РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ УТИЛИЗАТОРОВ ТЕПЛОТЫ ВОЗДУХА, УДАЛЯЕМОГО МЕСТНОЙ И ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ, И ТЕПЛОТЫ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ОТРАСЛИ

Проект НИИ стройдормаш
Ростовский государственный строительный университет Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина

Ростовская государственная академия архитектуры и искусства

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ УТИЛИЗАТОРОВ ТЕПЛОТЫ ВОЗДУХА, УДАЛЯЕМОГО МЕСТНОЙ И ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ, И ТЕПЛОТЫ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ОТРАСЛИ СТРОИТЕЛЬНОГО И ДОРОЖНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

Ростов-на-Дону, 2000

Содержание

1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ 2. ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРЫ ДЛЯ УСТАНОВОК УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА 3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ РИСИ 4. МЕТОДИКА ТЕПЛО-АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ЛИНИЙ СВЯЗИ УСТАНОВОК КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА 5. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СОВМЕСТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ДЫМОСОСОВ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ПЛОТНОСТИ ТРАНСПОРТИРУЕМОЙ СРЕДЫ В ИХ ВХОДНЫХ ПАТРУБКАХ ЛИТЕРАТУРА

Рекомендации предназначены для специалистов в области проектирования предприятий строительного и дорожного машиностроения, а также работников энергетических служб предприятий.

В составлении рекомендаций участвовали: ПроектНИИстройдормаш:

Главный специалист отдела Ткаченко Л.А. (раздел 1) Ростовский государственный строительный университет: профессор, д.т.н. Новгородский Е.Е. (разделы 1, 2, 3) Московский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина:

доцент, к.х.н. В.А. Широков (разделы 1, 2) Ростовская государственная академия архитектуры и искусств: доцент, к.т.н. Василенко А.И. (разделы 1, 4, 5).

1.1. Настоящие Рекомендации разработаны в развитие «Рекомендаций по применению утилизаторов тепла воздуха, удаляемого местной и общеобменной вентиляцией, и тепла дымовых газов на промышленных предприятиях отрасли» (вторая редакция), 1986 г., и предназначены для применения при проектировании установок утилизации теплоты на предприятиях строительного и дорожного машиностроения.

1.2. Утилизация теплоты вентиляционного воздуха.

1.2.1. Целесообразность установки и выбор типа теплоутилизационных устройств и систем должен определяться на основании технико-экономического расчета с учетом требований государственных стандартов, а также строительных норм и правил.

1.2.2. Для нагрева (охлаждения) приточного воздуха в воздуховоздушных теплоутилизаторах (без промежуточного теплоносителя) не допускается использовать воздух общеобменной и местной вентиляции:

удаляемый из помещений с производствами категорий А, Б или Е, а также в местных отсосах, удаляющих взрывоопасные и легковоспламеняющиеся вещества, горючие газы или пары;

содержащие осаждающиеся (конденсирующиеся) на поверхностях теплообмена теплоутилизаторов вредные вещества 1, 2 и 3 класса опасности;

содержащие болезнетворные бактерии, вирусы и т.п. или имеющие резко выраженные неприятные запахи.

1.2.3. Теплоутилизаторы с промежуточным теплоносителем допускается применять для нагревания приточного воздуха без ограничения.

1.2.4. Конструкции устройств для утилизации теплоты вентиляционного воздуха представлены в [1].

1.3. Утилизация теплоты дымовых газов.

1.3.1. Источниками дымовых газов для утилизации теплоты на предприятиях отрасли являются нагревательные печи кузнечных цехов с температурой дымовых газов 1000-1100 °С, термические печи термических и термообрубных цехов и участков с температурой дымовых газов 600-800 °С, плавильные агрегаты в литейном производстве с температурой дымовых газов 800-900 °С, различные сушила и стенды для сушки ковшей в литейных цехах с температурой дымовых газов 300-400 °С, промышленные котельные с температурой дымовых газов 150-200 °С.

1.3.2. Схемы использования теплоты продуктов сгорания условно делятся на два типа:

замкнутые, для нагрева воздуха, подаваемого для сжигания газа в тепловых агрегатах (котел, печь);

разомкнутые, с использованием теплоты продуктов сгорания вне топливопотребляющего агрегата (в низкотемпературном агрегате или для получения пара, горячей воды, нагретого воздуха и пр.).

