устройство утилизации тепла паровоздушной смеси бумагоделательной машины

Формула изобретения

1. Устройство для утилизации тепла паровоздушной смеси бумагоделательной машины, содержащее приемную камеру, теплообменники сушильного и вентиляционного воздуха, заборную и вытяжную шахты, приемный и вытяжной тракты, смесительную камеру, обводной канал с вентилятором, нагнетатель воздуха в сушильную часть машины, скруббер, отличающееся тем, что теплообменник сушильного воздуха расположен в вытяжной шахте, установленной между приемной камерой и вытяжным трактом, а теплообменник вентиляционного воздуха расположен в заборной шахте, установленной между приемным трактом и смесительной камерой, и соединен трубопроводом с теплообменником сушильного воздуха с образованием замкнутого контура, в котором расположен промежуточный теплоноситель, при этом смесительная камера смонтирована между заборной шахтой и нагнетателем воздуха в сушильную часть машины и соединена обводным каналом с верхней частью вытяжной шахты, а скруббер выполнен в виде охлаждаемой емкости, заполненной промежуточным теплоносителем и соединен трубопроводом с замкнутым контуром.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между выходом теплообменника сушильного воздуха и входом теплообменника вентиляционного воздуха расположен пароводяной теплообменник.

3. Устройство по любому из пп. 1-2, отличающееся тем, что в качестве промежуточного теплоносителя использован антифриз.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для утилизации тепла паровоздушной смеси, удаляемой от сушильной части бумагоделательных машин, и может найти применение в бумажной промышленности.

Известно устройство для утилизации тепла паровоздушной смеси бумагоделательной машины, содержащее установленные в шахте один над другим теплообменники сушильного и вентиляционного воздуха, заборную шахту наружного воздуха, соединенную со смесительной камерой обводным каналом, дополнительную заборную шахту, встроенную между смесительной камерой и теплообменником вентиляционного воздуха (см. МПК D 21 F 5/20 авторское свидетельство СССР 1291643 опубл. 11.10.85.)

Существенным недостатком известного устройства является низкая степень утилизации тепла, обусловленная:

- загрязнением волокном теплообменников при движении паровоздушной смеси, уменьшением их проходного сечения и, как следствие, уменьшением коэффициента теплопередачи;

- обледенением теплообменника вентиляционного воздуха (в зимнее время), что приводит к уменьшению сечения прохождения паровоздушной смеси и уменьшению коэффициента теплопередачи.

Известно устройство для утилизации тепла паровоздушной смеси бумагоделательной машины, содержащее теплообменники сушильного и вентиляционного воздуха, вытяжной и приемный тракты, приемную камеру для паровоздушной смеси от колпака сушильной части бумагоделательной машины, смесительную камеру, встроенную перед приемной камерой в приемный тракт, вентиляторы и калориферы (см. МПК D 21 F 5/20 авторское свидетельство СССР 1664935 опубл. 03.07.89).

Существенными недостатками известного устройства являются:

- низкая степень утилизации тепла, обусловленная:

- загрязнением волокном теплообменников при движении паровоздушной смеси, уменьшением их проходного сечения и, как следствие, уменьшением коэффициента теплопередачи;

- большими тепловыми потерями за счет протяженного пути движения паровоздушной смеси внутри устройства;

- обледенением теплообменника вентиляционного воздуха (в зимнее время), что приводит к уменьшению сечения прохождения паровоздушной смеси и уменьшению коэффициента теплопередачи;

- сложная конструкция устройства, обусловленная:

- наличием отдельных заборных шахт для летнего и зимнего сезона;

- расположением теплообменников сушильного и вентиляционного воздуха раздельно от заборных и вытяжной шахт.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для утилизации тепла паровоздушной смеси бумагоделательной машины, содержащее приемную камеру, теплообменники сушильного и вентиляционного воздуха, заборную и вытяжную шахту, приемный и вытяжной тракты, смесительную камеру, обводной канал с вентилятором, нагнетатель воздуха в сушильную часть машины, скруббер (см. МПК D 21 F 5/20 авторское свидетельство СССР 1585418 опубл. 23.09.88).

