1. Способы устранения загрязнений на поверхностях нагрева

В отходящих газах топок котлов и высокотемпературных технологических агрегатов имеются частицы уноса материалов, которые находятся в твердом, жидком, парообразном состоянии и способны загрязнять поверхности нагрева технологических аппаратов, существенно снижая эффективность их работы. В газах, поступающих в конвективные поверхности котлов-утилизаторов и воздухоподогревателей, частицы уноса, находящиеся в твердом и парообразном состоянии, образуют упрочненные отложения. Для очистки поверхностей нагрева от загрязнений применяются обдувочные устройства, дробеочистка, виброочистка, импульсная очистка.

Обдувочные устройства применяются для очистки радиационных и конвективных поверхностей нагрева. Динамический напор для удаления отложений, примерно равен: для неслипшихся отложений 200 – 250 Па, для уплотненных отложений 400 – 500 Па. В качестве обдувочного агента применяют пар (насыщенный и перегретый до 350 – 450 0С) или сжатый воздух при температуре 50 0С.

Дробеочистка применяется для очистки плотных отложений конвективных поверхностей нагрева, расположенных в вертикальном газоходе. Установки дробеочистки выполняются с пневмотранспортом дроби под давлением (с компрессором) или под разряжением с паровым или воздушным эжектором.

Виброочистка. Удаление загрязнений с поверхности труб котла-утилизатора возможно с созданием их колебаний – вибрации с большой частотой. Наиболее эффективна виброочистка вертикальных труб. Для передачи колебаний трубам используются вибраторы эксцентрикового типа и пневмовиброторы.

Импульсная очистка основана на ударном воздействии волны газов. Устройство для импульсной очистки представляет собой камеру, внутренняя полость которой сообщается с газоходами котла, в которых расположены поверхности нагрева. В камеру периодически подается смесь горючих газов с окислителем, которая воспламеняется искрой. При взрыве смеси в камере повышается давление и образующиеся волны газов, распространяясь по межтрубному пространству, очищают поверхности нагрева от загрязнений.

2. Энергетическое использование тепловых отходов технологических камер

Котлы-утилизаторы. Котлы-утилизаторы (КУ) применяют для внешней энергетической утилизации тепловых отходов различных теплотехнологических установок, не используемых или частично используемых для регенерации в технологическом процессе: теплоты отходящих газов технологических установок, теплоты технологической продукции, шлаковых отходов и пр.

Использование тепловых отходов в КУ обеспечивает получение дополнительного пара, горячей воды, не водяного технологического теплоносителя и т.п., что приводит к экономии топлива на предприятии. Работа котлов-утилизаторов и их отключение практически не оказывают влияния на основной технологический процесс, однако, в ряде случаев КУ способствуют улучшению условий работы технологического агрегата.

Испарительное охлаждение промышленных печей. Так как технологический процесс промышленных печей характеризуется, прежде всего, высокой температурой, то возникает необходимость организации охлаждения элементов их конструкций. Это преследует две основные цели – не допустить разрушения конструкции и, при этом, утилизировать теплоту в системах охлаждения. Как правило, в качестве охлаждающих систем для высокотемпературной технологии используется испарительное охлаждение, что позволяет за счёт высокой теплоотдачи при испарении существенно снизить количество необходимой воды и минимизировать затраты на устройство самой системы охлаждения.

Использование теплоты, излучаемой печами. Для утилизации этой теплоты применяются неподвижные кольцеобразные экранирующие теплообменники, устанавливаемые по длине печи. Теплота, теряемая печью, отбирается циркулирующей в теплообменниках химически очищенной водой и далее используется в системе теплоснабжения предприятия.

Использование физической теплоты раскаленного кокса. Физическая теплота раскаленного кокса в тепловом балансе коксовой печи имеет существенный вес, но при мокром тушении кокса она теряется безвозвратно. Полезное использование теплоты раскаленного кокса возможно при его сухом тушении. При этом получают энергетический пар. Применение тепловых труб (термосифонов) для утилизации теплоты. Тепловая труба представляет собой герметичный контейнер с фитилём. Фитиль содержит рабочую жидкость, которая служит теплопередающей средой. Если теплота подаётся к одному концу тепловой трубы (испарителю), то жидкость в фитиле на этом конце испаряется, пар поступает к более холодным зонам тепловой трубы (конденсатору), в которых происходит конденсация, и скрытая теплота конденсации отводится.