1. Постановка задачи

Уходящие из установок тепловые вторичные энергетические ресурсы несут, как правило, значительное количество теплоты. Эта теплота может быть полезно использована двумя способами:

1. Возвратом тепла в установку - регенеративное теплоиспользование;

2. Использованием его в другой установке – внешнее теплоиспользование.

В определенных случаях возможно использование теплоты вторичных энергоресурсов за счет непосредственного их возврата в установку. Например, теплый вентиляционный воздух из помещения может частично возвращаться туда уже в качестве приточного воздуха. Осуществляется так называемая рециркуляция. Рециркуляция – наиболее простой и дешевый способ регенеративного использования вторичных энергетических ресурсов. Ее осуществление требует минимальных капитальных затрат. Полная рециркуляция уходящих из теплоиспользующих установок газов и жидкостей без их дополнительной обработки невозможна. Однако, даже частичная рециркуляция возможна далеко не всегда.

Например, запыленный, имеющий токсичные примеси или неприятный запах вентиляционный воздух не должен возвращаться в помещение по санитарным нормам. В этих случаях для утилизации тепла вторичных энергоресурсов путем подогрева веществ, поступающих в установку, используют теплообменные аппараты.

В некоторых случаях при внешнем теплоиспользовании можно использовать ВЭР напрямую (не используя теплообменные аппараты). Например, горячие дымовые газы после разбавления воздухом можно направить в сушильную установку. Если же дымовые газы вследствие их загрязненности нельзя использовать для сушки материала по требованиям технологического процесса, их направляют в теплообменник для нагрева воздуха, который используется в качестве сушильного агента. Первый из этих способов экономичнее, поскольку не требует больших капитальных затрат.

Использование ВЭР в химической технологии таит в себе огромнейшие резервы экономии различных видов энергии.

Целью данного курсового проекта является технологический расчет одного из возможных способов использования теплоты отходящих дымовых газов, образующихся при сжигании первичного топлива в технологической печи.

2. Описание технологической схемы

Схема теплоутилизационной установки приведена в графическом приложении на рис. 1.

Печь перегрева водяного пара предназначен для повышения температуры насыщенного водяного пара до необходимой величины. Источником теплоты является реакция окисления (горения) первичного топлива. Образующиеся при горении дымовые газы отдают свою теплоту в радиационной, а затем в конвекционной камере камерах сырьевому потоку (водяному пару). Перегретый водяной пар поступает к потребителю, а продукты сгорания покидают печь, имея достаточно высокую температуру (450-500 ⁰С).

Для повышения эффективности использования теплоты первичного топлива на выходе из печи устанавливается утилизационная установка. В предлагаемом варианте она представлена котлом-утилизатором (КУ) и воздухоподогревателем (ВП).

Теплоносителем в КУ являются дымовые газы, покинувшие печь. В результате протекания процесса теплообмена в котле-утилизаторе температура дымовых газов снижается от до . Питательная вода поступает в КУ с блока водоподготовки, пройдя необходимую очистку от солей жесткости и деаэрацию. На выходе из котла-утилизатора образуется насыщенный водяной пар. Параметры работы КУ выбираются таким образом, чтобы температура насыщенного водяного пара соответствовала температуре входа в печь, так как он смешивается с основным сырьевым потоком, поступающим в печь.

За КУ установлен воздухоподогреватель, служащий для подогрева воздуха, подаваемого в топку для обеспечения процесса горения. Перемещение продуктов сгорания осуществляется за счет дымососа, а воздуха - за счет работы вентилятора.