Существенными недостатками известного устройства являются:

- низкая степень утилизации тепла, обусловленная:

- загрязнением волокном теплообменников сушильного и вентиляционного воздуха, а также скруббера при движении паровоздушной смеси, при котором происходит уменьшение проходного сечения и, как следствие, уменьшение коэффициента теплопередачи;

- большими тепловыми потерями за счет протяженного пути движения паровоздушной смеси внутри устройства;

- обледенением теплообменника вентиляционного воздуха (в зимнее время), что приводит к уменьшению проходного сечения движения паровоздушной смеси и уменьшению коэффициента теплопередачи;

- большие энергетические затраты, обусловленные большим сопротивлением движению паровоздушной смеси при загрязнении и при обледенении (в зимнее время) теплообменников и скруббера, что уменьшает скорость ее прохождения и требует увеличения мощности вытяжного вентилятора;

- сложная конструкция устройства, обусловленная:

- наличием заборных шахт для зимнего и летнего времени;

- отдельным расположением заборных и вытяжных шахт от теплообменников.

Задачей изобретения является создание устройства утилизации тепла паровоздушной смеси, удаляемой от бумагоделательных машин, обладающего высокой степенью утилизации и низкими энергетическими затратами при упрощении конструкции устройства.

Задача достигается тем, что в известном устройстве для утилизации тепла паровоздушной смеси, содержащем приемную камеру, теплообменники сушильного и вентиляционного воздуха, заборную и вытяжную шахты, приемный и вытяжной тракты, смесительную камеру, обводной канал с вентилятором, нагнетатель воздуха в сушильную часть машины, скруббер, согласно изобретению теплообменник сушильного воздуха расположен в вытяжной шахте, установленной между приемной камерой и вытяжным трактом, а теплообменник вентиляционного воздуха расположен в заборной шахте, установленной между приемным трактом и смесительной камерой, и соединен с теплообменником сушильного воздуха с образованием замкнутого контура, в котором расположен промежуточный теплоноситель, при этом смесительная камера смонтирована между заборной шахтой и нагнетателем воздуха в сушильную часть машины и соединена обводным каналом с верхней частью вытяжной шахты, а скруббер выполнен в виде охлаждаемой емкости, заполненной промежуточным теплоносителем, и соединен трубопроводом с замкнутым контуром, при этом между выходом теплообменника сушильного воздуха и входом теплообменника вентиляционного воздуха расположен пароводяной теплообменник, а в качестве промежуточного теплоносителя использован антифриз.

Заявляемое изобретение имеет отличия от прототипа в существенных признаках:

- теплообменник сушильного воздуха расположен в вытяжной шахте;

- вытяжная шахта установлена между приемной камерой и вытяжным трактом;

- теплообменник вентиляционного воздуха расположен в заборной шахте;

- заборная шахта установлена между приемным трактом и смесительной камерой;

- теплообменник вентиляционного воздуха соединен с теплообменником сушильного воздуха с образованием замкнутого контура;

- в замкнутом контуре расположен промежуточный теплоноситель;

- смесительная камера смонтирована между заборной шахтой и нагнетателем воздуха в сушильную часть машины;

- смесительная камера соединена обводным каналом с верхней частью вытяжной шахты;

- скруббер выполнен в виде охлаждаемой емкости;

- емкость заполнена промежуточным теплоносителем;

- емкость соединена трубопроводом с замкнутым контуром;

- между выходом теплообменника сушильного воздуха и входом теплообменника вентиляционного воздуха расположен пароводяной теплообменник;

- в качестве промежуточного теплоносителя использован антифриз.

Следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "новизна".