1.3.3. При использовании разомкнутой схемы рекомендуется:

подача продуктов сгорания в котел-утилизатор, вырабатывающий насыщенный пар;

подача дымовых газов в наружный рекуперативный или трубчатый воздухонагреватель для подогрева наружного воздуха для целей отопления, вентиляции или кондиционирования воздуха;

установка последовательно по ходу продуктов сгорания воздухоподогревателя и контактного водоподогревателя (ступенчатое использование теплоты). Воздух, нагретый в воздухоподогревателе, рекомендуется использовать для воздушного отопления производственных помещений, вода, нагретая в контактном водоподогревателе может накапливаться в баках аккумуляторах и использоваться для нужд горячего водоснабжения;

подача продуктов сгорания с температурой не выше 200 °С (от котельных агрегатов) в контактный экономайзер с активной насадкой для получения горячей воды для нужд горячего водоснабжения;

подача продуктов сгорания в водоподогреватель для получения горячей воды, используемой в системах отопления бытовых или небольших производственных помещений.

1.3.4. Принципиальные схемы теплоутилизирующих установок для предприятий отрасли представлены в [2].

1.3.5. При проектировании установок утилизации теплоты продуктов сгорания подлежат разработке следующие вопросы:

эффективность и качественное сжигание газа в головных агрегатах;

отвод продуктов сгорания газа из головного агрегата и транспортировка их в последующие теплоиспользующие агрегаты;

удаление продуктов сгорания из хвостового агрегата;

применение систем автоматики безопасности и регулирования, обеспечивающих эффективную и безопасную работу установок в случаях

отключения одного или нескольких агрегатов, а также при работе головного агрегата в нестационарных режимах эксплуатации;

организация контроля основных параметров работы агрегатов при осуществлении технологических процессов;

согласование режимов работы дымососов и вентиляторов теплоутилизирующих установок с технологическими требованиями к режимам работы теплоиспользующего оборудования;

экономия электроэнергии на привод дымососов и вентиляторов теплоутилизирующих установок;

оптимизация линий связи установок;

мероприятия по охране труда и техники безопасности.

1.4. Для экономии электроэнергии на привод дымососов и вентиляторов теплоутилизирующих установок рекомендуется:

устанавливать нагнетатели на участках установок с максимальной плотностью транспортируемой среды;

в целях сокращения подсосов воздуха в газоходы и воздуховоды установок в необходимых случаях предусматривать последовательную установку нагнетателей;

при проектировании систем воздушного отопления, сопряженных с трактом продуктов сгорания газа, предусматривать установку вентилятора до воздухонагревателя, и проектировать систему так, чтобы аэродинамическое сопротивление ее участка, расположенного после воздухонагревателя, было минимальным.

1.5. Утилизация теплоты систем оборотного водоснабжения.

1.5.1. Используемые на заводах отрасли системы оборотного водоснабжения нуждаются в совершенствовании из-за значительных потерь теплоты при охлаждении нагретой воды в градирнях. Поэтому рекомендуется использовать в системах оборотного водоснабжения тепловых насосов на основе бромисто-литиевых абсорбционных холодильных машин, что даст возможность использовать сбрасываемую теплоту для нагрева воды до температуры 50-55 °С для нужд горячего водоснабжения.

1.5.2. Выбор типа теплонасосной установки необходимо производить на основе технико-экономического анализа с учетом потребности предприятия в горячем водоснабжении.

1.5.3 При необходимости выработки на предприятии одновременно теплоты и холода рекомендуется применять тепловые насосы. В большинстве случаев одновременная выработка теплоты и холода тепловыми насосами более эффективна в энергетическом отношении, чем их раздельное получение на традиционных установках, так как в этом случае необратимые потери энергии в холодильном цикле используются для получения теплоты, отдаваемой потребителю.

