Eng Ru
Отправить письмо

Котлы-утилизаторы. Котлы утилизаторы


описание, плюсы и минусы, виды оборудования

Котел-утилизатор газов – это теплообменное устройство, которое предназначено для превращения энергии тепла от выхлопных газов в теплую воду или пар, используемых для технологических процессов и отопления производственных помещений.

Применение таких котлов значительно повышает эффективность работы оборудования и установок, результатом работы которых являются выделение выхлопных газов или пара.Содержание

Особенности промышленных котлов-утилизаторов отходящих газов

Особенности промышленных котлов-утилизаторов отходящих газов

Котлы-утилизаторы не оснащаются топкой, она не предусмотрена в конструкции. Топливом для таких устройств является выхлопной газ, который образуется в процессе промышленной работы предприятия.  

Диапазон температур использования газов колеблется от 350 до 500 градусов Цельсия на промышленных предприятиях средней мощности, от 900 до 1200 градусов — в процессе работы более мощного оборудования.

Котлы-утилизаторы отходящих газов обладают всеми характеристиками котлов, работающих на жидком и твердом топливе, но в них отсутствует горелка, вместо нее установлен специальный электрод накаливания и в обязательном порядке предусмотрена принудительная циркуляция газа внутри котла по технологическим линиям.

Такое оборудование активно применяется на предприятиях по переработке нефти, где в ходе производственных процессов образуется угарный газ. Этот газ, сжигаемый в топке котла участвует в производственном процессе — приводит в действие турбины. При этом, выбросы в атмосферу становятся минимальными.

При сжигании газа образуется большое количество теплоты, используемое для создания пара из воды. Пар приводит в действие лопасти электрогенераторной турбины. Количество вырабатываемого пара зависит от объема газа, который сжигается.

Водогрейные котлы-утилизаторы предназначены для приготовления горячей воды промышленного и хозяйственного назначения с максимальной расчетной температурой до 115°С.

О том, какие бывают электрические водогрейные котлы читайте здесь.

Преимущества оборудования, области применения

Рассмотрим основные преимущества и недостатки котлов-утилизаторов

Приемущества

Недостатки

Уменьшение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу Подверженность коррозии холодных элементов котла
Снижение расходов на очистку газов Применение на производствах с низкой температурой вырабатываемых газов не является эффективным
Рациональное использование топлива Применение доочистки газов
Использование энергосберегающих циклов производства

Установки получили активное распространение в химической промышленности, нефтеперерабатывающей, в сталелитейной индустрии, в тяжелом машиностроении и в цехах изготовления красок и масел.

Котлы такого типа могут использовать газ от сгорания топлива — это создает прекрасные предпосылки для организации цикличного и безотходного производства с рециркуляцией энергии.

Благодаря использованию 100% объема выхлопного или попутного газа агрегаты имеют очень большой КПД в сравнение со своими жидкотопливными или твердотопливными аналогами.

Котлы-утилизаторы конструктивно делятся на котлы с естественной и принудительной циркуляцией, с барабаном или без него. Кроме того, квалифицированные проектировщики и технологи занимаются разработкой котлов любого типа с учетом конкретных требований заказчика, а также необходимого котельного оборудования.

В промышленности в зависимости от производственного цикла применяются котлы с различными схемами подачи и циркуляцией, с разными мощностными характеристиками, объемом нагревательного бака, с различным количеством регистров для парообразования.

Преимуществом дизельных котлов является то, что при последующей газификации объекта затраты на переоборудование котельной будут минимальны.

О том какой может быть расход у дизельного котла, читайте здесь.

Виды котлов-утилизаторов

Виды котлов-утилизаторовКотлы-утилизаторы, применяемые в настоящее время:

  • Котлы-утилизаторы выхлопных газов общего назначения.
  • Котлы, вырабатывающие пар, который приводит в действие механизмы для выработки электрической энергии или простого механического движения.
  • Для утилизации побочных веществ при сгорании дизельного топлива.
  • Котлы, которые комбинируются с нагревательными печами и мартенами, тепловая энергия и попутные газы преобразуются в котлах в дополнительную энергию или полезную работу.
  • Устройства, которые охлаждают попутные газы, используя их в работе методом конденсирования и сжигания. Используются в металлургической промышленности.
  • Для конденсации и сжигания газов при использовании в цветной металлургии.
  • Для переработки теплового газа, полученного при работе электрических печей.
  • Комбинированные котлы, которые используются для утилизации или преобразования тепловой энергии, которая получается в процессе перфорации стали и чугуна в литейной промышленности.
  • Утилизаторы, используемые для дожига газа, который образуется на первоначальных этапах переработки нефти.
  • Утилизирующие котлы для газа, который образуется в процессе сварочных и огневых работ.
  • Для печей после производства губчатого металла.
  • Котлы, которые сжигают осадки и примеси, полученные в ходе фильтрации жидких веществ.
  • Утилизация отжигом сажи и нагара в котлах.
  • Утилизация в котлах отходов обогащения кокса и черного угля.
  • Утилизация от производства стекла и работы стекольной промышленности.

универсальные котлы комбинирование различных видов топлива

Чтобы котел дольше держал температуру, используются котлы длительного горения.

Как пользоваться водогрейным котлом читать тут.

Дымоулавливание газа

Дымоулавливание газаДля того, чтобы газ поступал в котел существуют различные установки по дымоулавливанию и «сбору» газа. Такие установки представляют собой компрессоры и сборники, куда под давлением подается газ. Далее, из баллонов-ресиверов газ подается к камере сгорания через редуктор давления.

