Erfindung
Russische Föderation Patent RU2293257

VERFAHREN ZUR HEIZWASSER UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG

VERFAHREN ZUR HEIZWASSER UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG

Name des Erfinders: Stanislav Y. Terpugov
Der Name des Patentinhabers: Terpugov Stanislav Y.
Korrespondenzanschrift: 644060, Omsk-60, P / 1006 T.A.Shishurinoy
Startdatum des Patents: 2001.07.13

Die Erfindung bezieht sich auf den Energiesektor und soll Erzeugung von Warmwasser durch Nutzung der thermischen Energie bei der Verbrennung von Abgasen in Flares chemischen und Erdölraffinerien Herstellung freigesetzt. Zusammenfassung der Erfindung, dass das Heizwasser, mit konvektive Wärmeübertragung in den Wasserstrom, der die Außenfläche des Rauchrohres baden, wird gesagt, durchgeführt, indem sie durch Rohrflammenverbrennungs flare direkt über dem Bereich der Brennerflamme, während das Wasser für die Heizung an die Spitze eines Fackelschaft zugeführt wird . Vorrichtung zum Erwärmen von Wasser enthält einen Ofen oberhalb des Ofenwärmetauscher als eine Wasserkammer mit Rohr Zufuhr und Abfuhr von Wasser ist und sich in dem Wasservolumen Heizrohren Kammereinlass installiert Enden offen in das Innere des Ofens, wobei die Brennereinrichtung als Hohlkörper ausgebildet ist offen Boden und ist mit einer Einheit zum Bilden einer Schnittstelle mit einem Ausgangsteil des Rumpfes flare vorgesehen. Host-Schnittstelle ist als Stützring entworfen soll den Stamm flackern an ihrem äußeren Umfang zu decken, und Streben um den Ring herum angeordnet und starr diese mit dem Ofenkörper aus dem offenen Boden verbindet. Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung für dessen Umsetzung ermöglicht es Ihnen, aus der Verbrennung von Abgasen in Flares erzeugt als Energie für die Warmwasserbereitung Wärme zu nutzen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Energiesystem und ist so konzipiert , heiß, vor allem zurück industrielle Heizungswasser durch den Einsatz von Wärmeenergie bei der Verbrennung von Abgasen in Flares chemischen und Erdölraffinerien frei zu bekommen, und kann in der Ölraffinerie und der chemischen Industrie verwendet werden , heißes Wasser für ihre eigene zu produzieren industrielle Zwecke oder für die Warmwasserversorgungsunternehmen in der Nähe Wohnsiedlungen.

Wassererhitzungsverfahren ist bekannt (vgl. RU 2.148.214, IPC F 24 N 1/10, publ. 27.04.2000), die zunächst das Wasser besteht darin, dass durch die Verbrennung und den Wärmeaustausch mit kaltem Wasser, durch heiße Verbrennungsgase in die Kontaktvorrichtung erwärmt wird, dann erhitzt Wasser in einem rohrförmigen Wärmetauscher.

Eine bekannte Lösung zeichnet sich durch Einfachheit, hohe Betriebssicherheit und in der gleichen Weise wie die beanspruchte Lösung gekennzeichnet kann in Heizsystemen und für industrielle Zwecke verwendet werden. Allerdings sind die technischen Möglichkeiten dieser Methode des Heizwassers begrenzt in Bezug auf das Volumen der Warmwassermasse und Temperaturparameter, mit der Strömung stattfindet speziell für diesen Kraftstoff-Zwecken.

Bekannt und das Verfahren zur Erzeugung von Warmwasser für Heizung und Warmwasser (siehe. Bid №98110520, IPC F 24 D 9/00, publ. 05.10.2000), Wasserheizung inklusive, aufwärmen es, die Ausgabe von heißem Wasser an die Verbraucher, so dass heißes Wasser erzeugt unterteilt in die Konturen von Heizung und Warmwasser, Wasser, heißem Wasser, um die Restwärme des Rauchgases erwärmt wird, ist Heizwasser beheizt kontakt regenerative Kondensationswärme von Wasserdampf mit der Entwicklung von Kondensat in der Schaltung von heißem Wasser gerichtet und erwärmt sich die Oberfläche Strahlung mit der anschließenden Aufnahme von Härtesalzen konzentrieren.

