20.11.2012 - Лекция 11

Энергетическая эффективность утилизации тепловых отходов.

По способу преобразования энергии тепловых отходов, различают термическую и термохимическую регенирацию. При термической регенерации, теплоутилизирующими устройствами являются теплообменники, в которых теплота отходов передается теплоносителям. При термохимической регенирации отходов, регнерирующими устройствами являются реакторы - теплообменники, в которых энергия тепловых отходов преобразуется одновременно в теплоту и энергию химических связей регенерирующего энергоносителя, например продуктов паровой конверсии природного газа, образующегося в регинеративном реакторе топливопереработки. Энергитическую эффективность регенерации можно определить по снижению расхода топлива . Экономия химический энергии топлива, за счет регенерации; В1 и В2 - расход топлива до и после регенерации отходов топлива; Qн - низшая теплота сгарания топлива. Степень регенирации - это отношение фактической суммарной тепловой мощности всех регинеративных устройств, к суммарной тепловой мощности тех же устройств идеальной установки. .

Тепло утилизирующие устройства для подогрева компонентов горения.

Наибольшее применение в промешленной практике, имеют регинеративные устройства компонентов горения, за счет теплоты отходящих газов (РПКГ)о.г. Значительно реже встречаются регенеративные подогреватели компонентов горения за счет теплоты технологического продукта, (РПКГ)т.п., И еще реже встречаются регенеративные подогреватели компонентов горения тепловым потоком уходящим из теплотехнологического реактора в окружающую среду. (РПКГ)о.с..

Различают следующие типы теплорегенирующих устройств, по принципу передачи теплоты:

• регенераторы. различают:

а. с неподвижной насадкой

б. с подвижной насадкой

• рекуператоры:

а. металические:

1. Стальные

2. Чугунные

3. Чугуно-стальные

б. кирамические:

1. Трубчатые

2. Блочные

в. металлокирамические

Эту классификацию можно представить в виде следующих схем:

Классификационная схема теплоутилизирующих подогревателей компонентов горения, за счет теплоты отходящих газов.

Регенераторы с неподвижной насадкой

1. Насадка регенератора

2. переключающийся клапан

регенераторы с неподвижной огнеупорной насадкой, обеспечивают нагрев воздуха до 1100 - 1500 градусов. Возможность реализации столь высокотемпературного нагрева воздуха обусловлена тем, что предельная температура насадки,ровна ее огнеупорности. Эти данные регенеративные устройства обладают пониженной интенсивностью теплопередачи. Причинами этого являются:

1. пониженные скорости движения теплоносителей

2. теплообмен лимитируется теплопроводностью, т.е. теплопроводность всегда ниже теплопередачи.

Поэтому устройства дороги и грамоздки. Неудобство заключаются в необходимости преобретения переключающего клапана. Насадка выполняется из огнеупорных кирпичей или кусков. К недостаткам регенераторов относится цикличность их работы, то-есть периодичность пропуска газов и воздуха, из за чего меняется во времени температуры уходящих газов и компонентов гарения. Тепловая мощность регенератора меняется также во времени. Имеет место тепловые потери с нагретыми компанентами горения (в частности воздуха), которые сбрасываются в уходящие газы при переключениях насадок. Дополнительные затраты на создание и обслуживание сложных дорогостоящих переключающих устройств.

Регенераторы с неподвижной насадкой:

С пересыпной насадкой:

1,2. Верхний и нижний бункеры

3. пересыпающая насадка

Схема регенератора с вращайщейся насадкой:

1. Барабан

2. Ось барабана

Регенератор представляет собой металлический барабан, в котором имеются металлические пластины. Барабан разделен огнеупорной шторкой на две зоны. Через первую зону пропускаются отходящие газы, а через вторую - нагреваемый теплоноситель. Металлические пластины попеременно прокодят через оны, в которой проходят уходящие газы, и теплоноситель. Организация работы - неприрывная. Способ передачи теплоты - цикличный. Регенераторы с вращающейся насадкой непригодны для охлаждения запыленных газов.

Рекуператоры

Теплоутилизирующие устройства, служащие для низко и средне-температурного нагрева компонентов горения.

Керамические рекупираторы конструктивно представляют собой набор трубчатых или блочных элементов. В них низкая эффективность теплопередачи, в следствии того что скорости движения теплоносителей достаточно низкие. Керамические элементы имеют большую толшину.