Металлические газоотводящие трубы в расчетный зимний период (при FT < 7 м/с и температуре наружного воздуха tH = -30 °С) работают в конденсационном режиме как при наличии в котельной КТ, так и при его отсутствии. Поэтому при использовании металлических дымовых труб отпадает необходимость в подмешивании неохлажденных продуктов сгорания в поток газов, покидающих КТ. В этом случае необходимо поддерживать положительную температуру внутренней поверхности газоотводящей трубы для предотвращения замерзания на ней конденсата водяных паров.
Наличие в котельных установках КТ снижает температурный перепад, свободную температурную деформацию и термические напряжения в конструктивных элементах дымовых труб в 2,0-г2,5 раза, что повышает надежность работы как обычных кирпичных и железобетонных, так и металлических газоотводящих труб.
Абсолютное охлаждение газов в кирпичных трубах высотой 30м (без футеровки) при скоростях уходящих продуктов сгорания 7-^10 м/с составляет 7ч-5 °С при работе котлоагрегатов в обычных условиях и 4,5-^3,0°С при установке конденсационных теплоутилизаторов, а в кирпичных трубах высотой 60 м (с футеровкой) - 3-ь2°С и 2-е- 1,5°С соответственно при работе котлов без конденсационных теплоутилизаторов и при установке КТ.
Глава 4. Экспериментальное исследование
Конденсационного теплоутилизатора
Поверхностного типа
Газифицированные теплогенерирующие установки имеют сравнительно высокие технико-экономические показатели, что обусловлено отсутствием потерь теплоты от химической и механической неполноты сгорания природного газа. Однако потери теплоты с уходящими газами значительны и составляют 16-^18 %, а в установках без хвостовых поверхностей - 25 % и более при сведении теплового баланса по высшей теплоте сгорания [2, 4].
Одним из путей существенного улучшения использования топлива в те-плогенерирующих установках является глубокое охлаждение (ниже точки росы) уходящих продуктов сгорания в конденсационных теплоутилизаторах (КТ) контактного или поверхностного типов. Особенно эффективно применение КТ при утилизации продуктов сгорания природного газа, что объясняется повышенным содержанием в них водяных паров (более 20 % по объему при коэффициенте избытка а=1,0) и высоким качеством выделяющегося из продуктов сгорания конденсата водяных паров (обессоленной воды), который после дегазации (удаления растворенных в нем СО2 и 02) используется в качестве питательной воды котлов.
В настоящей главе представлены описание и результаты натурных испытаний конденсационного теплоутилизатора поверхностного типа, смонтированного в газоходе за паровым котлом ДЕ-10-14 ГМ № 2 Ульяновской ТЭЦ-3.
4.1. Устройство конденсационного теплоутилизатора поверхностного типа
Теплоутилизатор предназначен для более полного использования тепла уходящих газов парового котла ДЕ-10-14ГМ путем глубокого их охлаждения с целью повышения коэффициента использования топлива котельной установки. При этом тепло уходящих газов используется для подогрева сырой
воды, поступающей на химводоочистку. Основным элементом теплоутилиза-тора является биметаллический калорифер КСК-4-11-02 ХЛЗ Костромского
j
калориферного завода (площадь поверхности нагрева - 114,5 м ; площадь живого сечения — 0,685 м ).
Калорифер 1 установлен в существующем газоходе 2 диаметром 0,5 м между водяным экономайзером и дымососом парового котла ДЕ-10-14ГМ Ульяновской ТЭЦ-3 (см. рис. 4.1).
Для регулирования расхода уходящих газов через КТ предусмотрен бай-пасный газоход 3 диаметром 0,5 м, на байпасном и существующем газоходах установлены регулирующие клапаны 4 поворотного типа, приводимые в действие исполнительными механизмами МЭО-250/25-0,25. В верхнем коробе, соединяющем существующий газоход с КТ, смонтирован люк 5 диаметром 0,45 м для осмотра и очистки калорифера. Байпасный газоход расположен на высоте 2,05 м от уровня пола и врезается в основной газоход на расстоянии 3 м от центра калорифера (от центра существующего вертикального газохода). В нижней части вертикального участка существующего газохода предусмотрен цилиндрический конденсатосборник 6 высотой 0,4 м для сбора конденсата дымовых газов и последующего непрерывного отвода его через гид-
розатвор 7 в бак чистых стоков. Гидрозатвор выполнен из цилиндрического трубопровода диаметром 32 мм.
Нагреваемая вода подается в калорифер и отводится от него по трубопроводам диаметром 50 мм.
Теплоутилизационная установка снабжена следующими контрольно-измерительными приборами.
Ртутным термометром с ценой деления 0,1 °С, предназначенным для измерения температуры подогреваемой воды и установленным на трубопроводе на выходе из КТ.
Ртутными термометрами с ценой деления 1 °С, предназначенными для измерения температуры уходящих продуктов сгорания на выходе из КТ и перед дымососом (после смешения охлажденных в КТ газов и газов, прошедших по байпасному газоходу).
Стандартной диафрагмой (Ф = 50 мм), установленной на подающем трубопроводе подогреваемой воды и предназначенной для измерения ее расхода.