Установки представляют собой трубопроводы с сетчатым фильтром и воздушным компрессором. Компрессор может использовать автоматические режимы и автономные источники питания. Использование уловителей связано с набором газа в ресиверы разного объема.

Котлы-утилизаторы получили широкое распространение в России сравнительно недавно, когда был принят ряд законов, которые обеспечивают защиту окружающей среды.

Работа котлов регламентируется законами об организации экстенсивного и энергосберегающего производства.

Применение котлов данного типа отвечает всем требованиям и условиям, которые предъявляются к современной промышленности и производству. Их использование безопасно и позволяет экономить финансовые средства на организацию технологических процессов.

Котлы на отработанном масле сравнительно недавно появились на рынке отопительного оборудования, поэтому мало знакомы отечественному потребителю.

О том какой может быть расход у дизельного котла, читайте здесь.

kotlotech.ru

Котлы утилизаторы: устройство и схема работы

Котлы утилизаторы, как правило, не оснащаются собственными топочными камерами. Для сгорания в форсуночной камере используются газы и выхлопы, которые образуются в процессе металлургического производства или работы тяжелых агрегатов, установок и ДВС.  Содержание

Характеристики котлов утилизаторов

Целесообразность применения таких котлов объясняется потребностью сжигания газов, в которых имеется составляющая топливной структуры, особенно это применимо для дизелей и двигателей внутреннего сгорания.

Работа котлов утилизаторов основана на следующих особенностях: они производят и аккумулируют энергию в виде сильно нагретой воды, потоков пара или конвекции воздуха.

Эта энергия может свободно использоваться для получения других видов энергии или механической работы.

Котел утилизатор устройство которого открывает широкие перспективы для использования энергии тепла от сгорания топлива — это значительно увеличивает коэффициент полезного действия самого топлива и установки, уменьшает температуру нагрева агрегата, позволяет улавливать вредные газы и выхлопы.

Эффективность работы утилизатора зависит от трех факторов: температура газа, который поступает в котел, его объем и способ подачи.

Температура газа и его объем напрямую зависят от вида производства. Статистика показывает, что самые большие отходы газов имеет нефтеперерабатывающая отрасль. Также,  очень много газовых выбросов образует металлургическая промышленность.

В этом производстве образуется шихтовый газ — среда, в которой содержится металлическая окалина, которая создает хорошие условия для воспламенения и сжигания газа.

Мощность котла, как базисного элемента системы отопления, равняется теплопотере всей сети, обеспечивающей помещение с определенными габаритами и теплотехническими свойствами.

Что такое пеллетные котлы, читайте здесь.

Режим, который объясняет поступление газа в котел, является не менее важным фактором. Большинство технических установок имеет циклический характер подачи, а это не очень хорошо влияет на «питание» котла утилизатора.

В этом случае котел работает с очень малыми объемами газа, а это значит, что их дополнительное применение нецелесообразно.

Часто такое наблюдается в цехах инверторного производства сварочных работ аргоновой сваркой, где используется замкнутый цикл без большого количества отходов.

Особенности и виды котлов-утилизаторов

    • Разные характеристики, которые зависят от температуры газов, поступающих в котел. По данной температурной характеристике котлы делятся на: низкотемпературные (с T ниже 600 градусов Целься) и высокотемпературные (с T выше 1100 градусов Цельсия). Если температура газа низкая, то циркуляция происходит конвекционным типом, при высокой — излучение теплового воздуха. При температуре свыше 1300 градусов структура твердых примесей газа меняет свое состояние на газ.
    • Пар, который образуется с помощью утилизатора, имеет разные значения давлений: низкое или пониженное (Р = 1,5 МПа, t=400°С), умерено-повышенное (4,5 МПа и 450°С) и высокое (10-14 МПа и 550°С).
    • Водотрубные или газотрубные утилизаторы различают по способу движения всех рабочих тел: пара, воды, газа, отработки и тепла.

Деаэраторы атмосферного давления применяются в схемах приготовления питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения и горячего водоснабжения на ТЭС и в котельных.

Что такое вакуумные деаэраторы, вы можете узнать тут.

  • С принудительной или естественной циркуляцией. Котлы делят по виду перемещения жидкостей по технологическим линиям и регистрам.
  • Котел утилизаторы схема которого может иметь различную компоновку и варианты монтажа: башенные, напольные с креплением к пьедесталу, настенные и подвесные. Очень часто утилизаторы с использованием газа низкой температуры выполняют в виде змеевиков с переменной конвекцией.

Принцип действия газотрубных и водотрубных котлов

Утилизатор газотурбинного типа

Котлы, как правило, выпускаются в горизонтальном или вертикальном вариантах конструкции.

Они могут эффективно применяться в совокупности с мартенами и печами для обжига, которые не отличаются большими мощностными характеристиками и высокой температурой газа.

Газ с небольшой температурой выходит из печи в дымоуловительную установку и поступает в нижнюю полость утилизатора. Там находится специальное устройство-камера, которая повышает конвекционные характеристики.

Камера представляет собой пакет из металлических листов, которые отражают и направляют потоки тепла. Избыточное тепло образует пар из воды, который циркулирует в необходимых направлениях.

Пар, как правило, имеет характеристики около 400 градусов Цельсия и давлением больше 5 атмосфер — это позволяет образовать электрическую энергию чуть более 8 кВт.

