к теплообменнику нагрева технологического воздуха, выход которого соединен с устройствами распределения воздуха в сушильной камере. Рабочее сопло эжектора подключено к главному паропроводу.

Теплорекуперационный агрегат имеет низкий потенциал воды после скруббера и необходимость догрева ее до более высокой температуры, неэффектибное использование теплоты конденсата в теплообменном устройстве, что приводит к увеличению расхода рабочего пара через эжектор и снижению экономичности и эффективности работы теплорекуперационного агрегата.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной эффективности и экономичности работы теплорекуперационного агрегата.

Поставленная цель достигается тем, что теплорекуперационный агрегат, содержащий рекуперативный теплообменник, скруббер, смонтированные на ограждении сушильной машины, водоотделитель и вентилятор, размещенные на рециркуляционном воздуховоде, основной паровой эжектор, нагнетательный патрубок которого подключен индивидуальными паропрово- дами к нагревательному элементу, теплообменникам технологического и вентиляционного воздуха, а всасывающий соединен с испарительным баком, который, в свою очередь, соединен по воде через дополнительный теплообменник с линией выхода воды из рекуперативного теплообменника, содержит включенный в конденсатопровод конденсатный бак и дополнительный паровой эжектор, нагнетательный патрубок которого соединен с нагревательным элементом, всасывающий - с паровым пространством конденсатного бака, а рабочее сопло подключено к паропроводу высокого давления параллельно основному эжектору, при этом дополнительный теплообменник выполнен в виде соединенных между собой конденсатора и испарителя парокомпрессорной теп- лонасосной установки, первый из которых установлен на выходе из рекуперативного

теплообменника перед испарительным баком, а второй - на линии отвода воды из скруббера, линия отвода воды из испарителя подключена на входе скруббера.

На чертеже изображен Теплорекуперационный агрегат.

Теплорекуперационный агрегат содержит ограждение 1 сушильной камеры, нагревательный элемент 2, теплообменник для нагрева технологического воздуха 3, теплообменник для нагрева вентиляционного воздуха 4, паровой основной эжектор 5 с всасывающим 6 и нагнетательным 7 патрубками, испарительный бак 8, рекуперативный теплообменник 9 с патрубками 10 и 11 подвода и отвода охлаждающей воды, скруббер 12, индивидуальные паропроводы 13, конденсатопроводы 14, циркуляционный вентилятор 15, рециркуляционный воздуховод 16 с водоотделителем 17, конденсатный бак 18, дополнительный эжектор 19 с нагнетательным паропроводом 20, конденсатор 21 парокомпрессор- ной теплонасосной установки с компрессором 22, испарителем 23, регулирующим вентилем 24, регулировочную арматуру 25-28, линию выхода воды из рекуперативного теплообменника 29, паропроводы 30 высокого давления, линию 31 выхода воды из скруббера, линию 32 выхода воды из испарителя.

Паропроводы 13 подключены к соответствующим потребителям 2-4 пара, конденсат после которых по индивидуальным конденсатопроводам 14 собирается в конденсатный бак 18. Рабочие сопла эжекторов 5 и 19 подключены параллельными паропроводами 30 высокого давления к источнику пароснабжения. Всасывающие патрубки эжекторов 5 и 19 подключены соответственно к испарительному баку 8 и конденсатно- му баку 18, а нагнетательные патрубки соединены индивидуальными паропроводами 13 с нагревательным элементом 2. Выход паровоздушной смеси из скруббера 12 через водоотделитель 17 и вентилятор 15 по воздуховоду 16 подключен к теплообменнику нагрева технологического воздуха 3, а далее - к системе вентиляции сушильной машины. Паровоздушная смесь последовательно проходит рекуперативный теплообменник 9 и скруббер 12. Выход воды из скруббера через систему вентилей и трубопроводов (25, 26, 28 и 27) подключен к испарителю 23, к потребителю нагретой воды и к входу рекуперативного теплообменника 9 через патрубок 10. Патрубок 11 отвода воды из рекуперативного теплообменника 9 подключен к конденсатору 21 па- рокомпрессорной теплонасосной установки, контур которой по хладону включает

испаритель 23, конденсатор 21, компрессор 22, регулирующий вентиль 24. Выход воды из конденсатора 21 соединен с испарительным баком 8.

Теплорекуперационный агрегат работает следующим образом.

