Установка для утилизации тепла и очисткиуХОдящиХ гАзОВ КОТлА C ТОпКОй Советский патент 1981 года по МПК F22B1/18 F01K25/14 

1

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях и в районных отопительных котельных.

Известна установка для утилизации тепла и очистки уходящих газов котла с топкой, снабженной горелочным устройством, содержащая короб уходящих газов с поддоном, имеющим патрубок для отвода серной кислоты, и установленный в коробе теплообменник, подключенный к потребителю 1,.

Недостатком такой установки для утилизации тепла и очистки уходящих газов котла является пониженная экономичность.

Цель - повышение экономичности установки для утилизации тепла и очистки уходящих газов котла.

Это достигается тем, что установка снабжена замкнутым контуром для циркуляции низкокипящей жидкости с последовательно соединенными по ходу последней турбиной, конденсатором с подводящей и отводящей линиями охладителя и насосом, а теплообменник включен в упомянутый контур между последним и турбиной. Кроме того, установка снабжена трубопроводом рециркуляции с

дросселем, испарителем и компрессором, подключенным со стороны последнего к конденсатору, а с другой стороны - к замкнутому контуру между насосом и конденсатором. Подводящая и отводящая линии охладителя конденсатора через запорную арматуру соединены с замкнутым контуром соответственно между насосом и теплообменником, а также между

последним и турбиной. Подводящая линия охладителя конденсатора подключена че рез дополнительный вентилятор к источни КУ воздуха, а отводящая соединена с горелочным устройством топки котла. Установка также снабжена калорифером, включенным в отводящую линию охладителя конденсатора перед горелочным устройством топки котла. На фиг. 1 схематично изображен первый

вариант установки; на фиг. 2 - второй вариант установки.

Установка для утилизации тепла и очистки уходящих газов котла с топкой, снабженной горелочным устройством (не показаны), содержит короб 1 уходящих газов с поддоном, имеющим патрубок 2 для отвода серной кислоты, и установленный в коробе 1 теплообменник 3, подключенный к потребителю. Установка снабжена замкнутым контуром для циркуляции низкокипящей жидкости с последовательно соединенными но ходу последней утилизационной турбиной 4, конденсатором 5 с подводящей и отводящей линиями соответственно 6 и 7 охладителя и насосом 8. Теплообменник 3 включен в упомянутый контур между насосом 8 и турбиной 4.

Установка снабжена также трубопроводом 9 рециркуляции с дросселем 10, испарителем 11 и компрессором 12, подключенным со стороны последнего к конденсатору 5, а с другой стороны - к замкнутому контуру между насосом 8 и конденсатором 5.

В первом варианте выполнения установки (фиг. 1) подводящая и отводящая линии соответственно 6 и 7 охладителя конденсатора 5 через запорную арматуру 13 соединены трубонроводами 14 и 15 с замкнутым, контуром. Причем трубопровод 14 соединяет линию 6 с замкнутым контуром в зоне между насосом 8 и теплообменником 3, а трубопровод 15 - между теплообменником 3 и турбиной 4. В другом варианте выполнения установки (фиг. 2) подводящая линия 6 охладителя конденсатора 5 одключена через дополнительный вентилятор 16 к источнику воздуха, а отводящая линия 7 соединена с горелочным устройством топки котла. При этом установка может быть снабжена калорифером 17, включенным в отводящую линию 7 охладителя конденсатора 5 перед горелочным устройством топки котла.

Короб 1, выполненный из антикоррозионного материала, соединен с дымовой трубой 18, перед которой в коробе 1 имеется кислотовлагоотделитель 19.

Работает установка следующим образом.

Уходящие дымовые газы, охлаждаясь до темнературы ниже точки росы, передают тепло низкокипящей жидкости в теплообменнике 3. Генерируемый в теплообменнике 3 пар направляется но замкнутому контуру в турбину 4, за счет чего вырабатывается электроэнергия. Отработанный в турбнне 4 пар направляется в конденсатор 5, где конденсируется охладителем, который поступает в конденсатор 5 по линии 6 и отводится из него по линии 7. В качестве охладителя может быть использован основной конденсат главной турбины или подпиточная вода горячего водоснабжения. При этом происходит возврат тепла в цикл или тепловому потребителю.

Для высокоэффективного получення холода для конденщюнирования воздуха и технологического потребления низкокипящая жидкость может частично направляться по трубопроводу 9 через дроссель 10 в испаритель 11, в котором циркулирует холодильный агент, отдающий тепло низкокипящей жидкости. Из испарителя 11 компрессором 12 низкокипящая жидкость возвращается в конденсатор 5, при этом тепло охлаждающего агента и тепловой эквивалент механической работы компрессора 12 передаются охладителю конденсатора 5, т. е. тепло возвращается в цикл или тепловому потребителю.

При сжигании в котлах сернистых топлив и охлаждении уходящих дымовых газов значительно ниже точки росы происходит растворение SO2 и 5Оз в конденсирующихся водяных парах. Процесс растворения S02 и 5Оз в воде и образование серной кислоты происходит с выделением

тепла от химической реакции, которое дополнительно передается низкокипящей жидкости, циркулирующей в теплообменнике 3. Образовавшаяся серная и сернистая

кислоты, стекая по поверхностям теплообменника 3, короба 1 и дымовой трубы 18, а также уловленные в кислотовлагоотделителе 19 попадают через патрубки 2 в специальную емкость (не показана) для полезного использования.

Отвод кислот снижает выбросы SO2 и ЗОз в атмосферу.

При останове турбины 4 по каким-либо причинам на продолжительное время

может производиться переключение охладителя конденсатора 5 арматурой 13 на трубопроводы 14 и 15 и теплообменник 3 для возможности работы установки в утилизационном режиме. Возможно постоянное применение установки для утилизации тепла без выработки электроэнергии. В этом случае установка также позволяет получать упомянутые кислоты и снижать выбросы SO2 и 5Оз через дымовую трубу 18.

В районах с низкой среднегодовой температурой целесообразно использовать вариант установки, изображенный на фиг. 2. В этом варианте в качестве охладителя конденсатора 5 используется воздух, который от вентилятора 16 направляется в конденсатор 5, в котором снижает давление и тем самым увеличивает адиабатический перепад, срабатываемый в турбине 4. Нагретый в конденсаторе 5 воздух направляется в котел. При этом, если установка работает в составе ТЭС, то воздух предварительно направляется в колорифер 17.

Предлагаемая конструкция значительно повыщает экономичность установки для утилизации тепла и очистки уходящих газов котла.

Формула изобретения

1. Установка для утилизации тепла и очистки уходящих газов котла с топкой, снабженной горелочным устройством, содержащая короб уходящих газов с поддоном, имеющим патрубок для отвода серной

кислоты, и установленный в коробе теплообменник, подключенный к потребителю, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, она снабжена замкнутым контуром для циркуляции низкокипящей жидкости с последовательно соединенными по ходу последней турбиной, конденсатором с подводящей и отводящей линиями охладителя и насосом, а теплообменник включен в упомянутый контур между последним и турбиной.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена трубопроводом рециркуляции с дросселем, испарителем и компрессором, подключенным со стороны последнего к конденсатору, а с другой стороны - к замкнутому контуру между насосом и конденсатором.

3.Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что подводящая и отводящая

линии охладителя конденсатора через запорную арматуру соединены с замкнутым контуром соответственно между насосом и теплообменником, а также между последним и турбиной.

4.Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что подводящая линия охладителя конденсатора подключена через дополнительный вентилятор к источнику воздуха, а отводящая соединена с горелочным устройством топки котла.

5.Установка по пп. 1, 2 и 4, отличающаяся тем, что она снабжена колорифером, включенным в отводящую линию охладителя конденсатора перед горелочным устройством топки котла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Амелин А. Г. Технология серной кислоты. М., «Химия, 1971, с. 311, р. 10-7.

5 ffrnffosf efly

4/XAA/WVV r

A/ffff&/f fffSaf

/ff

Фаг./

В amffOS0Efly

/8

/ffJ / fxeae / /mffofflefffwe/

nyVAA/WWI

{1ходщ1Х iioSt/e газь/

Spaffyx /

fe/