Для того, чтобы поток газа был более или менее постоянным, в утилизаторе предусмотрен накопительный ресивер и дозатор подачи смеси к розжигу.

Все утилизаторы оснащенные газовой турбиной имеют одинаковый принцип работы. Их часто применяют для уравновешивания температурного режима в установках большой мощности, но с малой отдачей отработанных газов. Их применение имеет экономическую целесообразность.

Утилизатор водотрубного исполнения

Газоутилизаторы, которые имеют систему принудительной циркуляции технологических жидкостей, тепла и пара, имеют очень активное применение в индустрии.

Принудительная циркуляция позволяет увеличивать показатели мощности и температуры пара с помощью использования автоматики и реле управления.

Камеры такого котла разделены на секции, которые оснащаются отдельными насосами циркуляции малой мощности.

Это позволяет аккумулировать тепловую энергию в каждой камере отдельно, а потом суммировать ее с помощью отражателей для приготовления пара и электрической энергии.

Вода для нагрева, которая необходима при парообразовании, поступает в камеры через дозирующее устройство — экономайзер.

Из камер вода поступает в специальные участки испарения, которые представляют собой замкнутые камеры с перфорацией для отвода тепла.

Настенные электрические котлы Protherm — это альтернатива газовому отоплению с целым рядом неоспоримых преимуществ!

Подробнее о деаэраторе дв, читайте здесь.

Образовавшаяся тепловая энергия снижает температуру газовой смеси за счет ее преобразования, отводит большую часть тепла от агрегатов и создает прекрасные предпосылки для энергосберегающих режимов в производстве.

Практически все котлы имеют одну типовую схему.

Для поддержания работоспособности всем утилизаторам требуется своевременная диагностика и поточный ремонт, тогда утилизатор будет эффективен и прослужит долгое время.

Использование утилизаторов на производстве началось сравнительно недавно, но уже на первых этапах дало прекрасные предпосылки к снижению экономических затрат и повышению производительности.

Это надежный и испытанный вид техники, который используется совместно с большими и средними мощностями, дополняя их.

kotlotech.ru

Производство котлов-утилизаторов

Общий вид котла-утилизатораООО "Асбестовский котельно-машиностроительный завод" производит котлы-утилизаторы промышленного назначения, предназначенные для технологических тепловых процессов.

Котел-утилизатор - это котел, у которого отсутствует собственная топочная камера. Принцип действия котла-утилизатора основан на использовании тепла, который образуется в процессе различных производственных процессов, таких как металлургическая и другие виды промышленности.

Паровые котлы-утилизаторы используют горячие газы с температурой от +350 до +400 °С - (работа с двигателем внутреннего сгорания), от +900 до +1500 °С - (работа с цементными и сталеплавильными печами).

Для небольшой производительности используют газотрубные котлы-утилизаторы или котлы с принудительной циркуляцией.

В нефтеперерабатывающей промышленностив в производственном цикле образуется угарный газ, который сжигают в котлах-утилизаторах с целью получения дополнительной электроэнергии. При сгорании газа образуется тепловая энергия и вода, пропускаемая через трубы превращается в пар.

Преимущества паровых котлов-утилизаторов:

  • Уменьшение выхлопа в атмосферу загрязняющих веществ
  • Снижение расходов на очистку газов
  • Более эффективное использование топлива

ООО "АКМЗ" производит котлы-утилизаторы из гладкотрубной и оребренной трубной частью.

Применение оребренных труб позволяет существенной повысить эффективность до 50% и снизить общий вес котла до 40%.

Котлы-утилизаторы нашли широко применяются в парогазовых установках, металлургическом производстве и нефтехимии.

Котлы-утилизаторы отличаются от паровых котлов и другого котельного оборудования тем, что они питаются энергией отработанных газов, которые образуются при сгорании топлива. Такие котлы развивают энергосберегающие технологии в производственных процессах и повышают КПД.

Котлы-утилизаторы конструктивно разделяются на котлы с естественной или принудительной циркуляцией, с барабаном или без барабана.

Квалифицированные проектировщики и технологи занимаются разработкой проектов котлов-утилизаторов любого типа по требованиям заказчика, а также вспомогательного котельного оборудования или запчастей к ним.

Кроме производства специалисты завода ООО "АКМЗ" проведут реконструкцию уже существующего котельного оборудования, а так же капитальный ремонт и все пуско-наладочные работы для котлов-утилизаторов.

Наш завод производит и поставляет уже законченные и готовые к монтажу блоки котлов-утилизаторов.

Виды котлов-утилизаторов:

  • Котлы-утилизаторы для утилизации тепла уходящих газов (общего назначения)
  • Котлы-утилизаторы для охлаждения газов за конверторами для черной металлургии
  • Котлы для утилизации тепла дымовых газов за мартеновскими и нагревательными печами
  • Котлы для охлаждения газов за конверторами для цветной металлургии
  • Котлы-утилизаторы для охлаждения газов за агрегатами аргонно-кислородного рафинирования стали
  • Котлы для охлаждения газов за печами первичной переработки нефти
  • Котлы для выработки пара за счет утилизации тепла за газовыми турбинами
  • Котлы для утилизации тепла за стекловаренными печами
  • Котлы-утилизаторы за дизелями и мотор-генераторами
  • Котлы-утилизаторы для сажевого производства
  • Котлы-утилизаторы за печами Ванюкова и кислородно-факельной плавки
  • Котлы-утилизаторы для установок сухого тушения кокса
  • Котлы для сжигания органической части осадка сточных вод
  • Котлы для охлаждения газов за электропечами
  • Котлы-утилизаторы для охлаждения газов за печами для производства губчатого железа

В зависимости от типа котлы-утилизаторы могут быть: паровые и водогрейные; оснащенные дожигающим устройством или без него; одного, двух или трех уровней давлений; вертикального и горизонтального профиля; подвесные и самоопорные.

