Диссертация (1141533), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Для сжигания использовалась предварительно подготовленная смесь. На электрод подавалось положительное напряжение до 17.5 кВ. В результате исследований обнаружено снижение оксида/диоксида азота при повышении напряженности электрического поля, а также снижение концентрации оксида углерода в уходящих газа донижнего порога обнаружения газоанализатором в смесях с соотношением газ/воздух - выше чем 1,14. Так же, в работе отмечалась серьёзная зависимость от соотношения диаметра используемого электрода к физическим размерам пламени, что говорит о необходимости достаточно тщательной оптимизации электродов при воздействии на факел и изменение его характеристик. Практические реализации технологии отображены на сайте компании Clear Sign [16], но не имеют какой-либотехнической информации.В специализированных газовых котлах, в которых происходит конденсацияводяного пара из продуктов сгорания на поверхности нагрева, топка для сжиганиягаза и конвективные поверхности, включая конденсационные, объединены в общем агрегате.
Достоинство специализированных котлов в том, что они более герметичны и компактны, также у них улучшены теплотехнические характеристикипо сравнению с системой “котел - поверхностный экономайзер с конденсацией водяного пара из продуктов сгорания”.19В Рижском политехническом институте разработана конструкция контактного теплообменника с активной насадкой (КТАН) для интенсификации теплообмена путем создания развитой поверхности.Наибольшее распространение получили три типа котлов:- с регулированием температуры подогрева воды в любом диапазоне (I тип);- с постоянной температурой подогрева воды (II тип);- поверхности нагрева котлов III типа выполняют из коррозионностойкойстали (котлы Buderus), их покрывают эмалью (Buderus-Economic) или слоем металлокерамики (Interdovo).
В котлах второго типа топочная камера выполняется вбольшинстве случаев с оребрением. В котлах Viessmann применяются комбинированные поверхности нагрева с оребрением, выполненные из литья, и топочная камера из легированной стали. Тепловые потери при пуске котла, обеспечивающеготемпературу подогрева воды 50°С, не превышает 1%. Котлы Super-Arctik снабженырезервуаром-аккумулятором, покрытым слоем наружной тепловой изоляции толщиной 70 мм. С целью повышения среднегодовой величины КПД котлы Weichauptоснащены дутьевыми горелками со ступенчатым регулированием нагрузки [17].Значительное распространение получили котлы с конденсационными поверхностями нагрева, выполненными из коррозионностойкой стали, в которых используется теплота конденсации водяного пара, содержащегося в продуктах сгорания.Выпадающий конденсат нейтрализуется. КПД мазутных котлов Hydrotherm, отнесенный к QH, достигает 105,6%, газовых котлов Viessmann с дутьевыми горелками-108%, котлов Buderus с двумя теплообменными блоками - 102%.Французские ученые предлагают котлы с конденсацией водяного пара изпродуктов сгорания [18], [19].
В работе [18] рассмотрены режимы и конструктивное устройство отопительных котлов малой мощности, сжигающих газообразноетопливо и использующих теплоту конденсации водяного пара, содержащегося впродуктах сгорания. В работе [19] приведены характеристики современных конструкций котлов с повышенным КПД, разработанных Gas de France, и рекомендации по их эксплуатации.201.2. Основные конструктивные схемы теплоутилизационныхустановокДля решения проблемы рационального сжигания топлива и охраны окружающей среды от загрязнения выбросами газоиспользующих установок разрабатываются конструктивные схемы, включающие в себя теплообменники различноготипа.В работе [20] Семеин В.М.
предлагает схему с двумя контактными теплообменниками, включенными последовательно по газовой стороне. В первом теплообменнике для охлаждения продуктов сгорания в контактной камере используетсяжидкий теплоноситель с повышенной температурой кипения. Во втором - подогревается вода продуктами сгорания, которая, в дальнейшем, догревается в поверхностном теплообменнике с жидким теплоносителем. В этой же работе [20] показаны водонагреватели, в которых вместо жидких теплоносителей применены твердые. Для тепловых электростанций данные разработки являются весьма экономичными, но применение их в промышленных котельных сдерживается сложностьюэксплуатации.Во многих установках к газоиспользующему агрегату подключается по Побразной схеме поверхностный экономайзер с конденсацией водяного пара из продуктов сгорания. Конденсационная и основная поверхности нагрева разделены спомощью перегородки.
