установка для газодинамического уплотнения регенераторных воздухоподогревателей (рвп)

Формула изобретения

Установка для газодинамического уплотнения регенеративных воздухоподогревателей (РВП), содержащая дымосос рециркуляции дымовых газов (ДРГ), соединительные газоходы, клапаны с электроприводами и устройство ввода дымовых газов в воздушный патрубок РВП, отличающаяся тем, что последнее имеет форму продувочных сопл, расположенных вдоль радиальных и аксиальных уплотнений с воздушной стороны, представляющих совокупность множества параллельных каналов, высотой 5-7 эквивалентных диаметров каждый, предназначенных для формирования устойчивого стабильного равноскоростного потока дымовых газов вдоль радиальных уплотнений, причем направление движения этого потока совпадает с направлением движения воздуха в РВП, отбор дымовых газов осуществляется ДРГ из газохода за РВП (по ходу газов), подача дымовых газов производится в воздушный патрубок на входе в РВП и дополнительно имеется газоход для ввода дымовых газов в воздушное (или газовое) полукольцо между ротором и корпусом РВП для замещения перетоков воздуха через аксиальные уплотнения перетоками дымовых газов (или исключения перетоков воздуха через аксиальные уплотнения при выравнивании давления в газовом и воздушном полукольцах).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в установках для газодинамического уплотнения регенеративных воздухоподогревателей (РВП) для снижения перетоков воздуха в дымовые газы.

Известна установка для снижения перетоков неочищенных дымовых газов в очищенные в регенеративных газо-газовых подогревателях (см. рекламный проспект 2314/1.0/7.90/Br, с.8 и реферат инж. Курта Везера журнал №12 от 12.86, с.5-6 схема 4 фирмы “Kraftanlagen Heidelberg”. Она включает в себя дополнительный вентилятор, соединительные газоходы, клапаны; дополнительным вентилятором производится продувка радиальных плит очищенными газами через специальные щели в балках верхних и нижних крышек и в самих радиальных плитах, создавая защитный газовый барьер, который и снижает перетоки неочищенных дымовых газов в очищенные.

Недостатками этой установки являются:

1) продувка пространства ротора только на половине длины радиальных плит является только частичным решением проблемы и частным случаем предлагаемого нами решения;

2) продувка же самих радиальных плит очень сложна для практического применения и требует либо увеличения перегородок ротора на одну треть их общего количества (с 48 до 64 штук), что ведет к перерасходу металла, либо к увеличению ширины радиальных плит, что также ведет к перерасходу металла и снижению тепловой эффективности аппарата. Эти решения направлены на снижение абсолютной величины перетоков воздуха в дымовые газы и требует повышенных затрат электроэнергии на привод вентиляторов уплотняющего агента из-за высокого аэродинамического сопротивления тракта.

Наиболее близкой к предлагаемой установке является установка рециркуляции дымовых газов (УРДГ), разработанная инженером-наладчиком ТОО НПК “Интекс-наука ЛТД” Молдова - Кузьменко Е.Б. УРДГ содержит дымосос рециркуляции дымовых газов, соединительные газопроводы, поверхностный охладитель дымовых газов, душирующую установку, устройства ввода дымовых газов в воздушный патрубок РВП, представляющее собой специальные камеры и клапаны с электроприводами (см. “Инструкция по эксплуатации установки рециркуляции дымовых газов (УРДГ) котла ТГМЕ-444 при сжигании природного газа, утвержденной 2.11.98 г.).

Недостатками этой установки являются:

1) отбор дымовых газов с температурой 350-420°С производится из газохода до РВП (по ходу газов);

2) подача их в воздушное пространство через 4 специальных камеры (по две вверху и внизу РВП) по сложной схеме с противоточным движением дымовых газов относительно воздушного потока, которые не обеспечивают создание стабильного устойчивого защитного барьера;

3) встречное движение дымовых газов относительно воздушного потока делает газовую струю неустойчивой, способствует хорошему перемешиванию дымовых газов с воздухом, что снижает эффективность уплотнения;

4) повышенный расход электроэнергии (более чем в 1,5 раза по сравнению с предлагаемой установкой) на привод дымососа рециркуляции дымовых газов, используемого в схеме;

5) сложность управления установкой из-за большого количества клапанов в установке;

6) наличие поверхностного охладителя дымовых газов;

7) дымосос рециркуляции работает на предельной температуре дымовых газов и требуется специальное устройство (душирующая установка) для снижения температуры дымовых газов, поступающих на всас дымососа рециркуляции.

Предлагаемым изобретением решается задача снижения перетоков воздуха в уходящие дымовые газы и снижение окислов азота в уходящих дымовых газах.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемой установке для газодинамического уплотнения регенеративных воздухоподогревателей (РВП), содержащей дымосос рециркуляции дымовых газов (ДРГ), соединительные газоходы, клапаны с электроприводами и устройство ввода дымовых газов в воздушный патрубок РВП, последнее имеет форму продувочных сопл, расположенных вдоль радиальных и аксиальных уплотнений с воздушной стороны, представляющих совокупность множества параллельных каналов, высотой 5-7 эквивалентных диаметров каждый, предназначенных для формирования устойчивого, стабильного равноскоростного потока дымовых газов вдоль радиальных уплотнений, причем направление движения этого потока совпадает с направлением движения общего воздуха в РВП; отбор дымовых газов осуществляется ДРГ из газохода за РВП (по ходу газов), подача дымовых газов производится в воздушный патрубок на входе в РВП; и дополнительно имеется газоход для ввода дымовых газов в воздушное (или газовое) полукольцо между ротором и корпусом РВП для замещения перетоков воздуха через аксиальные уплотнения перетоками дымовых газов (или исключения перетоков воздуха через аксиальные уплотнения при выравнивании давления в газовом и воздушном полукольцах).

Отличительными признаками предлагаемой установки для газодинамического уплотнения регенеративных воздухоподогревателей от указанной выше, известной, наиболее близкой к ней является то, что устройство для ввода дымовых газов в воздушный патрубок РВП имеет форму продувочных сопл, расположенных вдоль радиальных и аксиальных уплотнений с воздушной стороны, представляющих совокупность множества параллельных каналов, высотой 5-7 эквивалентных диаметров каждый, предназначенных для формирования устойчивого, стабильного равноскоростного потока дымовых газов вдоль всего периметра уплотнений, причем направление движения этого потока совпадает с направлением движения воздуха в РВП; отбор дымовых газов осуществляется ДРГ из газохода за РВП (по ходу газов); подача дымовых газов производится в воздушный патрубок на входе в РВП и дополнительно имеется газоход для ввода дымовых газов в воздушное (или газовое) полукольцо между ротором и корпусом РВП для замещения перетоков воздуха через аксиальные уплотнения перетоками дымовых газов (или исключения перетоков воздуха через аксиальные уплотнения при выравнивании давления в газовом и воздушном полукольцах).

Предлагаемая установка для газодинамического уплотнения РВП иллюстрируется рисунками (см. фиг.1-2); и схемами (см. фиг.3-5).

На фиг.1 показан РВП в разрезе и месторасположение продувочных сопл в воздушном патрубке РВП.

На фиг.2 показан фрагмент РВП с продувочными соплами.

На фиг.3 показано направление перетоков дымовых газов и месторасположение продувочных сопл в плане.

На фиг.4 показана развертка от оси А-А, показывающая направление перетоков дымовых газов.

На фиг.5 показана схема установки и взаимосвязь отдельных узлов установки и направление движения потока воздуха, дымовых газов и газов рециркуляции.