Комплектующие для котлов-утилизаторов:

  • Радиационные поверхности нагрева, воспринимающие тепло от газов за счет излучения
  • Конвективные поверхности нагрева
  • Экономайзеры

Удобные подъездные Ж/Д пути и развязки, а так же большая производственная территория завода обеспечивают возможность быстрой и качественной сборки котлов-утилизаторов из отдельных произведенных элементов, с последующей погрузкой в Ж/Д вагоны и отправкой заказчику.

akmz.net

Применение котлов-утилизаторов

В процессе работы некоторых технологических установок, таких как печи различного назначения, газотурбинные электростанции, инсинераторы или газоперекачивающие установки, образуется большое количество выхлопных газов, температура которых доходит до нескольких сотен градусов. Это огромное количество тепловой энергии, выбрасывать которую в атмосферу не только неразумная трата денег, но еще и большой вред для экологии. Для полезного использования тепла уходящих газов были изобретены котлы-утилизаторы.

Котлы-утилизаторы (КУ) представляют собой теплообменные устройства, передающие тепловую энергию, содержащуюся в выхлопных газах, другим теплоносителям, в качестве которых может выступать вода или термальное масло. Конструктивной особенностью котлов-утилизаторов является отсутствие собственной горелки. В ней просто нет необходимости ввиду того, что в котле не происходит сгорание топлива.

Практическое применение котлов-утилизаторов

В качестве реального примера применения котлов-утилизаторов можно привести нефтеперерабатывающие и металлургические заводы. В процессе переработки нефти или плавки металла образуется огромное количество энергии, которую никак невозможно применить в производственном процессе кроме, как пустить на котел-утилизатор и использовать для других целей, таких как отопление помещений, горячее водоснабжение (ГВС), кондиционирование (производство холода), или производство пара для покрытия сторонних технологических нужд.

На НПЗ применяются термомасляные котлы утилизаторы, в которых температура теплоносителя может достигать 350 градусов Цельсия. Этой температуры вполне достаточно для того, чтобы постоянно поддерживать нефтепродукты с высокой вязкостью, такие как мазут, гудрон и битум, в жидком состоянии. Это дает возможность в любой момент произвести перекачку нефтепродуктов и их отгрузку потребителю.

На металлургических заводах посредством котлов-утилизаторов тепло отходящих газов передается воде.  В результате этого образуется большое количество пара, часть из которого служит для обеспечения процесса плавки стали, а часть идет на бытовые нужды (отопление, подогрев воды).

Котлы-утилизаторы стали неотъемлемой частью следующих объектов:

  • Предприятия черной и цветной металлургии;
  • Нефтеперерабатывающие заводы;
  • Газотурбинные и газопоршневые электростанции единичной мощностью от 1000кВт до 18 МВт;
  • Газоперекачивающие компрессорные станции;
  • Хлебопекарные заводы;
  • Производства резинотехнических изделий;
  • Фармацевтические предприятия;
  • Производства смол и пластиков;
  • Производства электронных компонентов;
  • Печатные предприятия.

Производительность котлов-утилизаторов

Производительность котлов-утилизаторов зависит от температуры и количества дымовых газов, а на КПД котлоагрегата значительное влияние оказывает состояние поверхности теплообменников (их загрязнение примесями, содержащимися в дымовых газах, заметно снижает коэффициент полезного действия). Особенно высокого КПД удается добиться, применяя перед котлами-утилизаторами термические окислители летучих органических соединений. В случаях, когда утилизация тепловой энергии требуется только периодически, или требуется частично, то подача горячих газов на котел утилизатор может регулироваться с помощью автоматической «байпас» системы, перепускающей газы на дымовую трубу мимо КУ. Также регулировка байпаса может осуществляться с помощью внешнего аналогового сигнала, регулирующего угол закрытия перепускающей заслонки, либо с помощью сухого контакта в режимах Открыто/Закрыто.

Влияние котлов-утилизаторов на экологию

Использование котлов-утилизаторов в производственных процессах оказывает благотворное влияние на экологическую обстановку. Во-первых, котлы-утилизаторы снижают выброс тепловой энергии в окружающую среду. Во-вторых, позволяют значительно сократить сжигание твердого, жидкого или газообразного углеводородного топлива, а это, в свою очередь позволяет уменьшить выбросы парниковых газов (окиси углерода СО и оксиды азота NOx).Это замедляет процессы глобального потепления, и позволяет предприятию зарабатывать на снижении издержек за счет экономии топлива.

Классификация котлов-утилизаторов

Котлы-утилизаторы классифицируются по назначению и по конструктивным особенностям.

По назначению котлы могут быть водогрейные, паровые или термомасляные.

Разделение по конструкционным особенностям позволяет выделить две группы: змеевиковые, служащие для подогрева диатермического масла и выработки пара, а также жаротрубные, применяемые для производства пара и горячей воды.

Кроме того, можно выделить котлы-утилизаторы с вертикальной и горизонтальной конструкцией теплообменников. Еще одним конструкционным отличием котлов-утилизаторов является наличие или отсутствие пароперегревателей.

