Котлы утилизаторы
Котел-утилизатор – это паровой или водонагревательный котел, не имеющий собственной топки и обогреваемый отходящими газами какой-либо промышленной или энергетической установки. Чаще всего применяются водотрубные котлы-утилизаторы с многократной принудительной циркуляцией, реже – с естественной циркуляцией и прямоточные. В зависимости от температуры отходящих газов различают низкотемпературные (менее 800–900 оС) и высокотемпературные (свыше 1000 оС) котлы-утилизаторы. Их паропроизводительность составляет от 2 до 40 т/ч при давлении пара до 3,9 МПа. Котлы-утилизаторы бывают горизонтального и вертикального исполнения (рисунок 9.2).
Рисунок 10.2 - Вертикальный (а) и горизонтальный (б) котел-утилизатор
Котлы-утилизаторы предназначены:
1) для охлаждения технологических газов с целью конденсации паров серы и получения насыщенного пара;
2) для использования теплоты технологических и отходящих газов в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности;
3) для использования теплоты отходящих газов после нагревательных, мартеновских и других технологических печей.
Применение котлов - утилизаторов, устанавливаемых за крупными печами или технологическими установками для использования теплоты отходящих газов, позволяет вырабатывать значительное количество пара. Однако необходимо считаться со значительно большей металлоемкостью котлов - утилизаторов по сравнению с современными паровыми котлами. Кроме того, котлы - утилизаторы требуют значительных площадей для их размещения.
Поэтому эффективность их применения рассматривается в каждом конкретном случае с учетом дополнительных капиталовложений и стоимости сэкономленного топлива.
Экономайзеры и воздухоподогреватели
Экономайзер - это устройство для предварительного подогрева питательной воды до поступления ее в испарительную часть котельного агрегата за счет теплоты отходящих газов. Это контактная утилизационная установка, принцип действия которой основан на нагревании вторичного теплоносителя горячими продуктами горения путем непосредственного соприкосновения с ними при отсутствии разделительных стенок между теплоносителями.
Предварительный подогрев воды за счет теплоты дымовых газов существенно увеличивает КПД котельного агрегата.
В настоящее время применение находят в основном контактные водяные экономайзеры, которые используют в котельных, ТЭЦ и других хозяйствах, где работают паротурбинные установки на основе цикла Ренкина. В зависимости от применяемого материала экономайзеры делятся на чугунные и стальные, по типу поверхности – на ребристые и гладкотрубные, по степени подогрева воды – на не кипящие и кипящие
Воздухоподогреватели – это утилизационные установки для нагрева питательной воды или воздуха в котлах; они используют дымовые газы среднего потенциала с температурой 250...500 0С.
В отличие от водяного экономайзера воздухоподогреватель. отнимая теплоту от уходящих дымовых газов и уменьшая таким образом потери ее с этими газами, непосредственно отнятую теплоту не передает рабочему телу (воде или пару). Горячий воздух, направляемый в топку котла, улучшает условия сгорания топлива, уменьшает потери теплоты от химической и механической неполноты сгорания топлива, повышает температуру его горения, интенсифицирует теплообмен, что в итоге повышает КПД установки. В среднем понижение температуры уходящих газов на каждые 20-25 0К повышает КПД примерно на 1%.