Trotz der Tatsache, dass bei der bekannten Lösung nach der Anwendung versucht Wiederverwendung thermische Mittel (unter Verwendung der Restwärme des Rauchgaskondensat ist mit einem Heißwasserkreis gesendet werden), das Verfahren wirtschaftlich nicht praktikabel ist, da ihre Umsetzung mit unnötig großen Menge an Ausrüstung strukturell komplexen technischen Systems erfordert und Wasserversorgungsnetze.

Da der nächste Analogon des beanspruchten Verfahrens des Heizwassers erhielt breite konvenktivnogo Heizverfahren durch Wärmeübertragung in den Wasserstrom, der die Außenfläche der Rauchrohre, die mit den Einlassabschnitte der Flammenkammer baden (siehe. Auth. Von St. №1023168, F 22 B 11/02, F 22 B 37/52, publ. 15.06.83, Bul. №22).

Eine zwingende Voraussetzung für die Durchführung des bekannten Verfahrens von Heizungswasser ist, eine bestimmte Menge an Kraftstoff zu verbrennen. Die Kosten für den Kauf von Kraftstoff, dh die Kosten für die Wärmeenergie zu erhalten, zum Erhitzen von Wasser erforderlich ist, sind die teuersten Artikel bei der Herstellung von Heißwasser und Dampf.

Bekannten Kessel (.. Siehe RU 2.116.579, IPC F 24 N 1/00, veröffentlicht am 27.07.1998) mit der Flammenkammer, Wasservolumen, Rauchrohre, die in dem Wasservolumen und Eingangsabschnitte verbunden sind, mit einer Flammenkammer angeordnet sind, und Ausgangs - einen Kollektor zum Kamin verbunden.

Eine bekannte Lösung ist durch eine hohe Wärmeübertragung, gekennzeichnet durch die Heizfläche zu erhöhen. Jedoch Kessel gekennzeichnet sowie andere bekannte Lösungen in diesem Bereich der Wärmeenergie läuft von speziell für diesen Brennstoff verbrannt.

Als Prototyp der vorgeschlagenen Vorrichtung eine konstruktive Lösung Kessel (siehe. St. des Gebrauchsmusters RU 12460, IPC F 24 N 1/38, publ. 10.01.2000, Bull. №1), einen Ofen Brennkammer und montiert auf eine Brennkammer in der Wasserkammer Wärmetauscher mit Ein- und Austrittsdüsen des erwärmten Wassers und das Wasservolumen in den Heizrohren Kammereinlass vorbei endet in den Brennraum des Ofens geöffnet. Die Gestaltung des Kessels und für die Verwendung von Brennstoff für die thermische Energie zur Erwärmung von Wasser, Waschen der Rauchrohre vorgesehen vorgesehen.

Die vorgeschlagene Erfindung löst das Problem der billigere Produktion von Warm industriellen Heizungswasser durch aus dem Prozesswasser Heizung Verbrennungsprozess ohne speziell diese Zwecke und Brennstoff für die Verwendung als Energie ausgelegt für für die Warmwasserbereitung thermische Energie bei der Verbrennung von Abgasen in Flares chemischen und Erdölraffinerien freigesetzt.

Die Aufgabe wird dadurch in der Brauchwassererwärmung gelöst, konvektive Wärmeübertragung im Wasserstrom umfasst, die die Außenfläche von Abgasleitungen gemäß der beanspruchten Erfindung baden sind Labialpfeifen Heizung, indem man das Rohr durchgeführt wird, durch die Fackel Flamme mit den Verbrennungsprodukten.