Установка для газодинамического уплотнения регенеративных воздухоподогревателей (фиг.3) содержит РВП 1, дымосос рециркуляции дымовых газов (ДРГ) 2, соединительные газоходы 3, клапаны с электроприводами 4 и устройство ввода дымовых газов в воздушный патрубок РВП 5, последнее имеет форму продувочных сопл 6, расположенных вдоль радиальных 7 и аксиальных 8 уплотнений с воздушной стороны, представляющих совокупность множества параллельных каналов, высотой 5-7 эквивалентных диаметров каждый, предназначенных для формирования устойчивого, стабильного равноскоростного потока дымовых газов вдоль радиальных уплотнений 7, причем направление движения этого потока совпадает с направлением движения воздуха в РВП; отбор дымовых газов осуществляется ДРГ 2 из газохода за РВП (по ходу газов) 9, подача дымовых газов производится в воздушный патрубок 5 на входе в РВП; дополнительно имеется газоход 10 для ввода дымовых газов в воздушное (или газовое) полукольцо между ротором 11 и корпусом РВП 1 для замещения перетоков воздуха через аксиальные 8 уплотнения перетоками дымовых газов (или исключения перетоков воздуха через аксиальные 8 уплотнения при выравнивании давления в газовом и воздушном полукольцах).

Установка работает следующим образом (см. фиг.4).

Дымовые газы отбираются из газохода за регенеративным воздухоподогревателем (РВП) и подаются дымососом (ДРГ) рециркуляции газов (2) в воздушный патрубок (5) на вход РВП (1) через продувочные сопла (6), расположенные вдоль радиальных 7 и аксиальных 8 уплотнений с воздушной стороны, представляющие совокупность множества параллельных каналов высотой 5-7 эквивалентных диаметров каждый, что обеспечивает стабильность потока дымовых газов на выходе из сопел. В пространстве ротора 11 с воздушной стороны формируется слой дымовых газов, движущихся около радиальных 7 уплотнений параллельно воздушному потоку со скоростью и давлением, равным скорости и давлению воздуха. Из этого слоя дымовых газов формируются перетоки дымовых газов вместо перетоков воздуха через радиальные (7) и аксиальные (8) уплотнения в канал дымовых газов РВП (12) (см. фиг.3), то есть происходит замещение перетоков воздуха через уплотнения и перенос в объеме ротора дымовых газов, которые затем рециркулируют с помощью дымососа (ДРГ) рециркуляции газов 2. Для уменьшения возможных перетоков воздуха через аксиальные 8 уплотнения служит также соединительный газоход (10), с помощью которого дымовые газы подаются в кольцевой зазор между ротором (11) и корпусом РВП (1).

Установка для газодинамического уплотнения РВП имеет ряд преимуществ:

- Установка проста в эксплуатации из-за небольшого количества клапанов.

- Установка использует дымовые газы с достаточно низкой температурой и, соответственно, с меньшими удельными объемами, вследствие чего ДРГ работает эффективнее, с большей производительностью и в более благоприятных условиях.

- Создание установкой устойчивого стабильного потока дымовых газов для замещения перетока воздуха на переток дымовых газов.

- Подача дополнительного количества дымовых газов, оставшихся после замещения воздуха, через продувочные сопла в воздушный канал РВП и далее в горелки котла вместе с воздухом способствует подавлению окислов азота.

- Подача дымовых газов в кольцевой зазор между ротором и корпусом РВП позволяет снизить перетоки воздуха через аксиальные уплотнения.

- Уменьшение переноса воздуха, находящегося в объеме ротора, за счет вытеснения его продувочными дымовыми газами.

- Быстрая окупаемость установки, так как она позволяет снизить присосы воздуха до 2-3%, что приводит к уменьшению расхода воздуха на входе в РВП и количества уходящих дымовых газов и, соответственно, позволяет снизить загрузку дутьевых вентиляторов и дымососов котла, повысить КПД котла.

Уменьшение количества воздуха, подаваемого в РВП, на величину перетоков воздуха в РВП и количества дымовых газов, уходящих из котла, также на величину перетоков воздуха в РВП приводит к уменьшению затрат электроэнергии на электроприводы вентиляторов и дымососов котла, что по расчетам почти полностью компенсирует затраты электроэнергии на дымосос рециркулирующих газов (ДРГ) установки газодинамического уплотнения РВП, а уменьшение количества подаваемого в РВП воздуха на величину перетоков повышает КПД котла.