Расположение теплообменника сушильного воздуха в вытяжной шахте обеспечивает сокращение пути прохождения паровоздушной смеси, как следствие, уменьшение тепловых потерь и передачу тепловой энергии промежуточному теплоносителю, которая передается за счет замкнутого контура теплообменнику вентиляционного воздуха, расположенному в заборной шахте, нагревая при этом воздух, поступающий из атмосферы, сокращая путь прохождения на сушку и соответственно уменьшая тепловые потери. Соединение заборной шахты обводным каналом со смесительной камерой обеспечивает отбор паровоздушной смеси, поступающей от бумагоделательной машины, сокращает путь прохождения в смесительную камеру, где она отдает тепловую энергию нагретому вентиляционному воздуху, увеличивая тем самым ее для совершения полезной работы. Выполнение скруббера в виде охлаждаемой емкости с промежуточным теплоносителем обеспечивает увеличение тепловой энергии, идущей на нагрев воды, необходимой для технологических целей. Соединение пароводяного теплообменника в замкнутом контуре увеличивает тепловую энергию промежуточного теплоносителя за счет конденсата, отводимого от сушильной части бумагоделательной машины, а использование в качестве промежуточного теплоносителя антифриза увеличивает аккумулирование теплоты за счет большего коэффициента теплопередачи. Таким образом происходит увеличение степени утилизации (увеличение тепловой энергии, идущей на совершение полезной работы) тепла паровоздушной смеси бумагоделательной машины, уменьшаются энергетические затраты, упрощается конструкция.

В предложенном решении все отличительные признаки взаимосвязаны и в сочетании с другими признаками позволяют получить новый технический результат: повысить степень утилизации тепла, снизить энергетические затраты, упростить конструкцию устройства. Следовательно, предложенное решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства в разрезе.

Устройство для утилизации тепла паровоздушной смеси бумагоделательной машины содержит приемную камеру 1, теплообменник 2 сушильного воздуха, теплообменник 3 вентиляционного воздуха, заборную шахту 4, вытяжную шахту 5, приемный тракт 6, вытяжной тракт 7, смесительную камеру 8, обводной канал 9 с вентилятором 10, нагнетатель 11 воздуха в сушильную часть машины, выполненный в виде вентилятора, скруббер 12. Теплообменник 2 сушильного воздуха соединен с теплообменником 3 вентиляционного воздуха трубопроводом 13 с образованием замкнутого контура, в котором расположен промежуточный теплоноситель 14. Между выходом теплообменника 2 сушильного воздуха и входом теплообменника 3 вентиляционного воздуха установлен пароводяной теплообменник 15. В приемной камере 1 расположены жалюзийные створки 16, самоочищающаяся сетка 17, поддон 18. Скруббер 12 выполнен в виде охлаждаемой водой емкости, в которой расположен промежуточный теплоноситель - антифриз. В вытяжном тракте 7 установлен вентилятор 19. В скруббере 12 смонтирована мешалка 20 с электродвигателем 21. Теплообменник 2 сушильного воздуха и теплообменник 3 вентиляционного воздуха выполнены в виде стальных трубок с продольными плавниковыми ребрами (на чертеже не показаны). Циркуляция промежуточного теплоносителя в замкнутом контуре производится насосом 24, а расход теплоносителя регулируется вентилями 25. Скруббер 12 соединен с замкнутым контуром посредством трубопроводов 26.

Устройство для утилизации тепла паровоздушной смеси бумагоделательной машины работает следующим образом. Паровоздушная смесь из сушильной части бумагоделательной машины подается за счет вентилятора 19 в приемную камеру 1, где, проходя через самоочищающуюся металлическую сетку 17 и жалюзийные створки 16, происходит очистка паровоздушной смеси от волокна. Предварительно очищенная смесь поступает на теплообменник 2 сушильного воздуха, через который по замкнутому контуру циркулирует промежуточный теплоноситель, отбирая часть теплоты паровоздушной смеси на совершение полезной работы (нагрев свежего воздуха). Далее часть смеси удаляется в атмосферу посредством вытяжного вентилятора 19, а другая часть осевым вентилятором 10 направляется через обводной канал 9 в смесительную камеру 8, в которой смешивается с подогретым за счет теплопередачи от поверхности теплообменника 3 свежим воздухом и поступает с помощью вентилятора 11 и теплового калорифера 23 под сушильные цилиндры бумагоделательной машины. Применение изобретения позволит увеличить степень утилизации тепла паровоздушной смеси бумагоделательных машин (до 40%), снизить энергетические затраты, упростить конструкцию.