Somit ist das Unterscheidungsmerkmal des beanspruchten Verfahrens, dass die Rauchrohre erhitzt wird, in dem Ring, die einen Strom von erwärmtem Wasser geleitet, mit der Wärmeenergie bei der Abfall Abfackeln von Gas erhalten, das heißt Wärmeenergie entladen wird, wenn die Ölraffinerien oder andere chemische Komplexe in der Atmosphäre. Zur gleichen Zeit, um die Erwärmung des Wassers auf die Oberseite des Rumpfs flare durchzuführen, die Zufuhr von Verbrennungsprodukte in dem Abgasrohr unmittelbar über dem Bereich der Brennerflamme zu gewährleisten.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Einrichtung zur Warmwasserbereitung, mit einem Ofen mit einer Verbrennungskammer über der Brennkammer Wärmetauscher als eine Wasserkammer mit Rohr Zu- und Ableitung von Wasser angebracht ist und in dem Wasservolumen Heizrohren Kammereinlaß erstreckt Enden offen in den Ofenbrennraum gemäß der Erfindung Brennereinrichtung in Anspruch genommen wird als Hohlkörper mit einem offenen Boden ausgebildet ist und mit einer Einheit zum Bilden einer Schnittstelle mit einem Ausgangsteil des Rumpfes flare vorgesehen.

Die Umsetzung des Ofenkessel in Form eines Hohlkörpers mit einem offenen Boden und einem Gateway-Knoten, so dass der Ofen auf dem Stamm Aufflackern installieren, so dass der offene Teil des Ofens gedreht wurde der Stamm Flare (dh Scher Flare-Stack) zu schneiden, bewirkt, dass das Auftreten neuer technisches Ergebnis, nämlich: es bietet die Möglichkeit, als Wärmequelle der Verwendung zur Erwärmung von Wasser Wärme aus dem Verbrennungsabgas als konstruktive Lösung der Ofenkessel die Flammen flackern Flamme in den Hohlraum des Ofenvolumens zu schließen ermöglicht empfangen und bestimmt die Bewegung des Abgasstrom Verbrennungsprodukte auf Rauchrohre über der Brennkammer des Wärmetauschers angebracht, so Heizflächen der gewaschenen Wasserleitungen bereitstellt.

In der spezifischen Implementierung der beanspruchten Vorrichtung rationalen Designstudie der Konjugationsstelle tut es in der Form eines Stützrings bestimmt den Ausgang des Rumpfes flare an seinem äußeren Umfang zu bedecken, und Stützsäulen um den Ring angeordnet und starr diese mit dem Ofenkörper von dem offenen unteren Verbindungs . Die vorliegende Kupplungsanordnung Entscheidung bestimmt die technische Machbarkeit der Installation und sorgt für einen sicheren Sitz des beanspruchten Kessel an der Spitze des Stammes flackern und Flamme bei der Schließung des Fackelgas in den Ofenkörper verbrannt.

Das Gehäuse kann aus dem Ofen mit Fenstern in den Seitenwänden hergestellt werden.

Lauf Combustor mit Fenstern in den Seitenwänden des Gehäuses nicht nur durch die Notwendigkeit diktiert Zutritt von Sauerstoff (Luft) in das innere Volumen des Ofens zu gewährleisten, d.h. in der Flammenzone, sondern ermöglicht auch eine visuelle Beobachtung der Fackel, die die Bedingungen der Besonderheiten von gazofakelnyh Installationen und Sicherheitsanforderungen sowie die Anforderungen und die Betriebs- und Wartungsdienstleistungen flare Brenner erfüllt.

Zusätzliche technische Ergebnis besteht eine stabilere Flamme mit, bei der Erreichung und damit die Zuverlässigkeit und Effizienz der Vorrichtung zu erhöhen erhalten, wenn das Ofengehäuse von außen abnehmbaren Bildschirme in Form eines "Jalousie" von Längs gemacht Schließen des Fensters zu schaffen, installiert mit schiefen Ebene in Richtung der Flamme Platten. Die Platten zum einen turbulenzLuftStrom die Flamme eintritt, die Verbesserung des Verbrennungsprozesses, und zweitens, machen es möglich, die negativen Auswirkungen von Witterungsbedingungen (Wind, regen Ströme, etc.) zu korrigieren.