Котлы-утилизаторы Babcock Wanson

Компания Babcock Wanson уже более века занимается разработкой и поставкой своим клиентам котлов-утилизаторов различного назначения и производительности. Все котлы-утилизаторы Babcock Wanson полностью соответствуют не только требованиям заказчика, но и международным нормам и стандартам. Котлы проектируются с учетом температуры и давления как отработанных газов, так и теплоносителя (воды или масла).

Все котлы, производимые компанией Babcock Wanson, очень легки в монтаже, так как выпускаются уже готовым блоком для подключения ко всем инженерным сетям и настроенным для пуска в эксплуатацию. Они имеют специальные патрубки или отверстия для подачи в котел отработанных газов и для присоединения трубопроводов ввода и вывода теплоносителя.

Благодаря этому монтаж котлов-утилизаторов Babcock Wanson может быть произведен очень быстро и начнет приносить прибыль с первых секунд ввода в эксплуатацию.

По вопросам связанным с оборудованием компании BABCOCK WANSON вы можете обращаться в официальное представительство по Российской Федерации  ООО "СЕТАЛЬ".

best-stroy.ru

Фотографии строительства котла-утилизатора ПГУ. Котел утилизатор. Применение котлов утилизаторов. Устройство котла-утилизатора



Фотографии других объектов ПГУ:

Главный корпус ПГУ

Градирня

Щит управления

Противопожарная насосная станция (ППНС)

Паротурбинная установка (ПТУ)

Газотурбинная установка (ГТУ)

Дожимная компрессорная станция (ДКС)

Канализационная насосная станция (КНС)

Котел утилизатор

Котел утилизатор – это теплообменное устройство, использующее теплоту горячих выхлопных газов дизелей или газотурбинных установок, сушильных барабанов, вращающихся и туннельных печей для передачи энергии тепла этих газов или пара в теплую воду или пар, а также для получения перегретого пара высокого и низкого давлений и подогрева конденсата паровой турбины.

Для обслуживания котла-утилизатора, проведения ремонтных и наладочных работ используются площадки, лестницы, лазы.

Котел-утилизатор допускает работу при изменении расхода и температуры газов, поступающих из газотурбинной установки, обусловленных изменением температуры наружного воздуха от -36 до +34°С.

Работает котел-утилизатор на скользящих параметрах пара высокого и низкого давлений, определяемых расходом и температурой газов, поступающих в котел-утилизатор от газотурбинной установки, и режимами работы паровой турбины.

Рабочий диапазон изменения нагрузки котла-утилизатора соответствует диапазону нагрузки газотурбинной установки.

Котлы-утилизаторы, работающие на газах различных печей, использующие газы после сушки или обжига материалов - не самые надежные. Отходящие газы содержат много пыли и других химических веществ, что вызывает необходимость очистки газов до котла-утилизатора. Наиболее часто для очистки используют циклоны и электрофильтры. Этой очистки все равно не хватает для полного очищения газов. Пыль оседает на поверхности нагрева и малейшая протечка увлажняет пыль и значительно уменьшает теплоотдачу, что вызывает неравномерный нагрев и влечёт перекос змеевиков.

Присутствие в газах соединений кальция, натрия, серы приводят к образованию на змеевиках сцементировавшихся отложений, вызывающих химическую коррозию поверхностей нагрева и снижающих живое сечение для прохода газов. В настоящее время стали появляться котлы-утилизаторы, которые содержат камеру дожигания отходящих газов.

Применение котлов утилизаторов

Применение котлов утилизаторов существенно повышает эффективность работы оборудования, результатом работы которого являются выхлопные газы или пар. Вот лишь небольшой список оборудования, на котором применяются котлы утилизаторы:

  • газовые электростанции
  • дизельные электростанции
  • паровые электростанции
  • микротурбины
  • газовые котлы
  • дизельных котлы
  • Котлы-утилизаторы применяются в химической, нефтяной, пищевой, текстильной и иных отраслях промышленности.

Котлы утилизаторы позволяют получать:

  • горячую воду - применяются на объектах, испытывающих потребность в горячей воде и позволяют оптимизировать затраты на тепло, используя на полезные нужды тепло уходящих выхлопных газов котельных или газопоршневых электростанций;
  • пар - применяются на объектах, использующих большое количество пара в технологических нуждах.

Котлы утилизаторы устанавливаются на отвод выхлопных газов паровых котлов или газовых электростанций увеличивая таким образом выработку пара для нужд объекта.

Устройство котла-утилизатора

Современная конструкция котла-утилизатора обеспечивает возможность проведения предпусковых и эксплуатационных водно-химических промывок пароводяного тракта, а также консервации внутренних поверхностей котла при остановках.

Элементы каркаса котла соединены между собой на монтаже с помощью высокопрочных болтовых соединений.

Пароводяной тракт котла укомплектован запорной, регулирующей и защитной арматурой, контрольно-измерительными приборами, дренажами, воздушниками, устройствами для отбора проб воды и пара. В газоходе котла-утилизатора предусмотрена установка штуцеров, бобышек и других отборных устройств для газового тракта.

Котел оснащен технологическими защитами, блокировками, авторегуляторами, средствами дистанционного управления. На станции котел-утилизатор установлен в закрытом помещении.

Отработавшие в котле-утилизаторе продукты сгорания газотурбинной установки удаляются в атмосферу через дымовую трубу. С дымовой трубой и с газовой турбиной котел соединен через компенсаторы.

Величина выбросов окислов азота в системе газотурбинная установка — котел-утилизатор определяется их концентрацией за газотрубинной установкой, в самом котле не предусмотрено мероприятий по снижению выбросов.

