СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА

Полезная модель относится к устройствам для утилизации тепла пылегазовых смесей, отходящих от тепло-технологических агрегатов, в которых осуществляется процесс термической обработки материалов, например, от печей обжига, используемых в технологическом процессе изготовления цемента, извести, удобрений и др.
Экономически целесообразным является полезное использование (утилизация) тепла, уносимого продуктами, отходящими от тепло-технологического агрегата.
Известны системы для утилизации тепла горячих пылегазовых смесей, отходящих от используемых в составе различных технологических установок тепло-технологических агрегатов (см., например, RU 2116118, RU 2129040). Данные системы включают утилизатор тепла, представляющий собой теплообменный аппарат рекуперативного типа, в котором тепло поступающей в него с выхода тепло-технологического агрегата пылегазовой смеси передается нагреваемой среде, например, воде.
В качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения авторами выбрана система утилизации тепла, описанная в RU 2116118.
Указанная система утилизации тепла используется в составе установки для пылеочистки газов, отходящих от тепло-технологического агрегата, в частности, от печи обжига известняка, и включает линию отвода пылегазовой смеси от печи обжига и выполненный в виде теплообменника утилизатор тепла. Теплообменник имеет снабженный входом и выходом канал теплоносителя (пылегазовой смеси), выполненный в виде вертикально ориентированной трубы из теплопроводящего материала и снабженный входом и выходом канал нагреваемой среды (воды), причем вход канала теплоносителя соединен с выходом линии отвода потока пылегазовой смеси от печи обжига.
Общей проблемой, характерной для систем утилизации тепла пылесодержащих газов, использующих в качестве утилизатора тепла теплообменные аппараты рекуперативного типа, является то, что при прохождении потока пылегазовой смеси через канал теплоносителя частицы пыли частично оседают на поверхности теплопроводящей стенки, разделяющей канал теплоносителя и канал
нагреваемой среды. По мере эксплуатации системы утилизации тепла на указанной поверхности образуется слой пылеобразующего материала, вследствие чего снижается коэффициент теплопередачи через теплопроводящую стенку и, соответственно, снижается эффективность процесса утилизации тепла.
В выбранной в качестве ближайшего аналога системе утилизации тепла за счет вертикального расположения в утилизаторе тепла канала теплоносителя снижается количество оседающих на поверхности теплопроводящей стенки частиц пыли, однако, данная мера является недостаточной для существенного уменьшения оседания частиц пыли на указанной поверхности.
Задачей заявляемой полезной модели является уменьшение оседания частиц пыли на поверхности теплопроводящей стенки, разделяющей канал теплоносителя и канал нагреваемой среды в утилизаторе тепла.
Сущность полезной модели заключается в том, что в системе утилизации тепла пылегазовой смеси, отходящей от тепло-технологического агрегата, включающей линию отвода потока пылегазовой смеси от тепло-технологического агрегата и утилизатор тепла, имеющий снабженный входом и выходом канал теплоносителя, в качестве которого использована пылегазовая смесь, и снабженный входом и выходом канал нагреваемой среды, отделенные друг от друга теплопроводящей стенкой, причем вход канала теплоносителя соединен с выходом линии отвода потока пылегазовой смеси от тепло-технологического агрегата, согласно полезной модели на линии отвода потока пылегазовой смеси от тепло-технологического агрегата размещен источник тепла.
В частном случае выполнения полезной модели система содержит в качестве источника тепла вмонтированную в линию отвода потока пылегазовой смеси от тепло-технологического агрегата газовую горелку.
Благодаря наличию утилизатора тепла, имеющего снабженный входом и выходом канал теплоносителя и снабженный входом и выходом канал нагреваемой среды, отделенные друг от друга теплопроводящей стенкой, обеспечивается возможность передачи тепла от теплоносителя (пылегазовой смеси) к нагреваемой среде в процессе их перемещения по соответствующим каналам.
Размещение источника тепла на линии отвода потока пылегазовой смеси от тепло-технологического агрегата дает возможность подогрева потока пылегазовой смеси перед входом в утилизатор тепла. При подогреве потока пылегазовой смеси
увеличивается скорость его движения. Соответственно, движущиеся с большей скоростью частицы пыли в меньшей степени оседают на поверхности стенки канала теплоносителя. Кроме того, при повышении температуры частиц пыли снижается их способность к адгезии к поверхности стенки канала теплоносителя, что также приводит к уменьшению оседания частиц пыли на указанной поверхности. В качестве источника тепла могут быть использованы, например, проволочный электронагреватель, газовая горелка.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемой полезной модели, является существенное уменьшение оседания частиц пыли на поверхности теплопроводящей стенки, разделяющей канал теплоносителя и канал нагреваемой среды в утилизаторе тепла.
В случае, когда система в качестве источника тепла содержит газовую горелку, удается в большей степени увеличить скорость движения потока пылегазовой смеси, поскольку его скорость увеличивается как за счет подогрева, так и за счет поступления в него дополнительного потока газа от газовой горелки. Указанные факторы способствуют еще большему уменьшению оседания частиц пыли на поверхности теплопроводящей стенки.
На фигуре представлен общий вид системы утилизации тепла. Система утилизации тепла содержит утилизатор 1 тепла. В утилизаторе 1 тепла имеется канал 2 теплоносителя с входом 3 и выходом 4 и канал 5 нагреваемой среды с входом 6 и выходом 7, отделенные друг от друга теплопроводящей стенкой 8. Система также содержит линию 9 отвода потока пылегазовой смеси от тепло-технологического агрегата 10. Выход 11 линии 9 отвода потока пылегазовой смеси от тепло-технологического агрегата 10 соединен со входом 3 канала 2 теплоносителя. На линии 9 отвода потока пылегазовой смеси от тепло-технологического агрегата 10 размещен источник тепла 12, выполненный, в частности, в виде газовой горелки, вмонтированной в линию 9 отвода потока пылегазовой смеси.
Система утилизации тепла работает следующим образом.
Отходящий от тепло-технологического агрегата 10 поток пылегазовой смеси по линии 9 отвода пылегазовой смеси от тепло-технологического агрегата поступает с ее выхода 11 в утилизатор 1 тепла на вход 3 канала 2 теплоносителя. В утилизатор 1 тепла также поступает нагреваемая среда, в частности, вода, подаваемая на вход 6
канала 5 нагреваемой среды. В процессе перемещения пылегазовой смеси по каналу 2 и воды по каналу 5 происходит передача тепла через стенку 8 от теплоносителя (пылегазовой смеси) к нагреваемой среде (воде). Охлажденная пылегазовая смесь выходит из утилизатора 1 тепла через выход 4 канала 2, а нагретая вода выходит из утилизатора 1 тепла через выход 7 канала 5. Перед поступлением в утилизатор 1 тепла пылегазовая смесь подогревается с помощью газовой горелки 12. При подогреве потока пылегазовой смеси скорость его движения увеличивается как за счет подогрева, так и за счет поступления в него струи газа от газовой горелки 12. Кроме того, при повышении температуры частиц пыли снижается их способность к адгезии к поверхности стенки 8 канала 2 теплоносителя. В результате достигается значительное уменьшение оседания частиц пыли на указанной поверхности, что обуславливает повышение эффективности процесса утилизации тепла.