Bevorzugt ist ein Ofenkörper und Durchführen einer Wärmetauscher von zylindrischer Form und in der Nähe im Durchmesser. In diesem Zusammenhang in dem Ofen dem Wärmetauscher und integral vertikale Struktur und gegebenenfalls durch die gestapelten Befestigungselemente starr Flansche mit Versteifungen verbunden. Der Rohrboden ist in diesem Fall in dem inneren Volumen des Ofenkörpers Verbindungszone und dem Wärmetauscher angeordnet. Um den Rohrboden zu schützen, die von der direkten Einwirkung der Flamme eines brennenden Rauchgasrohr auch der untere Teil des Wärmetauschers ist durch den Rohrboden geleitet, die mit der Freigabe der Endabschnitte in dem Volumen des Ofens und den Ring in dem Bereich dieser Bereiche mit hitzebeständigem Beton gefüllt ist.

Betriebsbedingungen durch die Leistung der Vorrichtung in einem Brennkammergehäuse aus hitzebeständigem skeleton Stahllegierung auf dem Außengehäuse (Schale) abgedeckt diktiert und in einem feuerfest ausgekleideten, beispielsweise feuerfesten Steinen hergestellt.

In dem besonderen Fall der Vorrichtungsleistung in der Wasserkammer sind eine über der anderen Querwand angeordnet sind und teilweise überlappend versetzter Anulus und schaffen die effizienteste Wärmeübertragung zu der erwärmten Wasserströmungsbewegung.

Mit denen die Wärmeübertragung und die strukturelle Untersuchung von Heizrohren zunimmt, die in regelmäßigen Abständen verteilt angeordnet sind entlang ihrer Länge ringförmigen ringförmigen Vorsprünge gerändelt das Innenvolumen der Rohre bildet. Projizieren in das Innere des Rohrringe sorgen Turbulenzen in den Rauchgasen und andere Verbrennungsprodukte fließen in der Grenzschicht und damit den Wärmeübertragungskoeffizienten von den mehrfach Gas erhöhen im Vergleich zu glatten Rohren.

Um die Betriebssicherheit zu erhöhen, beansprucht den Kessel Spitzendruck im Innenvolumen des Ofens und dem Wärmetauscher in den oberen Ebenen der explosiven Ventile installiert zu vermeiden.

VERFAHREN ZUR HEIZWASSER UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG

Die vorgeschlagene Erfindung wird durch die folgenden Zeichnungen, in denen veranschaulicht:

1 schematisch eine allgemeine Ansicht der vorgeschlagenen Vorrichtung, auf dem Stamm Aufflackern angebracht ist;

  • Figur 2 - eine schematische Darstellung der Vorrichtung, welche die Verwendung von Wechsel Bildschirmen;
  • Abbildung 3 - Schnitt A-A in 2;
  • 4 - Abschnitt B-B in 1;
  • Abbildung 5 - Abschnitt B-B in 1;
  • 6 - I-Fragment aus 1 ist, die Verbindung und die Anordnung des Ofens zeigt, wobei der Wärmetauscher und dem Rohrboden;
  • 7 - II-Fragment von 1, eine Querschnittsrauchrohre mit einem Rändelring zeigt.

Die Brauchwassererwärmung wird durch die beanspruchte Vorrichtung zum Erhitzen von Wasser umgesetzt.

Vorrichtung zur Wassererwärmungsofen 1 weist einen offenen Boden und einem hohlen Innenvolumen der Verbrennungskammer bildet, 2 ist über der Verbrennungskammer 3. Der Ofen 1 angebracht ist ein Wärmetauscher 1 in dem Gehäuse mit seiner Seitenflächen hergestellt ist mit Fenstern 4 und an der Unterseite der Gehäuseanordnung conjugation vorgesehen ist wobei der Ausgang des Fasses 5 Flare. Kupplungsanordnung umfasst ein Stützring 6, 5 für den Stamm flackern auf seinem Außendurchmesser und gleichmäßig um den Ring 6 Stützbeine 7 des Kreises angeordnet sind, starr den Stützring 6 mit dem Ofenkörper aus dem offenen Boden verbindet. Schnittstellenanordnung eine starre Fixierung, die vertikale Position relativ zu der Vorrichtung flare Schaft und die Installation des Ofens beansprucht, so daß die Brennerflamme zu brennbaren Abgas Aufweitungsrohr geschlossen wurde hohle Innenvolumen des Ofens, der Verbrennungskammer 2.