Крупные котлы-утилизаторы не имеют всех элементов котлоагрегата. Отходящие вторичные газы попадают сразу на поверхности нагрева (экономайзер, испаритель, пароперегреватель). Воздухоподогреватель и топка в котлах-утилизаторах отсутствуют, так как газы, используемые в котле, образуются в технологическом процессе основного производства. Температура газов, поступающих в энергетический котел-утилизатор, приблизительно составляет 350—700°C.

Газоход котла образован металлической обшивкой. Размещенные в газоходе поверхности нагрева подвешены к потолочному перекрытию каркаса. Барабаны опираются на металлоконструкции каркаса.

Металлическая обшивка крепится в районе поверхностей нагрева к колоннам каркаса.

Диффузор и газоход поверхностей нагрева изнутри покрыты изоляцией, поверх которой установлена металлическая обшивка.

Выходная часть газохода (конфузор, шумоглушитель) покрыта наружной изоляцией и декоративной обшивкой. Входная и выходная части газохода опираются на металлоконструкции.

Поверхности нагрева котла-утилизатора выполнены в виде вертикальных блоков из труб с наружным поперечным просечным и сплошным оребрением. По ходу газов последовательно расположены ПВД, ИВД, ЭВД, ПНД, ИНД, ГПК.

В верхней и нижней частях газохода в районе поверхностей нагрева выполнены «теплые» ящики, отделенные от потока газов съемными металлическими щитами.

В выходной части газохода расположен электрифицированный отсечной клапан для поддержания котла в горячем состоянии при остановке. За отсечным клапаном установлен двухступенчатый шумоглушитель и компенсатор за котлом.

Котлы-утилизаторы часто выполняются однокорпусным вертикального профиля с принудительной циркуляцией среды в испарительных контурах высокого и низкого давления с подвеской поверхностей нагрева к собственному каркасу через промежуточные металлоконструкции.

Котел-утилизатор выполнен газоплотным за счет металлической обшивки. Пароводяной тракт состоит из отдельных контуров высокого и низкого давлений. Контур высокого давления включает экономайзерную, испарительную и пароперегревательную поверхность. Контур низкого давления - испарительную и пароперегревательную.

Для снижения температуры уходящих газов на котле установлен работающий автономно газовый подогреватель конденсата (ГПК).

Поверхности нагрева котла-утилизатора изготавливаются из труб с наружным спиральным оребрением и поставляются модулями, габариты которых ограничены габаритами железнодорожного пути.

Рабочий диапазон регулирования нагрузки котла-утилизатора составляет 100%...50% от номинальной.

Регулирование давления и температуры пара в котлоагрегате не предусматривается, так как он должен работать при скользящих параметрах пара, определяемых расходом и температурой газов, поступающих в котел-утилизатор от ГТУ, и паровой турбиной.

Котел-утилизатор оснащается системами контроля технологических параметров, защит и блокировок и автоматического регулирования, необходимых для оперативного управления, безопасной эксплуатации, экономической работы и анализа его надежности и экономичности.

Строительство котла-утилизатора ПГУ

Фотографии строительства котла-утилизатора ПГУ Фотографии строительства котла-утилизатора ПГУ строительство котла-утилизатора ПГУ строительство котла утилизатора ПГУ котел-утилизатор ПГУ 

www.gigavat.com

Котлы утилизаторы водогрейные: виды, область применения.

Многие виды промышленного производства в своей работе не могут обойтись без получения вторичных продуктов, которые нужно каким-то образом утилизировать.Содержание

Водогрейный котел-утилизатор

Если при каком-либо технологическом процессе выделяется горячий пар или газ, зачем же его просто так выбрасывать в атмосферу и ухудшать и без того не радужную ситуацию с экологией?

Тем более, что затраты на производство зависят не только от налогов, обслуживания оборудования и цен на первичные ресурсы, но и от стоимости и объемов утилизируемой продукции.

Поэтому, в коксохимическом и других производствах так важно использовать котлы-утилизаторы для получения горячей воды или отопления производственных помещений.

Водогрейный котел утилизатор представляет собой агрегат без топочного отделения, в него поступают горячие отходящие газы. Именно за счет их температуры и происходит нагрев пара или воды для получения горячего тепло- и водоснабжения.

Паровой котёл МЗК предназначен для получения насыщенного пара с температурой 175°С и рабочим давлением 0,8 МПа используемого для технологических и отопительных нужд.

Что такое паровой котёл КП, вы можете узнать тут.

В определенных модификациях есть и топочные устройства, когда это касается переработки некоторых вторичных газов. Эти газы имеют дополнительную горючесть, за счет чего их можно дожечь и получить еще больше теплоносителя для нагрева воды или пара.

Такое оборудование предназначено не только для дополнительной переработки вторичных газов и обеспечения горячего водоснабжения и отопления.

Энергия, получаемая за счет забора температуры у горячих газов (и их дожигания для горючих), может быть направлена на обеспечение других технологических процессов.

За счет когенерационных установок — усовершенствованных котлов-утилизаторов,  можно получать дополнительно электроэнергию или же холод для технологических процессов.

Кроме того, посредством таких устройств происходит улавливание частиц технологического сырья, которые могут находиться в газах и требуют установки дополнительных фильтров, если нет котлов.

Работа этих агрегатов позволяет заботиться об экологии, сокращать количество и температуру выбросов и позволяет экономить на затратах по нагреву воды/пара/других жидкостей и газов.

