Технологія утилізації теплоти димових газів з підвищеним вологовмістом для газоспоживальних котлів комунальної теплоенергетики

Abstract

З метою покращення експлуатаційних та екологічних показників газоспоживаючих котельних комунальної теплоенергетики запропоновано для парових та водогрійних котлів комплексну теплоутилізаційну систему підвищеної теплової і екологічної ефективності з підігріванням та зволоженням дуттьового повітря і нагріванням води на хімводоочищення. За умов реалізації цієї технології, теплоутилізаційна система використовує утилізовану теплоту одночасно для різних потреб котельної установки, що дозволяє забезпечити конденсаційним режим роботи теплоутилізаційного обладнання впродовж всього опалювального періоду. Мета роботи полягає у дослідженні теплофізичних аспектів створення та ефективності застосування запропонованої комплексної теплоутилізаційної системи за умов підвищенного вологовмісту димових газів котлів. Виконано розрахункові дослідження тепловологісних характеристик димових газів і приросту КВТП котла при застосуванні зазначеної комплексної теплоутилізаційної системи, в якій реалізується підігрівання і зволоження дуттьового повітря та нагрівання (або без нього) холодної води на технологічні потреби для різних типів котлів (парового і водогрійного) і відповідних режимів їхньої роботи. Викладено результати досліджень основних характеристик цієї системи в залежності від типу та навантаження котла і проведено їх зіставлення з відповідною системою без нагрівання води системи хімводоочищення. Порівняльний аналіз отриманих даних та зіставлення характеристик теплоутилізаційних систем здійснено за такими параметрами, як: їхня теплопродуктивність Q, приріст КВТП котла Δη, обумовлений їхнім застосуванням, параметри нагрівання та зволоження дуттьового повітря і димових газів після теплоутилізаційної установки. Показано, що дана система забезпечує приріст коефіцієнта використання теплоти палива котла на 11...18 % та скорочення до 60 % викидів оксидів азоту в навколишнє середовище. Також досягається значне зменшення вологовмісту димових газів після теплоутилізаційної установки, отже і втрат теплоти з відхідними газами.To improve the operational and environmental performance of steam and water-heating gas-fired boilers, is proposed the efficient technology based on a complex heat-recovery system with heating and humidifying the blown air and heating the cold water of the chemical water-purification system. In terms of the implementation of this technology, the heat-recovery system uses the utilized heat simultaneously for different needs of the boiler plant, this allows the condensation mode of operation of the heat-recovery equipment during the entire heating period. The aim of the work is to study the thermophysical aspects of the creation and operating efficiency of the proposed complex heat-recovery system, provided that the exhaust-gases of the boilers are of high moisture content. Researches of the heat and humidity characteristics of exhaust-gases hath carried out and the increase of the coefficient the use heat of fuel of boiler with the use of this complex heat-recovery system with heating and humidifying the blown air and heating (or without it) of cold water of the chemical water-purification system for various types of boilers (steam and water-heating) and the corresponding modes of their operation. The made comparative analysis of these systems, namely, the comparison data of such characteristics of heat-recovery systems as: their heat capacity Q, the increase of coefficient the use heat of fuel of boiler Δη caused by their use, the heating and humidifying parameters of the blown air and exhaust-gases after the heat-recovery installation. It is shown that for the proposed heat-recovery system in comparison with the corresponding system without the heating of cold water of chemical water-purification system, increases by 1.3 ÷ 1.6 times the general heating capacity of the system and up to 6.6 % rises coefficient the use heat of fuel of boiler. Also, the humidity content of the exhaust-gases is much reduced after the heat-recovery system, and consequently lowered the heat loss with the exhaust-gases.