Der Wärmetauscher 3 der beanspruchten Vorrichtung ist eine Wasserkammer 8 mit Zufuhrleitungen 9 und dem Drain 10 des erwärmten Wassers. Das Volumen der Wasserkammer 8 sind vertikale Abzugsrohr 11, die Eingangsenden in der Rohrplatte 12 befestigt, in Verbindung mit der Verbrennungskammer 2 des Ofens 1 und die Austrittsenden - zur Atmosphäre hin offen. Rauchrohr 11 versehen mit einem Rändelring 13. Die Oberseite des Wärmetauschers installiert Explosion Ventil 14, Dampfaustritt aus dem Ringraum des Wärmetauschers und dem oberen Teil des Ofens - Explosion Ventil 15 und bietet Gas während der Entladung Spitzendruck.

Der Rohrboden 12 ist von direkter Exposition gegenüber der Flamme des Brenners und der Hochtemperaturverbrennungsvorrichtung der Brennkammer 1 einen feuerfesten Beton 16 geschützt, deren Enden mit Heizrohren gefüllt sind, durch die Rohrplatte 12 geleitet Zugang zu diesen Enden des Ofenvolumens.

Das Gehäuse 1 und der Ofen 3-Wärmetauscher mit einer zylindrischen Form annähernd zueinander Durchmesser versehen ist, deren Größe auf den Zylinderdurchmesser von 5 flare zurückzuführen ist und zu einer einzigen Einheit kombiniert mittels vertikaler Flansche 17, gestapelt und miteinander verbunden sind durch Befestigungselemente (nicht gezeigt). Flanschen mit Versteifungsrippen 18. Die Brennkammergehäuse 19 ist ein Rahmen aus hitzebeständigem rostfreiem Stahl durch die Außengehäuse 20 (Schale) abgedeckt und in einem feuerfest ausgekleideten 21 aus feuerfesten Steinen angeordnet ist.

In dem inneren Volumen der Kammer 8 ist die Wasser-Wärmetauscher 3 montiert Querwandung 22 teilweise den Wärmetauscherabschnitt überlappen und so angebracht ist, daß die Wasserströmungskanäle in den beiden benachbarten Trennwänden diametral schaffen beabstandet Bewegung und erwärmtem Wasser gemischt Gegenstromprinzip.

Um den Körper 1 außerhalb des Ofens angebracht abnehmbaren Bildschirme 23 Abdeckung der Fenster 4 und ausgeführt als "Lamellen" von Längs mit einer Neigung in Richtung der Ebene der Flammenplatte installiert 24. Der optimale Winkel von Montageplatten etwa 40 Grad.

Warmwasser-Boiler funktioniert wie folgt

Flare Gase bei konstantem durch die Vorschriften eines Öls vorgesehen entladen (oder andere chemische) Produktion Spülung mit periodischen Entlüftung von Gasen und Dämpfen, bei der Inbetriebnahme, Inbetriebnahme und Ausrüstung zu stoppen, usw. in großer Höhe am oberen Rand des Rumpfes Aufflackern für Verbrennung zugeführt. Die Zündflamme wird durch bekannte Verfahren in diesen Bereichen und bestehende Zündsysteme (durch Zündvorrichtung, Brenngas-Zufuhrleitungen, Zündbrenner und dergleichen) durchgeführt, d.h. Absaugeinrichtung Job Flare bieten. In Verbrennungsflamme, eilen in einer geschlossenen Brennkammer 2 des Ofens 1, die Verbrennungsprodukte des Abgases, insbesondere Rauchgase in Rauchrohre 11 des Wärmetauschers 3, die Oberfläche dieser Heizrohre.

Ringwalzen Vorsprünge 13, die auf der Innenseite der Heizrohre 11, den Gasstrom Turbulatoren in der Feuerrohrwandschicht, die Erhöhung der Gasseite Wärmeübergangskoeffizient mehr als das 10-fache im Vergleich zu glatten Rohren. Gewaltsam erwärmte Wasser (nicht dargestellt) an der Wasserkammer 8 durch den Wärmetauscher 3 zugeführt wird, Versorgungsleitung 9. Der Wasserstrom gelangt nacheinander Leitbleche 22 gebildet, die erhitzten Verbrennungsprodukte des Abgasrohres des Brenners Waschen und wird durch die Wände dieser Röhrchen erhitzt. In der Praxis Eingabe der Verbrennungsprodukte in das Rauchrohr des Wärmetauschers bei einer Temperatur von 1200 Grad. C stellt Heizwassers auf eine Temperatur von 130-150 Grad. C. Das heiße Wasser wird durch das Rohr 10 abgeführt und tritt in die Heizungsanlage oder Warmwassererzeugungssystem (nicht gezeigt). Mit Hilfe der offenbarten Vorrichtung kann 170 Kubikmeter erhalten. m / h heißem Wasser mit einer Temperatur von bis zu 130 Grad. C, wobei recyclebar 5-10% der Gesamtwärme der Brennerflamme.

FORDERUNGEN

1. Verfahren zum Erhitzen von Wasser einschließlich des Wassers in den konvektiven Wärmestrom, der die Außenfläche des Abgasrohres baden, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung durch Leiten der Rauchrohre durchgeführt wird, durch das Rohr Flamme Verbrennungsflamme Fackel Zone unmittelbar oberhalb der Brennerflamme, so dass die Wassererwärmung zugeführt die Spitze des Stammes Flare.

2. Vorrichtung zum Erhitzen von Wasser, mit einem Ofen oberhalb des Ofens in einem Wärmetauscher mit Rohren installiert Waterbox Wasserversorgung und Entladung und sich in die Wasserkammer Volumen Heizrohren, Einlaß in das Innere des Ofens offen endet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in dem Feuerraum hergestellt ist ein Hohlkörper mit einem offenen Boden und wird mit einem Ausgangsknoten Kupplungsteil flare Schaft zur Verfügung gestellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinheit ausgebildet ist, als ein Stützring den Schaft flare an ihrem äußeren Umfang zur Deckung und Streben um den Ring angeordnet und starr diese mit dem Ofenkörper von dem offenen unteren Verbindungs .

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenkörper mit Fenstern in den Seitenwänden hergestellt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenkörper mit abnehmbaren Schließ Bildschirmen außerhalb des Fensters vorgesehen ist, die Jalousien sind in Form von Längs geneigten Ebenen montiert in den Seitenplatten der Flamme.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ofengehäuse und einen Wärmetauscher mit einer zylindrischen Form hergestellt und sind untereinander verbunden und verbunden gedockt Befestiger Flansche und die Innenvolumen der Fügezone Ofengehäuse und einem Wärmetauscher-Rohrplatte wird in einem festen Versteifungs ihre Feuerrohre.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr durch die Rohrplatte mit den Freigabe Endabschnitten der Rohre in dem Ofenvolumen und dem Annulus in der Zone der Endabschnitte geleitet wird mit einem feuerfesten Beton gefüllt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenkörper aus einer hitzebeständigen Stahllegierung Skeletts auf dem Außengehäuse, und im Inneren mit einer feuerfesten Auskleidung überzogen ist hergestellt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dass die Wasserkammer dadurch gekennzeichnet sind, eine über der anderen Querwand angeordnet und teilweise überlappend versetzte Kammerabschnitt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr mit einer ringförmigen Rändelung versehen ist, in regelmäßigen Abständen entlang der Länge der Rohre verteilt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Teile des Ofens und dem Wärmetauscher explosive Ventile installiert.

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Erscheinungsdatum 25.03.2007gg