2.1. Разработанные ведущими организациями страны Теплопроектом и Гипромезом установки для утилизации теплоты дымовых газов предназначены для использования с технологическим оборудованием большой производительности (доменные печи, коксовые батареи, мартеновские печи и т.д.), что затрудняет их применение в условиях отрасли, поэтому, в принципиальных схемах утилизации теплоты на предприятиях отрасли рекомендуется применять следующее оборудование:

котлы-утилизаторы газотрубные типа «Г» Белгородского завода энергетического машиностроения;

воздухоподогреватели ВР-1 чугунные секционные рекуперативные с игольчатыми поверхностями нагрева по газовой и воздушной сторонам;

воздухоподогреватели ВР-2 чугунные секционные рекуперативные с поверхностями нагрева волнистой по газовой и игольчатой по воздушной сторонам;

воздухоподогреватели трубчатые (ВТ);

контактные аппараты с активной насадкой (КТАН);

водоподогреватели трубчатые системы РИСИ;

поверхностные теплообменники типа КСК.

2.2. Котлы-утилизаторы газотрубные типа «Г» предназначены для выработки насыщенного пара, который направляется в сеть предприятия или используется для приготовления горячей воды.

2.2.1. Котлы-утилизаторы могут применяться при температуре продуктов сгорания 1000-1200 °С и количестве их 8000-15000 нм³/ч.

2.2.2. Для обеспечения нормальной работы котлов утилизаторов необходима стабильная подача продуктов сгорания в течение суток, расположение их как можно ближе к источнику тепловых ресурсов, обеспечение минимальных подсосов холодного воздуха в печах и газоходах.

2.2.3. При проектировании установок котлов-утилизаторов необходимо пользоваться требованиями, изложенными в «Указания и нормы технологического проектирования и технико-экономические показатели энергохозяйства предприятий черной металлургии, т. 6».

2.3. Воздухоподогреватель ВР-1.

2.3.1. Воздухонагреватель предназначен для подогрева наружного воздуха, предназначенного для систем воздушного отопления и вентиляции производственных помещений.

2.3.2. Воздухоподогреватель предназначен для использования при температуре продуктов сгорания 600-900 °С и их незначительной запыленности.

2.3.3. Технические характеристики воздухоподогревателя приведены в [2], теплотехнический расчет воздухонагревателя следует выполнять на основе методики, изложенной в [3].

2.4. Воздухоподогреватель ВР-2.

2.4.1. Назначение воздухоподогревателя аналогично назначению воздухоподогревателя ВР-1.

2.4.2 Волнистая поверхность нагрева воздухоподогревателя по газовой стороне допускает его применение для охлаждения запыленных продуктов сгорания.

2.4.3. Конструкция воздухоподогревателя представлена в [2], теплотехнический расчет следует выполнять на основе методики, приведенной в [3].

2.5. Воздухоподогреватель ВТ.

2.5.1 Назначение воздухоподогревателя аналогично назначению воздухоподогревателей ВР-1 и ВР-2.

2.5.2 Воздухонагреватель может использоваться при температуре продуктов сгорания до 400 °С при их незначительной запыленности.

2.5.3. Теплотехнический расчет воздухонагревателя выполняется на основе методики, изложенной в [3].

2.6. Контактный аппарат с активной насадкой (КТАН).

2.6.1. Контактный аппарат является устройством рекуперативно-смесительного типа и предназначен для подогрева воды продуктами сгорания газа. Вода, подогретая до температуры 50-55 °С, накапливается в баках- аккумуляторах и используется для нужд горячего водоснабжения предприятия.

2.6.2. Контактный аппарат может использоваться при температуре продуктов сгорания до 200 °С (продукты сгорания после котельного агрегата или воздухоподогревателя).

2.6.3. Номенклатурный ряд контактных аппаратов и методика их расчета приведены во «Временных технических условиях на проектирование котельных с использованием вторичных энергоресурсов».

2.7. Теплоутилизаторы АЭ.

2.7.1. Назначение теплоутилизаторов аналогично назначению контактных аппаратов КТАН.

2.7.2. Технические характеристики теплоутилизаторов приведены в [2].

2.8. Водоподогреватель системы РИСИ.

2.8.1. Водоподогреватель является аппаратом рекуперативного типа и предназначен для подогрева воды продуктами сгорания газа с температурой 700-900 °С.

2.8.2. Максимальная температура нагрева воды в водоподогревателе 150 ОС.

2.8.3. Конструкция водоподогревателя и его технические характеристики приведены в [2], методика теплотехнического расчета представлена ниже.