При сушке влажного материала происходит образование паровоздушной смеси под ограждением 1 сушильной камеры. Пар образуется из влажного материала за счет

подвода теплоты от греющего пара к нагревательному элементу 2. Из сушильной камеры паровоздушная смесь последовательно проходит рекуперативный теплообменник 9, скруббер 12 и водоотделитель 17, где происходит ее охлаждение, осушение и отделе- ние канальной влаги. На входе в рекуперативный теплообменник температура паровоздушной смеси 100-М 10°С, а влагосодержание 110-150 г/кг.с.в., после

скруббера эти параметры соответственно равны 30-50°С и 20-40 r/кг.с.в. Осушенный и охлажденный воздух вентилятором 15 по рециркуляционному воздуховоду 16 возвращается в сушильную камеру, нагреваясь в теплообменнике 3 до 100-110°С.

В скруббере 12 происходит нагрев воды от 5-12 до 10-50°С, которая по линии 31 частично поступает в испаритель 23 через

вентиль 25, а частично в необходимом количестве через вентили 26 и 28 и штуцер 10 поступает в рекуперативный теплообменник 9, догревается до 70-80°С. Далее вода через штуцер 11 и линию 29 поступает в

теплообменное устройство, выполненное в виде конденсатора 21 теплонасосной паро- компрессорной установки. В конденсаторе вода нагревается на 15-25°С и поступает в испарительный бак 8, где вскипает при пониженном давлении. Пары вскипания через всасывающий штуцер 7 эжектора 5 подмешиваются к потоку рабочего пара, поступающего по паропроводу 30 к рабочему соплу эжектора 5. Через нагнетательный патрубок

6 смесь рабочего пара и паров вскипания с давлением 0,1-0,2 МПа подается в теплообменники 3 и 4 и в нагревательный элемент 2. Неиспарившаяся вода из бака 8 при температуре порядка 70°С отводится к потребителю.

Из испарителя 23 охлажденная вода по линии 32 возвращается на охлаждение скруббера 12. К ней подмешивается необходимое количество механически очищенной

воды с температурой 5-12°С. Избыток воды может отводиться из агрегата через вентиль 7 к потребителю. Наиболее оптимальным

режимом работы будет подача всего потока воды через вентили 26 и 28 в рекуперативный теплообменник 9. В этом случае потенциал теплоты повышается до температуры испарения в баке 8. Теплонасосная установ- ка позволяет повысить потенциал теплоты от уровня температуры воды, охлаждающей скруббер до уровня температуры воды между рекуперативным теплообменником 9 и испарительным баком 8. В состав теплона- сосной установки входит, кроме конденсатора 21 и испарителя 23, компрессор 22 и регулирующий вентиль 24. Параллельно основному эжектору 5 подключен дополнительный эжектор 19 установленный на паровом пространстве конденсатного бака 18. Пар на рабочее сопло эжектора 19 подается по паропроводу 30 высокого давления. В конденсатный бак заведены все индивидуальные конденсатопроводы 14 от потре- бителей пара 2, 3 и 4. Температура конденсата соответствует давлению насыщения 0,1-0,2 МПа и изменяется от 100 до 120°С. При поступлении конденсата в конденсатный бак 18, где давление поддержи- вается ниже атмосферного за счет работы дополнительного эжектора 19, конденсат самоиспаряется и охлаждается. Смесь рабочего пара и паров вскипания подается по нагнетательному паропроводу 20 на обог- рев нагревательного элемента 2. Давление в конденсатном баке может поддерживаться равным давлению в испарительном баке, а паропроводы 13 и 20 перед нагревательным элементом 2 могут быть объединены общим паровым коллектором. Охлажденный конденсат по конденсатопроводу возвращается на парообразовательную станцию.

Формул а и зобретения Теплорекуперационный агрегат, содержащий теплообменник для подогрева наружного воздуха, скруббер с линией отвода воды, водоотделитель, циркуляционный воздуховод, в котором смонтирован теплообменник нагрева технологического воздуха, паровой эжектор, нагнетательный патрубок которого линией подвода воды соединен с нагревательным элементом, а всасывающий - с испарительным баком, рекуперативный теплообменник, выходной патрубок которого подключен к испарительному баку, паро- и конденсатопроводы и дополнительный теплообменник, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной эффективности и экономичности, он содержит включенный в кон- денсатопровод конденсатный бак и дополнительный паровой эжектор, причем нагнетательный патрубок последнего подключен к нагревательному элементу, всасывающий - к паровому пространству конденсатного бака, а сопло - к паропроводу параллельно с основным эжектором, при этом дополнительный теплообменник выполнен в виде соединенных между собой конденсатора и испарителя, первый из которых включен в выходной патрубок рекуперативного теплообменника перед испарительным баком, а второй - в линию отвода воды из скруббера.