Классификации оборудования

Есть несколько основных видов оборудования, в которых учитываются:

  1. Температура вторичных газов на входе в котлоагрегат.
  2. Параметры пара.
  3. Организация взаимного движения пара и воды.
  4. Циркуляция в испарительном контуре котла.
  5. Конструктивное исполнение в зависимости от компоновки и поверхностей нагрева.

По первому признаку котлы-утилизаторы бывают: низкотемпературные (температура вторичных газов менее 900 градусов), высокотемпературные (температура более 1000 градусов Цельсия).

В низкотемпературных унос тепла происходит за счет конвекции, в высокотемпературных — за счет излучения и изменения агрегатного состояния.

Водогрейный котел утилизатор может быть выполнен с естественной циркуляцией или же с многократно принудительной в зависимости от характера вторичных газов и устройства самого котлоагрегата.

Котлы-утилизаторы имеют следующий принцип работы: они генерируют энергию в виде нагретой воды, пара или воздушного потока.

Подробнее о котлах утилизаторах газов, вы можете узнать здесь.

По конструктивному исполнению бывают: башенные, П-образные, горизонтально-туннельные и радиационно-конвективные.

При разработке и установке должны учитываться технологические особенности производств, где поступление горячих газов происходит циклично.

И не всегда эти циклы в должной мере согласованы и отлажены. Поэтому такие устройства имеют высокий уровень автоматизации, которая быстро улавливает все особенности поступления газов в зависимости от температуры и объемов.

Область применения

Особое значение это оборудование имеет для коксохимического производства. Так как при сухом тушении раскаленного кокса выделяется большое количество физической теплоты, которую нужно обязательно использовать для сокращения расходов условного топлива.

Котлы-охладители конверторных газов используются для сталеплавильного производства для обработки горячих углеродных газов. Они образуются за счет продувания кислородом конвекторов.

Такой вид котлов позволяют сократить конверторный унос и вред для атмосферного воздуха. Они представляют собой радиационно-конвективные агрегаты, в которых реализована многократная принудительная циркуляция и предусмотрена 2-ступенчатая схема испарения.

В некоторых модификациях предусмотрено дожигание оксида углерода, в некоторых — нет.

В последнее время начали применяться модернизированные котлы-утилизаторы, которые применяют для парогазовых установок на тепловых электростанциях.

Деаэраторы атмосферного давления применяются в схемах приготовления питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения и горячего водоснабжения на ТЭС и в котельных.

Что такое вакуумные деаэраторы, вы можете узнать тут.

В них используются вторичные газы, которые выделяются в процессе работы газовой турбины. Получаемый пар (среднего и высокого давления) затем используется заново в турбине, за счет чего значительно экономится топливо.

Котлы для утилизации тепла уходящих газов от газовых турбин или же поршневых двигателей нашли свое применение в когенерационных установках. В результате работы получают пар, который идет на технологические нужды или отопление/обеспечение горячей водой.

Энерготехнологические агрегаты — новая ступень развития утилизаторов

В таких установках повышено технологическое и энергоэффективное взаимодействие всего технологического процесса с модернизированными котлоагрегатами-утилизаторами.

Это позволяет оптимизировать расходы топлива, сократив их, и свести к минимуму выбросы в атмосферу.

Энерготехнологические агрегаты не могут работать по отдельности, они представляют собой единый цикл, в котором совмещены производство и утилизация.

Сейчас ими все чаще заменяют устаревшее оборудование в бумажно-целлюлозной, химической и металлургической отраслях. Именно эти виды промышленности всегда были одними из самых загрязняющих экологию.

А в сложившейся нелегкой ситуации в экологической сфере — задача каждого предприятия должна состоять в защите окружающей среды.

Котлы на отработанном масле. Область применения и виды.

Об устройстве котла на отработанном масле, читайте здесь.

К тому же, ресурсов становится все меньше и их стоимость постоянно растет, поэтому использование котлов-утилизаторов и ЭТА позволяют получить высокий уровень экономии и сократить расходы на производство.

kotlotech.ru

Котел утилизатор: принцип работы простой и эффективный

Вопрос охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов всегда был и будет актуальным. На промышленных предприятиях коэффициент использования органического топлива на уровне 40%, а остальные газы выбрасываются в воздух. Часто температура отходящих газов достигает больше 1000°С.

E-система котла-утилизатора.

E-система котла-утилизатора. 

Использование котлов-утилизаторов решает вопрос переработки отходов и получение дополнительной теплоты за счет использования энергия отходящих газов.

Особенности работы котлов-утилизаторовКотел-утилизатор не имеет собственной топки, принцип его работы простой и эффективный, он основан на использовании теплоты, что выделяется во время технологических промышленных процессов при работе различных агрегатов или энергетических установок.

Если во время работы в составе отходящих газов есть не только физическая, но и химическая теплота (горючие составляющие), то их целесообразно сжечь. Котлы-утилизаторы имеют следующий принцип работы: они генерируют энергию в виде нагретой воды, пара или воздушного потока, она может быть использована во время работы другого оборудования для производства холода или тепла в когенерационных установках.

Одной из специфической особенностей работы промышленного оборудования является то, что в составе отходящих газов содержится много мелких частиц, которые пребывают в твердом, газообразном или жидком состоянии. Они образуются во время работы оборудования и являются частью окалины, металла, шлака, шихты. Во время процесса плавления металла, в составе отходящих газов появляется много жидких частиц. Все это получается из-за того, что печи работают при высоком температурном режиме.

Схема работы котла-утилизатора.

Схема работы котла-утилизатора.

Котлы-утилизаторы позволяют использовать теплоту отходящих газов, что повышает коэффициент использования топлива, уменьшает температуру вынесения технологического сырья, дает возможность его улавливать.

На то, как эффективно котлы-утилизаторы будут использовать теплоту отходящих газов, влияет тепловая мощность, которую имеет котел, режим поступления в него газов, температура отходящих газов. От того, сколько будет сжигаться топлива в конкретной технологической установке и какой процесс происходит, будет напрямую зависеть температура и количество отходящих газов. Много шихтовых газов образуется во время работы оборудования, используемого для плавки руд цветных металлов и во время продувки кислородом конвертеров, что преобразуют чугун в сталь.

Еще одним важным фактором, влияющим на работу котла, является режим поступления в него газов. Многие технологические установки имеют циклический принцип, а это, в свою очередь, негативно влияет на эффективность работы котлов-утилизаторов. Часто указанные неудобства возникают на конвертерном производстве, и цикличность работы печей приводит к тому, что котел-утилизатор будет работать с низкой эффективностью.Признаки, по которым котлы-утилизаторы делятся на группы

Схема котла-утилизатора.

Схема котла-утилизатора.

  1. В зависимости от температуры газов, что попадают в котел. По данному принципу утилизаторы делятся на низкотемпературные (<900°С) и высокотемпературные (> 1000°С). При низких температурах перенос тепла выполняется за счет конвекции, а при высоких температурах — за счет излучения. Если температура больше 1100°С, то продукты сгорания, что были в жидком состоянии, изменяют свое агрегатного состояние.
  2. По параметрам пара утилизатор может быть низкого давления (Р = 1,5 МПа, t=300°С), повышенного (4,5 МПа и 450°С) и высокого (10-14 МПа и 550°С).
  3. Также влияет принцип взаимного движения пара, воды и продуктов сгорания, утилизатор может быть водотрубным или газотрубным;
  4. В зависимости от способа движения воды в испарительном контуре, водотрубный утилизатор бывает с принудительной или естественной циркуляцией.
  5. В зависимости от оформления компоновки и поверхностей нагрева, утилизатор может быть горизонтального, туннельного, башенного типа. В низкотемпературных котлах используется принцип змеевиковой конвективной поверхности нагрева, а у высокотемпературных моделях — радиационно-конвективные поверхности.

Принцип действия газотрубных и водотрубных котлов

Газотрубный утилизатор

Газотрубные котлы выпускаются с горизонтальным и вертикальным их расположением, могут использоваться совместно с обжиговыми, мартеновскими и другими печами, которые имеют сравнительно небольшую мощность.

Газ, температура которого около 1200°С, выходит из печи и попадает в нижнюю часть газохода котла. Там установлены W-образные трубные ленточные и экранные настенные поверхности, конвективный пакет пароперегревателя. Тепло превращает воду в пар, и пароводяная смесь начинает циркулировать в указанных поверхностях. Во время работы утилизатор вырабатывает пар, давление которого до 4,5 МПа и температура до 440°С, что позволяет обеспечить электрическую мощность до 8 МВт. Чтобы поддерживать постоянный тепловой потенциал газов, поступающих в утилизатор, установлен предтопок с газовой горелкой.

Все газотурбинные утилизаторы имеют одинаковый принцип работы, независимо от того, в какой отрасли они используются. Они применяются для охлаждения отходящих газов, технологических установок, что имеют небольшую мощность.

Водотрубный утилизатор

Утилизаторы, имеющие многократную принудительную циркуляцию, широко используются в промышленности. То, что такой анализатор имеет принудительную циркуляцию, позволяет испарительный элемент делать любой формы и ориентации в пространстве.

В таких котлах испарительная система распределяется на несколько секций, они подключены параллельно, это позволяет значительно снизить сопротивление испарительной части и использовать циркуляционные насосы меньшей мощности.

Вода, которая питает утилизатор, поступает через водяной экономайзер, а затем в барабан котла. Отсюда при помощи насоса вода через шламоотделитель идет в испарительные пакеты, которые включены параллельно. Полученная пароводяная смесь в барабане сепарируется, и вода отделяется от пара. После чего пар через пароперегреватель идет к потребителю. В зависимости от того, где надо установить утилизатор, его компоновка может быть П-образной, башенной или горизонтальной.Котлы-утилизаторы в парогазовых и когенерационных установкахВ парогазовых установках используются котлы-утилизаторы, которые рассчитаны для получения пара среднего и высокого давления для дальнейшего его использования в паровой турбине. В таком котле источником энергии также является энергия отходящих газов. Здесь используются водотрубные котлы, у которых конвективные поверхности нагрева и многократная принудительная циркуляция. От мощности паровой турбины будет зависеть конструкция котла, он может быть одноконтурным или иметь 2 независимых контура, в которых будет разное давление пара.

Такие барабанные утилизаторы вырабатывают пар, давление которого от 0,65 до 8 МПа, а также горячую воду, за счет того, что утилизируют тепло выхлопных газов от газотурбинной установки.

Если говорить о котлах-утилизаторах когенерационных установок, то они используют теплоту выхлопных газов поршневых двигателей или газовых турбин. Вырабатывают пар, который используют для подогрева воды в системе отопления или для технологических нужд. Такие котлы делают одноконтурными с принудительной циркуляцией.

Самые популярные статьи блога за неделю

teplomonster.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта