(2)Data zgłoszenia: (57) Układ do obniżania temperatury spalin wylotowych oraz podgrzewania powietrza kotłów energetycznych,

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (2)Data zgłoszenia: (51) IntCl6: F23L 15/00 F23J 15/00 F 2 8 D 15/00 (54) Układ do obniżania temperatury spalin wylotowych oraz podgrzewania powietrza kotłów energetycznych (73) Uprawniony z patentu: E l e k t r o w n i a " T U R Ó W, B o g a t y n i a, P L (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 18/95 (72) Twórcy wynalazku: (4 5 ) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/98 J a n W ę d z o n k a, B o g a t y n i a, P L W i e s ł a w S t o l a r s k i, Z g o r z e l e c, P L J a n u s z J a b ł o ń s k i, B o g a t y n i a, P L A n d r z e j Ś n i e c h o w s k i, Z g o r z e l e c, P L S t a n i s ł a w H i n c e w i c z, B o g a t y n i a, P L A d a m B e m b e n e k, B o g a t y n i a, P L (74) Pełnomocnik: S z c z e p a ń s k a K r y s t y n a PL B1 (57) Układ do obniżania temperatury spalin wylotowych oraz podgrzewania powietrza kotłów energetycznych, znamienny tym, że w poszczególnych kanałach spalin wylotowych (2) między obrotowymi podgrzewaczami powietrza (3) typu Ljungströma a elektrofiltrem (8) umieszczone są podwieszone do górnych części tych kanałów rurowe wymienniki ciepła (4) składające się z segmentów (9) połączonych w układ przeciwprądowy, zbudowanych z płatów (10) ułożonych w szereg równolegle do kierunku przepływu spalin i ścian bocznych kanałów spalin wylotowych (2), a kolektory wyjściowy (12) i wejściowy (11) połączone są z kaloryferowymi podgrzewaczami powietrza (6) przeciwprądowo tak, że rurowe wymienniki ciepła (4) w kanałach spalin wylotowych (2) i kaloryferowe podgrzewacze powietrza (6) w kanałach zimnego powietrza (7) tych samych ciągów tworzą autonomiczny układ (5). Fig. 1

2 Układ do obniżania temperatury spalin wylotowych oraz podgrzewania powietrza kotłów energetycznych Zastrzeżenie patentowe Układ do obniżania temperatury spalin wylotowych oraz podgrzewania powietrza kotłów energetycznych, znamienny tym, że w poszczególnych kanałach spalin wylotowych (2) między obrotowymi podgrzewaczami powietrza (3) typu Ljungströma a elektrofiltrem (8) umieszczone są podwieszone do górnych części tych kanałów rurowe wymienniki ciepła (4) składające się z segmentów (9) połączonych w układ przeciwprądowy, zbudowanych z płatów (10) ułożonych w szereg równolegle do kierunku przepływu spalin i ścian bocznych kanałów spalin wylotowych (2), a kolektory wyjściowy (12) i wejściowy (11) połączone są z kaloryferowymi podgrzewaczami pw oy wm ii e tnr nz ia k i ( 6 c ) i e p rł za e( c4 i) ww p rk ąa dn oa wł a co h t as pk a, lżi n e r u r o w e w y l o t o w y c h ( 2 ) i k a l o r y f e r o w e p o d g r z e w a c z e p o w i e t r za (7) tych samych ciągów tworzą autonomiczny układ (5). * * * Przedmiotem wynalazku jest układ do obniżania temperatury spalin wylotowych z kotłów energetycznych oraz podgrzewania powietrza wprowadzanego do kotłów energetycznych ciepłem spalin wylotowych. Ze zgłoszenia wynalazku nr P znany jest sposób zmniejszania straty wylotowej w kotłach energetycznych poprzez wykorzystanie ciepła spalin do podgrzewania powietrza w regeneracyjnych obrotowych podgrzewaczach powietrza typu Ljungströma. Spaliny chłodzone w obrotowych podgrzewaczach powietrza posiadają zbyt wysoką temperaturę. Konsekwencją tego jest zbyt wysoka temperatura pracy elektrofiltrów, wpływająca na obniżanie skuteczności odpylania spalin. Ze zgłoszenia wynalazku nr P znany jest sposób i urządzenie do eksploatacji wytwornicy pary, pracującej z przyłączonym urządzeniem do podgrzewania powietrza ogrzewanymi gazami spalinowymi oraz paleniskiem na pył węglowy ubogim w NOx, zwłaszcza do spalania podsuszonego węgla brunatnego. Część gazów spalinowych po wytwornicy pary pobiera się i doprowadza się do paleniska. Gazy spalinowe z wytwornicy pary doprowadza się do urządzenia do podgrzewania powietrza złożonego z dwóch regeneracyjnych podgrzewaczy powietrza i ochładza się w pierwszym z nich w kierunku przepływu gazów spalinowych. Następnie doprowadza się część strumienia po stronie gazów spalinowych do drugiego regeneracyjnego podgrzewacza powietrza. Dalej schładza się i odprowadza część strumienia gazów spalinowych, a resztę tych gazów doprowadza się do paleniska. Ze zgłoszenia wynalazku nr P znany jest sposób podgrzewania powietrza w kotle przemysłowym oraz podgrzewacz powietrza. Sposób polega na tym, że przez wnętrze rur przechodzi powietrze, które ulega turbulencji, a spaliny omywają rury na zewnątrz, prostopadle do ich powierzchni. Podgrzewacz posiada rury mające na całej swej długości zmniejszenie przekroju wewnętrznego powtarzającego się cyklicznie. W podgrzewaczach tych następuje bezpośredni odbiór ciepła ze spalin przez przepływające powietrze. Celem wynalazku jest opracowanie układu do obniżania temperatury spalin wylotowych z kotłów energetycznych w celu ich lepszego odpylenia oraz podgrzewania powietrza wprowadzanego do komory kotłów energetycznych poprzez najbardziej efektywne wykorzystanie ciepła spalin wylotowych z kotłów. Układ do obniżania temperatury spalin wylotowych oraz podgrzewania powietrza do kotłów energetycznych według wynalazku posiada umieszczone w poszczególnych kanałach spalin wylotowych między obrotowymi podgrzewaczami powietrza typu Ljungströma a elektro-

3 filtrem, podwieszone do górnych części tych kanałów rurowe wymienniki ciepła, składające się z segmentów połączonych w układ przeciwprądowy, zbudowanych z płatów ułożonych w szereg równolegle do kierunku przepływu spalin i ścian bocznych kanałów, a kolektory wyjściowy i wejściowy połączone są z kaloryferowymi podgrzewaczami powietrza przeciwprądowo tak, że rurowe wymienniki ciepła w kanałach spalin wylotowych i kaloryferowe podgrzewacze powietrza w kanałach zimnego powietrza tych samych ciągów tworzą autonomiczny układ. Układ według wynalazku umożliwia większe wykorzystanie ciepła spalin wylotowych do podgrzewania powietrza doprowadzanego do kotła energetycznego. Prowadzi to do znacznej poprawy sprawności kotła. Obniżenie temperatury wylotowej spalin z kotłów energetycznych znacznie poprawia skuteczność odpylania tych spalin. Autonomiczny układ z rurowymi wymiennikami ciepła i kaloryferowymi podgrzewaczami powietrza umożliwia uzyskiwanie znacznych oszczędności pary w pewnym zakresie temperatur powietrza zewnętrznego, wskutek możliwości rezygnacji z zasilania podgrzewaczy kaloryferowych parą. Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy układu do obniżania temperatury spalin wylotowych z kotła energetycznego oraz podgrzewania powietrza doprowadzanego do kotła według wynalazku, fig. 2 - schemat blokowy układu według wynalazku z autonomicznym układem, fig. 3 - widok z góry na kanał spalinowy z rurowymi wymiennikami ciepła, fig. 4 - przekrój poprzeczny przez kanał spalinowy według fig. 3 z rurowymi wymiennikami ciepła. W poszczególnych kanałach spalin wylotowych 2 z kotła energetycznego 1, między obrotowymi podgrzewaczami powietrza 3 typu Ljungströma a elektrofiltrem 8, umieszczone są rurowe wymienniki ciepła podwieszone do górnych części kanałów spalin wylotowych 2. Rurowe wymienniki ciepła 4 składają się z segmentów 9 połączonych w układ przeciwprądowy, zbudowanych z płatów 10 ułożonych w szereg równolegle do kierunku przepływu spalin i ścian bocznych kanałów spalin wylotowych 2. Płaty 10 segmentów 9 połączone są ze sobą poprzez kolektory górne 13 i dolne 14. Kolektory górne 13 i kolektory dolne 14 wszystkich segmentów 9 z wszystkich kanałów spalin wylotowych 2 połączone są z kolektorem wyjściowym 12 i wejściowym 11 układu według wynalazku. Kolektory wyjściowy 12 i wejściowy 11 połączone są z kaloryferowymi podgrzewaczami powietrza 6 przeciwprądowo tak, że rurowe wymienniki ciepła 4 w kanałach spalin wylotowych 2 i kaloryferowe podgrzewacze powietrza 6 w kanałach zimnego powietrza 7 tych samych ciągów tworzą autonomiczny układ 5. Ze względu na występującą dużą erozję popiołową w kanałach spalin wylotowych 2, rurowe wymienniki ciepła 4 wykonane są z materiału odpornego na korozję mechaniczną i chemiczną, zwłaszcza od strony napływu spalin wylotowych. Gorące spaliny wylotowe z kotła energetycznego 1 są kierowane kanałami spalin wylotowych 2 do obrotowych podgrzewaczy powietrza 3 typu Ljungströma, a następnie do rurowych wymienników ciepła 4 tworzących autonomiczny układ 5 z kaloryferowymi podgrzewaczami powietrza 6 umieszczonymi w kanałach zimnego powietrza 7. Po ochłodzeniu spalin w obrotowych podgrzewaczach powietrza 3 typu Ljungströma, a następnie w rurowych wymiennikach ciepła 4 spaliny są kierowane do elektrofiltra 8, celem ich odpylenia i skierowania do atmosfery. Zimne powietrze kierowane do kotła energetycznego 1 przechodzi kanałami zimnego powietrza 7 do kaloryferowych podgrzewaczy powietrza 6 wchodzących w skład autonomicznego układu 5. Tutaj następuje podgrzanie zimnego powietrza, przy wykorzystaniu w ramach zamkniętego autonomicznego układu 5 ciepła odebranego ze spalin wylotowych poprzez czynnik grzewczy, korzystnie kondensat. Następnie podgrzane powietrze kierowane jest poprzez obrotowe podgrzewacze powietrza 3 typu Ljungströma do kotła energetycznego 1. Odzyskane w ramach autonomicznego układu 5 ciepło przekazywane jest czynnikiem grzewczym przeciwprądowo z rurowych wymienników ciepła 4 do kaloryferowych podgrzewaczy powietrza 6.

4 Fig. 2 Fig. 3

5 Fig. 4

6 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł