установка для использования тепла сбросного пара и рекуперации конденсата

Формула изобретения

1. Установка использования тепла сбросного пара и рекуперации конденсата, содержащая паровой котел и связанные с ним потребители пара (автоклавы), очистители пара и конденсата, аккумулятор пара, паропреобразователь, охладитель конденсата, конденсатосборник и теплопотребитель, отличающаяся тем, что выход первичной стороны паропреобразователя соединен со входом вторичной стороны этого же паропреобразователя линией, на которой установлены последовательно включенные охладитель конденсата и теплопотребитель, а также соединяющие их между собой конденсатосборник с насосом.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что аккумулятор дополнительно соединен с конденсатосборником сливной линией, на которой установлен регулирующий орган, управляемый от регулятора уровня в аккумуляторе.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что паропреобразователь снабжен регулятором давления, регулирующим поступление пара из аккумулятора в паропреобразователь.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к области утилизации тепла вторичных энергоресурсов, и может быть использовано для утилизации тепловой энергии сбросного пара из автоклавов в производстве силикатного кирпича.

Известна установка для использования пара и глушения шума при выбросе пара из автоклавов (потребитель пара) в производстве силикатного кирпича [1] . Известная установка содержит автоклавы и теплоутилизатор (паропреобразователь), соединенные между собой системой трубопроводов для подачи сбросного пара из автоклавов в теплоутилизатор, а нагретую в теплоутилизаторе воду для подачи к потребителям.

Известна также установка для использования тепла отработавшего пара кузнечных молотов [2] . Установка содержит паровой котел, паровой молот (потребитель пара), пароочистители (набивкоуловитель, маслоотделитель), паровой аккумулятор, пароводяной подогреватель (паропреобразователь), потребители горячей воды и пара (теплопотребители), конденсатосборный бак, насосы, устройство для очистки конденсата, деаэратор и турбину низкого давления. На этой установке имеются все элементы, позволяющие использовать пар молотов как для теплоснабжения, так и для выработки электроэнергии.

Известен кроме того утилизатор тепла отходящих газов [3], содержащий включенный в замкнутый контур котел, аккумулятор, деаэратор, паропреобразователь, подключенный к контуру первичной стороной, а вторичной - к потребителю тепла, и автономный источник пара, причем первичная сторона паропреобразователя подключена трубопроводом с регулирующим органом к автономному источнику пара. Паропреобразователь соединен с деаэратором конденсатной линией.

Недостатком известных установок является неполное использование тепла отходящего пара и потери тепловой энергии и конденсата из-за использования промежуточных теплоносителей.

Задачей изобретения является повышение экономичности и обеспечение надежности работы установки.

Для решения задачи было исключено использование промежуточного теплоносителя в паропреобразователе. Для этого выход первичной стороны паропреобразователя соединен со входом вторичной стороны этого же паропреобразователя линией, на которой установлены последовательно включенные охладитель конденсата и теплопотребитель, а также соединяющие их между собой конденсатосборник с насосом. Кроме того с целью повышения надежности аккумулятор дополнительно соединен конденсатосборником сливной линией, на которой установлен регулирующий орган, управляемый от регулятора уровня в аккумуляторе, а паропреобразователь снабжен регулятором давления, регулирующим поступление пара из аккумулятора в паропреобразователь.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки.

Установка содержит группу автоклавов (потребители пара) в количестве 12 штук (на схеме показаны 1 и 2, остальные не показаны), оборудованные магистралями (линиями) для впуска пара 3, выпуска пара из автоклавов 4, перепуска отработавшего пара из одного в другой автоклав 5 и для отвода конденсата из автоклавов 6.

Автоклавы 1, 2 соединены линией впуска пара 5 с паровым котлом 7, линией выпуска пара 4 с пароочистителем 8 и далее с теплоутилизационным блоком для отработавшего пара, линией перепуска пара 5 автоклавы 1, 2 соединены между собой (или друг с другом). Кроме того автоклавы 1, 2 нижними штуцерами через конденсатоотводчики 9, 10 присоединены к линии выпуска конденсата 6. С линией 6 связаны также нижняя часть пароочистителя 8 и вход шламоуловителя 11. Нижняя часть шламоуловителя 11 соединена насосом 12 и эжектором 15 и далее через вентиль 14 и линию 15 с блоком химводоочистки (ХВО).

Выход пароочистителя 8 линией 16 присоединен к пароводяному аккумулятору 17, который, в свою очередь, паровой линией 18 подключен к первичной стороне паропреобразователя 19. Кроме того аккумулятор 17 снабжен регулятором уровня 20 и дополнительно соединен с конденсатосборником 21 сливной линией 22, на которой установлен регулирующий орган, управляемый от регулятора уровня 20, а паропреобразователь 19 снабжен регулятором давления 23 с регулирующим органом, установленным на паровой линии 18, соединяющей аккумулятор 17 с паропреобразователем 19.

Выход первичной стороны паропреобразователя 19 соединен со входом вторичной стороны этого же паропреобразователя линией 24, на которой установлены последовательно включенные друг с другом охладитель конденсата 25 и теплопотребитель 26, а также, соединяющие их между собой, конденсатосборник 21 с насосом 27. В качестве охладителя конденсата 25 могут служить, например, аппарат воздушного охлаждения (АВО) или поверхностный водоводяной подогреватель. Перед охладителем конденсата 25 на линии 24 имеется конденсатоотводчик 28. Выход вторичной стороны паропреобразователя 19 соединен со входом конденсатоочистителя 29, который своим выходом подключен на вход деаэратора 50. Деаэратор 50 присоединяется к паровому котлу 7 линией 51, на которой установлен насос 32. Котел 7 через вентиль 33 на линии 3 сообщается с паропотребителями, т.е. автоклавами 1, 2.

Установка работает следующим образом. Вырабатываемый в котле 7 насыщенный водяной пар проходит через вентиль 33 и по линии впуска пара 3 поступает в автоклав 1, загруженный кирпичом-сырцом. На данной стадии, чтобы придать силикатному кирпичу необходимую прочность, его подвергают гидротермальной обработке паром при температурах от 174,5 до 200^oC и давлениях соответственно от 8 до 16 кг/см² в течение от 4 до 8 часов в зависимости от давления пара в автоклаве.

В процессе автоклавной обработки кирпича-сырца происходит частичная конденсация пара на стенках автоклава и поверхности кирпича-сырца в процессе теплоотдачи от пара к холодным поверхностям. В процессе подъема давления в автоклаве 1 по мере накопления конденсата начинается его сброс из автоклава 1 через нижний штуцер и конденсатоотводчик 9 в сборник загрязненного конденсата или шламоуловитель 11, где происходит отстаивание и осветление конденсата. Осветленная часть конденсата забирается из сборника 11 и откачивается насосом 12 через вентиль 14 и линию 15 на блок химводоочистки (ХВО), а более загрязненная часть конденсата в виде шлама отсасывается эжектором 13 и возвращается в технологический процесс для использования при первичном приготовлении силикатной смеси. Рабочей средой в эжекторе 13 служит осветленный конденсат, нагнетаемый насосом 12.

По завершении цикла пропарки, отработавший пар из автоклава 1 перепускается по линии 5 в следующий автоклав 2, загруженный кирпичом-сырцом, а остаточный пар в целях экономии энергоресурсов из автоклава 1 направляется на теплоутилизационный блок. Автоклав 2 работает аналогичным образом. Выпущенный из автоклава 1 отработавший пар, имеющий температуру 135-140^oC, при давлениях 3 - 3,5 кг/см² по линии 4 направляется в пароочиститель 8 для отделения от твердых частиц и капель конденсата, увлекаемый паром из автоклава 1. Очищенный от твердых частиц и водяных капель пар далее поступает по линии 16 в пароводяной аккумулятор 17, который получает зарядку от свежепоступившего в него пара. Назначение аккумулятора 17 состоит в накоплении запасов пара и сглаживании пульсаций давления пара на стороне его потребления при значительных колебаниях давления в паровой магистрали 4 при периодических сбросах пара из автоклавов в линию 4. Пароводяные аккумуляторы аккумулируют поступающий в них пар конденсацией его в водяном объеме в момент повышения давления в аккумуляторе. В результате вода нагревается и происходит испарение с поверхности водяного объема с повышением давления пара в паровом пространстве. Так протекает зарядка аккумулятора. Разрядка аккумулятора осуществляется испарением перегретой воды при понижении давления в аккумуляторе.

Паровые аккумуляторы выполнены в виде горизонтального сосуда, заполненного на 90-95% объема водой. При переполнении водой аккумулятора 17 срабатывает регулятор уровня 20, воздействуя на регулирующий орган, установленный на сливной линии 22 из аккумулятора 17 в конденсатосборник 21.

Поступление водяного пара из аккумулятора 17 на вход первичной стороны паропреобразователя 19 регулируется при помощи регулятора давления 23, воздействующего на регулирующий орган, установленный на паровой линии 18, соединяющей аккумулятор 17 с паропреобразователем 19. Регулятор давления 25 обеспечивает стабильную работу преобразователя 19, поддерживая в нем давление ниже, чем в аккумуляторе 17.

Пар, поступающий в паропреобразователь 19, конденсируется с образованием конденсата, который отводится из паропреобразователя 19 в линию 24 через конденсатоотводчик 28. Затем конденсат, проходя через охладитель 25, охлаждается от 120-130^oC до 70-80^o, и, стекая из охладителя 25, скапливается в конденсатосборнике 21, откуда забирается насосом 27, прокачивается через теплопотребители 26. В результате теплоотдачи в теплопотребителях 26 конденсат охлаждают до 25-30^oC. При этой температуре конденсат поступает во вторичную сторону паропреобразователя 19 и выходит из него, нагретый до 60-70^oC. В дальнейшем горячий конденсат поступает в конденсатоочиститель 29, где очищается от ионов железа, а также других загрязнителей и направляется в деаэратор 30, пополняя запасы питательной воды для котла 7. Из деаэратора 30 дегазированная вода забирается насосом 32 и по линии 31 подается в котел 7.

Предлагаемая схема установки использования тепла сбросного пара и рекуперации конденсата позволяет в полном объеме высокоэффективно осуществлять утилизацию тепловой энергии сбросного пара и возвратить образующийся конденсат для повторного его использования как в технологическом процессе, так и в замкнутой системе водоснабжения для получения насыщенного пара на котельной установке.

Источники информации

1. М.П.Вахнин, А.А.Анищенко. Производство силикатного кирпича. - М.: ВШ, 1977.

2. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий. /Голубков Б. Н. Данилов О.Л. и др. Под ред. Голубкова Б.Н. - М.: Энергия, 1979.

3. А.С. СССР N 646141, F 22 В 1/02, 1979.