ЗАБОР ТЕПЛА ОТ УХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ОБЖИГОВЫХ ПЕЧЕЙ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ТЕПЛИЧНОГО КОМПЛЕКСА

Уваров В.А.¹, Староверов С.В.², Феоктистов А.Ю.³, Юдин А.И.⁴

¹Доктор технических наук, ²Кандидат технических наук, ³ Кандидат технических наук, ⁴Аспирант, государственный технический университет им. В. Г. Шухова

ЗАБОР ТЕПЛА ОТ УХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ОБЖИГОВЫХ ПЕЧЕЙ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ТЕПЛИЧНОГО КОМПЛЕКСА

Аннотация

В статье рассмотрено – способ и принципиальная технологическая схема отбора тепла от печи и подача на теплицу для отопления

Ключевые слова: теплоэнергетика, энергосбережение, промышленность.

Uvarov V.A.¹, Staroverov S.V.² ,  Pheoktistov A.Y.³, Yudin A.I. ⁴

¹PhD in Engineering, ²PhD in Engineering, ³PhD in Engineering, ⁴Postgraduate student, Shukhov State Technical University

HEAT REMOVAL FROM OUTGOING FLUE GASES OF CALCARS FOR HEATING OF A GREENHOUSE COMPLEX

Abstract

The article considers a method and a basic technological scheme of heat removal from calcar and supply of it inside the greenhouse for heating.

Keywords: heat-and-power engineering, energy saving, industry.

На данный момент активными темпами осуществляется политика по импорт замещению. Широкое развитие получает сельскохозяйственный сектор, в частности строительство тепличных комплексов.

Зачастую тепличные комплексы располагаются вблизи производств с свободным тепловым потенциалом, находящимся в уходящих дымовых газах. Так как выработка тепловой энергии является затратной статьёй расходов для выращивания продукции, актуальным становится снижение себестоимости за счёт использования тепла уходящих дымовых газов.

Основной технической задачей является создание технологической схемы, позволяющей не нарушить режим работы объекта, являющегося поставщиком тепла и потребителя – тепличного комплекса.

Рассмотрим схему работы системы отопления тепличного комплекса.

Как правило, вода подогревается в котле до температуры 80-85 ⁰С и далее подаётся в теплоаккумулирующую ёмкость. После этого с помощью транспортной группы насосов горячая вода из теплоаккумулирующей ёмкости подаётся на раздаточную гребёнку и далее в теплицу. После теплоноситель с температурой до 35 0С возвращается через обратную гребёнку в аккумулирующую ёмкость и далее на нагрев в котёл.

Ниже представлена принципиальная схема отбора тепла от печи.

Рис. 1 - Принципиальная схема отбора тепла от печи и подачи на систему отопления теплицы

Уходящие дымовые газы после рекуператора с температурой 750-850 градусов с помощью дымососа подаются через отвод в трубопровод на котёл-утилизатор, где остывают до температуры 50 градусов и далее подаются в систему очистки от дисперсной пыли и азотистых соединений. После очистки, уходящие дымовые газы подаются в существующий коллектор СО2, находящийся в котельной сервисного блока тепличного комплекса и далее в тепличный блок.

 Тепло, отбираемое от уходящих дымовых газов в котле-утилизаторе, нагревает воду в теплообменных поверхностях до температуры 110 градусов, которая по магистральным трубопроводам нагревает воду в аккумулирующей ёмкости «ИЗОВОЛ-Агро».

В летний период для устранения перегревов и утилизации избыточного тепла на магистральном трубопроводе и параллельно аккумулирующей ёмкости предусматриваются драйкулеры (охладители) мощностью 3,7 МВт и 3,8 МВт.

Для поддержания исходного аэродинамического режима работы печи устанавливается частотный преобразователь и вентилятор в качестве, поддерживающего установленное технологией процесса производства минеральной ваты разряжение в дымовой трубе. Дополнительно для поддержания исходного аэродинамического режима работы печи устанавливается регулирующая заслонка, которая так же является одной из ступеней защиты.

Для безопасной и стабильной работы печи устанавливается дополнительная дымовая труба, которая будет использоваться для сброса уходящих дымовых газов в период остановки оборудования.

Расчёт количества тепла от уходящих дымовых газов.

1. Расход материала при загрузке в печь:

Порфирит:

Расход материала: L_мат=4373 кг/ч;

Влажность: φ=1,69 %;

Выход влаги:  =73,90 кг/ч;

Соответственно выход водяных паров равен:

где  - плотность при нормальных условиях водяных паров, кг/м³;

Доломит:

Расход материала: L_мат=1458 кг/ч;

Влажность: φ=6,8 %;

Выход влаги: =99,14 кг/ч;

Определяем выход водяных паров:

где  - плотность при нормальных условиях водяных паров, кг/м³;

Расчёт тепловой мощности при режиме работы «ЗИМА».

1. Количество продуктов горения составляет:

2. Дополнительно при обжиге материалов за счёт содержания влаги в исходных материалах выделяется следующее количество водяных паров:

3. Итого общий расход газов после печи составит:

4. Объёмная доля:

5. Влагосодержание уходящих дымовых газов составляет:

6. Плотность дымовых газов равна:

где _, согласно справочным данным [1];

7. Расход дымовых газов составляет:

8. Массовый расход уходящих газов составит:

 

9. Согласно полученным исходным данным температура дымовых газов составляет:

Перед котлом-утилизатором t₁=820 ⁰С;

После котла-утилизатора t₂=40 ⁰С;

10. С помощью i-d диаграммы найдём энтальпии уходящих дымовых газов:

Перед котлом-утилизатором I₁=1345 кДж/кг;

После котла-утилизатора I₂=190 кДж/кг;

11. Соответственно тепловая мощность составляет:

Расчёт тепловой мощности при режиме работы «ЛЕТО»

12. Количество продуктов горения составляет:

13. Дополнительно при обжиге материалов за счёт содержания влаги в исходных материалах выделяется следующее количество водяных паров:

14. Итого общий расход газов после печи составит:

15. Объёмная доля:

16. Влагосодержание уходящих дымовых газов составляет:

17. Плотность дымовых газов равна:

где , согласно справочным данным;

18. Расход дымовых газов составляет:

19. Массовый расход уходящих газов составит:

 

20. Согласно полученным исходным данным температура дымовых газов составляет:

Перед котлом-утилизатором t₁=820 ⁰С;

После котла-утилизатора t₂=40 ⁰С;

21. С помощью i-d диаграммы найдём энтальпии уходящих дымовых газов:

Перед котлом-утилизатором I₁=1370 кДж/кг;

После котла-утилизатора I₂=185 кДж/кг;

22. Соответственно тепловая мощность составляет:

Таблица 1 - Режимное количество тепловой мощности и СО₂

Данное техническое решение позволит снизить себестоимость продукции в переходные и зимний период года за счёт экономии газа.

Литература

1. Табл. П-6 Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е, стереотип. М.: Энергия, 1977. - 344 с.

References

1. Tabl. P-6 Mykheev M. A., Mukheeva I. M. Osnovy teploperedachy. Izd. 2-e, stereotyp. M.:Energya, 1977. –S. 344.