Установка для покрытия отопительной нагрузки описана вработе [21]. Схема установки включает в себя газовый котел и поверхностный экономайзер с конденсацией водяного пара из продуктов сгорания конструкции VEG- Gosinstituut /Германия/ Продукты сгорания котла тепловой мощностью 30 кВт стемпературой около 200°С подают в экономайзер тепловой мощностью 5 кВт. Продукты сгорания удаляются дымососом.Схема установки, включающая газовый котел и поверхностный экономайзер с конденсацией водяного пара из продуктов сгорания конструкции Gasinue /Нидерланды/, представлена в работах [22] [23].
Продукты сгорания противоточно21нагреваемой воде омывают поверхность нагрева экономайзера и отводятся при помощи дымососа. По изолированному воздушному кожуху к горелке подается необходимый для горения воздух.Известны установки, в схему которых включен поверхностный экономайзерс конденсацией водяного пара из продуктов сгорания, работающие без дымососа.Поверхностный экономайзер с конденсацией водяного пара из продуктов сгоранияконструкции LAS концерна Ruhrgas /Германия/ включен в схему установки, в которую также входит газовый котел. Установка тепловой мощностью 18 кВт предназначена для отопления многоэтажного дома.Схема приведена в работах [23] [24].
Газ сжигают в горелке полного предварительного смешения. Воздух на горение подводится по аксиальному каналу вертикальной дымоотводящей шахты при помощи вентилятора, вмонтированного вкорпус котла. Установка крепится к стенке дымоотводящей шахты, внутренняя поверхность которой футерована слоем глазурованной керамики, предохраняющейот возможного коррозирующего воздействия продуктов сгорания.В области применения поверхностных теплообменников особенно эффективны установки с конденсацией водяного пара, который содержится в продуктахсгорания. Использование таких установок не исключает возможности утилизациипродуктов сгорания и другого рода. Автор работы [25] описал схему включенияповерхностного экономайзера с конденсацией водяного пара из продуктов сгорания за котлом, в которой для нагрева воздуха перед экономайзером включен рекуператор.
При установке экономайзеров за газоиспользующими агрегатами описанные выше схемы имеют ряд общих недостатков:1. За счет разряжения подача воздуха на горение в газоиспользующий агрегат не обеспечивает качественное смесеобразование.2. Для регулирования параметров теплоносителя предложенные схемы неудобны.Смесеобразование интенсифицируется при сжигании газа с помощью дутьевой горелки в результате подачи воздуха в камеру горения принудительно. Однако22такие установки не получили широкого распространения из-за сложности устройства воздуховодов в кладке стен. Несмотря на некоторые недостатки рассмотренных установок, применение поверхностных экономайзеров с конденсацией водяного пара из продуктов сгорания является достаточно эффективным способом, таккак предложенные установки обеспечивают экономию топлива.Описание схемы котла с конденсацией водяного пара из продуктов сгоранияна поверхности нагрева предложены авторами в работах [17], [26], [27].
Для покрытия отопительной нагрузки используется газовый котел конструкции RSBA тепловой мощностью 15 кВт, включающий в себя внутреннюю топку и систему подъемных и опускных газоходов. По подъемному газоходу движутся продукты сгорания.Теплота продуктов сгорания и теплота конденсации, содержащегося в них водяного пара, отдается внешней поверхности трубы, которая омывается греющейсяводой.
Пять типоразмеров, разработанных в ФРГ водогрейных котлов с конденсацией водяного пара из продуктов сгорания на поверхности нагрева мощностью от15 до 38 кВт, защищены от коррозии специальными материалами. Температураводы в котле регулируется автоматически.Применение регулятора, обеспечивающего оптимальный режим сжиганиятоплива в отопительном котле с конденсацией водяного пара из продуктов сгорания, при соотношении “газ - воздух” в пределах 1:4 в диапазоне оптимальныхнагрузок, обсуждается в работе [28].В выше описанных водогрейных котлах присутствуют общие конструктивные недостатки, вытекающие из традиционных принципов сжигания газа, которыеприводят к высокой температуре горения и стимулируют образование NOх.При использовании теплоты конденсации водяного пара из продуктов сгорания существенно повышается экономичность работы установок.Процесс теплообмена можно интенсифицировать созданием развитой поверхности нагрева и повышением скорости движения продуктов сгорания до максимально допустимой.
Традиционный путь применения оребренных труб или гофрированных пластин позволяет увеличить поверхность нагрева.23Известны конструкции установок, в которых водяной пар из продуктов сгорания конденсируется на трубках с наружным оребрением [29]. Поверхностьнагрева водогрейных котлов с конденсацией водяного пара из продуктов сгораниясоставляется из труб частично или полностью оребренных. В работе [21] описанасхема установки, разработанная в Германии, поверхность нагрева которой включает 10 труб из алюминия одинакового диаметра. Котел оборудован смесительнойгорелкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
