Продукция / Аппараты погружного горения
|
Аппараты погружного горения Аппараты погружного горения, водо-воздушные и газо-воздушные теплогенераторы. Там где нет собственного или внешнего источника пара, или стоит задача децентрализации теплоснабжения, мы предлагаем контактные теплообменники, которые одновременно являются и теплогенераторами, в них продукты сгорания (природного, сжиженного газа, дизельного топлива) отдают свое тепло путем смешения с жидкостью. Это так называемые аппараты погружного горения (АПГ), которые вместе с КИПиА (регулирование подачи воздуха и газа, автоматика безопасности и контроля) и системой подачи воздуха (вентилятора), образуют установку погружного горения. В этой установке осуществляется барботаж продуктов сгорания из горелочных устройств через барботажную решетку, которая находится в емкости с нагреваемой жидкостью, под ее поверхностью. Эффективность АПГ при правильном применении выше эффективности любых других теплообменных аппаратов и нагревателей. КПД АПГ при расчете по общепринятым в теплотехнике методикам с использованием низшей теплоты сгорания топлива Qтн может превышать 100% (для природного газа до 110%). Конечно, это не означает нарушения закона сохранения энергии, т.к. в низшей теплоте сгорания топлива не учитывается скрытая теплота конденсации водяных паров образующихся при его горении. Эти пары образуются не только за счет пусть и небольшого естественного содержания влаги в топливе, а, прежде всего за счет водяного пара, образующегося в продуктах сгорания при окислении водорода топлива, так для природного газа согласно химической реакции CH4+2O2=CO2+2H2O, пары воды образуются за счет химии процесса горения и занимают долю около 20% от общего объема. Для других видов углеводородного топлива аналогично. Истинный КПД АПГ подсчитанный по высшей теплоте сгорания топлива Qтв, учитывающий тепловыделение при конденсации водяных паров может достигать 95%. В обычном котле эти пары уходят через жаропрочную трубу в атмосферу вместе с другими высокотемпературными продуктами сгорания, а в АПГ они конденсируются в водяном слое, выделяя при этом скрытую теплоту, а нерастворимые продукты сгорания охлаждаются практически до температуры нагреваемой жидкости и удаляются из емкости через тонкостенную трубу. Поэтому КПД АПГ, полученный с использованием высшей теплоты сгорания топлива, хотя и меньше 100%, но имеет большую величину, чем рассчитанный таким же образом КПД котла. В этом случае его значение, учитывающее потери с уносимыми парами воды, должно быть заметно меньше, заявленного в паспорте, рассчитанного традиционным способом по низшей теплоте сгорания (около 80%, вместо 90÷92%). Именно эту меньшую величину (80%) корректно сопоставлять с КПД АПГ (95%) также подсчитанным по высшей теплоте сгорания топлива. Высокая интенсивность процессов теплообмена в АПГ и отсутствие трубных элементов определяет малую металлоемкость конструкции. Масса АПГ тепловой мощностью 5 МВт составляет 5 т, что практически на порядок меньше массы аналогичного котла. Также для АПГ характерны меньшие капиталовложения и текущие затраты (примерно на 40% ниже). Из-за того, что через барботажную решетку АПГ газообразные продукты сгорания впрыскиваются в воду, решетка не подвержена загрязнению и для АПГ не требуется водоподготовка в отличие, например от контактных теплообменников скруберного типа. В них наоборот вода, проходя через распылительные насадки, встречается с отходящими высокотемпературными газами и образуется парогазовая смесь, которую используют как теплоноситель. В этом случае, возможно загрязнение водяных форсунок взвешенными частицами и зарастание их накипью. Необходимость водоподготовки для обычных котлов общеизвестна. Итак, по сравнению с другими видами теплообменных аппаратов АПГ обладают следующими общими преимуществами: - в АПГ не происходит существенного разбавления нагреваемой жидкости конденсатом, что характерно для процесса контактного нагрева паром (это может иметь значение, если мы нагреваем не воду, а другие жидкости); - полное исключение проблемы борьбы с отложением накипи при нагреве воды, т.е., не происходит отложения солей жесткости; ‑ возможен нагрев больших объемов воды без предварительной химводоподготовки. ‑ высокая экономичность; ‑ высокий термический КПД; - относительная простота конструкции; - уменьшение коррозии оборудования; - неизменность технических характеристик со временем эксплуатации; ‑ малая материалоемкость, низкие удельные расходы топлива, относительно низкие капиталовложения и эксплуатационные издержки по сравнению с другими использующими топливо теплообменными аппаратами; ‑ относительно малые габариты и масса при высокой теплонапряженности теплообменного пространства; ‑ широкий диапазон и простота регулирования теплопроизводительности по сравнению с другими теплогенерирующими аппаратами. ‑ простота в эксплуатации, обслуживании и ремонте (любой ремонт может быть выполнен собственными силами); ‑ АПГ не подлежат котлонадзору; ‑ наличие в жидкости растворенных веществ, минеральных масел, взвесей, кристаллов и других загрязнений обычно не вызывает затруднений и не оказывает влияния на работоспособность АПГ; ‑ АПГ взрывобезопасны при эксплуатации по сравнению с другими использующими топливо аппаратами; ‑ меньшая общая загрязненность окружающей среды, в том числе тепловая, при учете ее от начального энергоносителя до конечного продукта (за исключением энергии гидроэлектростанций). Имеются данные, что расход первичного топлива в системах децентрализованного теплоснабжения с АПГ на 50% меньше, но гарантированно можно предполагать уменьшение потребления топлива на 25%. Нагрев воды, водных и иных жидкотекучих растворов, смесей, взвесей и расплавов различных материалов при нормальном атмосферном давлении в АПГ возможен до температуры, составляющей 80-87% от температуры кипения жидкости (в °С). Возможен нагрев любых жидкостей, в том числе особо агрессивных, сильно загрязненных, кристаллизующихся. Принципиальная схема АПГ мощностью 397 кВт.
1 – горелка ГНП-4АП; 2 – горелочный блок; 3 – коллектор; 4 – жаровая труба; 5 – барботажная решетка; 6 – дефлектор; 7 — циркуляционные патрубки; 8, 9 — фланец; 10 — брыгоотбойник. | |
