Экономия топлива

за счет установки котлов-утилизаторов

Теплота дымовых газов, уходящих из печей, кроме подогрева воздуха может быть использована в котлах-утилизаторах (рис. 23, 24, 25) для выработки водяного пара [21]. Пар направляется внешним потре­бителям для производственных и энергетических нужд.

Рис. 23. Схема установки котла-утилизатора, воз­духоподогревателя и контура испарительного охлаждения металлических элементов печи

1— питательный насос; 2—насыщенный пар; 3—бара­бан; 4— подъемная труба с парожидкостной смесью;

5 — насыщенный пар; 6 — перегретый пар; 7— опускная труба испарительного контура;

8 — питательная вода; 9 — холодный воздух; 10 — охлажденные дымовые газы;

II — воздухоподогреватель; 12 — нагретый воздух; 13— вентилятор; 14— котел-утилизатор;

15— печь; 16 — горел­ка печи

Котлы-утилизаторы нашли применение в крупных печах с относительно высокой температурой уходящих дымо­вых газов, в мартеновских сталеплавильных печах, в ме­деплавильных отражательных печах, во вращающихся печах для обжига цементного клинкера, при сухом спо­собе производства цемента и т. д. Конструкции котлов- утилизаторов могут быть самыми разнообразными: га­зотрубными, змеевиковыми, водотрубными (двухба­рабанными с естественной циркуляцией) и др. В качестве котлов-утилизаторов могут также устанавливаться котлоагрегаты промышленных котельных типа ДКВР, БКЗ, Е, ПК, ГМ, ГМН, Б, С, КМ и др. При выработке пере­гретой воды (t_пер = 150°С) в качестве котлов-утилизаторов можно устанавливать промышленные водогрейные котлоагрегаты типа КВ, ПТВМ, ТВГ и др. (Дымовые газы в этом случае подаются непосредственно в топку. Реконструкция топки котла с целью ввода в нее дымовых газов от печи требует незначительных капиталовложе­ний.) Газотрубные горизонтальные котлы-утилизаторы с естественной циркуляцией: КУ-16 и КУ-40 с поверх­ностью нагрева 282 и 503 м² (цифры 16, 40 характери­зуют количество газов, пропускаемых через котлы- утилизаторы за 1ч, соответственно 16 и 40 тыс. м³).

вода

Рис. 24. Газотрубный котел-утилизатор

1 — лаз; 2—корпус; 3 — сепаратор пара; 4 — трубный пучок;

5 — трубные доски

Водотрубные котлы с многократной принудительной цир­куляцией: КУ-40-1; КУ-50; КУ-60-2; КУ-100-1; КУ-100-Б; КУ-125; УЭЧМ-34; УЭЧМ-67; КСТ-80; ОКГ-100-ЗА; ОКГбд-250-М и др.

Теплотехнические и аэродинамические характеристики котлов-утилизаторов приведены в табл. 10.

Установка котлов-утилизаторов за печами дает эко­номию топлива, по ориентировочным расчетам, 30%. В настоящее время на многих печах для охлаждения ме­таллических частей применяется испарительное охлаж­дение вместо охлаждения проточной водой. Выработан­ный пар используется для теплофикации или в паровых турбинах низкого давления. При испарительном охлаж­дении КПД печи повышается на 5—10%. В контурах (замкнутых) испарительного охлаждения могут исполь­зоваться ВОТ (высокотемпературные органические теплоносители: дифенильная смесь и др.). В этом случае водяной пар вырабатывается в теплообменнике, для ко­торого ВОТ служит нагревательной средой. Между кон­туром испарительного охлаждения и котлом-утилизатором на магистрали насыщенного пара могут устанавли­ваться струйные компрессоры. Примерный тепловой баланс печной установки с котлами-утилизаторами приве­ден в табл. 11.

48. Экономия топлива за счёт максимальной нагрузки печи

Удельный расход топлива (в килограммах на единицу количества продукции) может быть выражен формулой: ,

где Q_техн – расход теплоты на процесс; q₄ — теплота, рассеянная в окружающую среду; η_исп — коэффициент использования топлива, показы­вающий, какая доля тепловой энергии, введенной в печь, ис­пользована в рабочем простран­стве печи; G — часовая произво­дительность печи; —низшая теплота сгорания рабочей массы топлива; b₁— удельный расход топлива на процесс; b₂ — удель­ный расход топлива на покрытие потерь q_4.

Первая часть расхода топлива b₁ не зависит от размеров печи и ее часовой производи­тельности. Вторая часть b₂, нао­борот, зависит от них: чем больше загрузка печи, т. е. чем больше ее часовая производи­тельность, тем меньше удельный расход топлива (рис. 26).

Рис. 26. Зависимость удельного расхода

топлива от производи­тельности печи

Если выразить тепловые потери в окружающую среду в долях от теплоты сгорания топлива, то:

,

где у – коэффициент, учитывающий тепловые потери в окружающую среду в долях от расхода тепловой энергии на технологию,

,

Часовой расход топлива непрерывно действующей печи:

Для периодически действующих печей тепловой баланс составляется за цикл и средний часовой расход топлива:

,

где τ – продолжительность рабочего цикла, ч; В _ц – расход топлива за цикл, кг.

Максимальный часовой расход топлива:

,

где ξ – коэффициент неравномерности расхода топлива.