196498. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kazánokból távozó fütsgáz hőtartalmának hasznosítására
3 196498 4 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés kazánokból távozó füstgáz hótartalmának hasznosítására, amely a kazánokból hulladékenergiaként távozó füstgázhőnek a kazán körfolyamatán belüli, tápvizelómelegitésre történő hasznosítás céljára, az ismert megoldásokhoz képest jobb hövisszanyerési hatásfokkal alkalmazható. A találmány szerinti eljárás különösen előnyösen alkalmazható olyan gőzkazánoknál, melyeknek a tápvizellátásához nagymértékű kondenzvizveszteség következtében viszonylag sok hideg póttápvízre van szükségük. A kazánokból távozó füstgáz hőjének hasznosítására különböző megoldásokat alkalmaznak: az általánosan ismert megoldásokhoz tartozik, hogy a füstgáz hőjének visszanyerésére felületi hőcserélőt - légelómelegitót, vagy tápvizelómelegítőt, esetleg mindkettőt - alkalmaznak. Légelómelegítók alkalmazása esetén a füstgáz hőjével a kazán tüzeléséhez szükséges levegőt, félületi hőcserélővel (tápvizelőmelegítövel) pedig a kazánba bevezetendő tápvizet melegítik elő. Légelőmelegító, vagy tápvizelómelegitó alkalmazásával kedvezőtlen hatásfokú hővisszanyerés érhető el, mert a füstgáz gadaságosan csak 170-220 °C körüli hőmérsékletűre hűthető le, melynek két fő oka van. Az egyik ok, hogy ezen felületi hőcserélőknek kedvezőtlen hőátbocsátási tényezője és az ebből adódó nagy höátadó felület miatt a füstgáz nagyobb mértékű lehűtésének a gazdaságosság szab határt. A másik ok: a korrózió elkerülésére a füstgázt csak olyan mértékig hűtik le, hogy a hőátadó felület leghidegebb pontjának hőmérséklete is magasabb legyen, mint a füstgáz harmatponti hőmérséklete. Ismert megoldás továbbá, hogy a harmatponti hőmérsékleten fokozottan bekövetkező korróziót elkerülendő, a hőátadó felület rozsdamentes anyagból készítik. Ez a megoldás azonban nagyon drága, ezért a füstgáz lehűthetóségének a gazdaságosság szab szigorú határt. Rozsdamentes hőcserélő alkalmazásán alapszik pl. az NS2K 2 648 854 számú szabadalom alapján ismertté vált eljárás, amely a kazánból távozó füstgáznak kb. 100 °C hőmérsékletűre történő lehűtését teszi lehetővé. Ismeretes az a megoldás is, amelynél a füstgáz hőjének hasznosítására hőhasznosító kazánt létesítenek. Ennek a módszernek hátránya, hogy a füstgáz csak korlátozott mértékig hűthető le, ugyanis a hűtőközeg a hőhasznosító kazán nyomásától függően 100 °C-nál nagyobb hőmérsékletű. A 185 501 számú magyar szabadalom alapján ismertté vált eljárással nagyfokú hővisszanyerés érhető el, ha a füstgáz mennyiségéhez képest a hasznosítást nagymennyiségű közeg melegítésére fordítják, ugyanis a közeget csak alacsony hőmérsékletűre lehet melegíteni. Példaként említjük, hogy 170 °C hőmérsékletű és 50 gr/kg nedvességtartalmú füstgáz esetén, a füstgáz kb. 55 °C nedves hőmérsékletéből és a véges hófokkülönbséggel történő kétszeres hőátadásból következően, a közeget csak kb. 45 °C hőmérsékletűre lehet a füstgázzal felmelegíteni. A hó- és anyagmérlegből köve kéz te the tőén kazántelepeknél nem áll rendelkezésre a füstgáz mennyiségéhez képest olyan nagymennyiségű melegítendő közeg, amely a nagyfokú hőviszszanyerést lehetővé tenné. A 180 288 számú magyar szabadalom szerinti eljárás előnye, hogy nagyfokú hővisszanyerés érhető el és a hűtőközeg felmelegithetóségét nem korlátozza a nedves füstgáz hőmérséklete. Hátránya, hogy a füstgázzal felmelegített víz szennyeződik és ezért kazánokhoz tápvízként nem használható. Találmányunkkal célunk az ismert eljárások, elsősorban a 180 288 számú magyar szabadalom szerinti eljárás olyan továbbfejlesztése a kazánokból távozó forró füstgázok hőtartalmának főleg pótviz előmelegítés céljára történő hasznosítására, amely az ismert megoldások műszaki-gazdasági hátrányait kiküszöböli és amely nagyobb fokú hóvisszanyerést tesz lehetővé, mint az ismert megoldások. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ismert hőcserélő-típusok, úgymint nedves hőcserélő, viz-viz hőcserélő és felületi hőcserélő alkalmazásával olyan hövisszanyerési eljárást lehet kialakítani, amellyel a forró füstgáz hőjének igen nagy része viszszanyerhetó, a póttápvíz nem szennyeződik, és a jó hövisszanyerési hatásfok eléréséhez nem szükséges gazdaságtalanul nagy fűtőfelületű felületi hőcserélőt beépíteni. Találmányunk további alapja az a felismerés, hogy ha a füstgázt a második lépcsőben, tehát a kéménybe vagy a szabadba történő kivezetés előtt, közvetítőközeggel - nedves hőcserélőben - azaz olyan hőcserélőben hűtjük le, amelyben a füstgáz a bepermetezett közvetítőközeggel közvetlen érintkezésbe kerül, és ezzel a közvetítőközeggel a póttápvizet víz-víz hőcserélő alkalmazásával előmelegítjük, akkor a póttápvíz hőmérséklete éppen a nedves hőcserélőbe belépő füstgáz harmatponti hőmérséklete körüli értéken lesz, ezért az ily módon előmelegített póttápvíz korrózióveszély nélkül a nedves hőcserélő elé kapcsolt közönséges acél anyagú felületi hőcserélőben továbbmelegithetó, vagy adott körülmények között ezen felületi hőcserélőnek csak egy egészen kis hányadát kell rozsdamentes anyagból készíteni. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lényege abban van, hogy a füstgázt lehűtése céljából két - füstgázoldalon sorbakapcsolt - berendezésen: először egy felületi hőcserélőn, majd egy nedves hőcserélőn vezetjük keresztül. A füstgáz a nedves hőcserélőben keringetett közvetítőközeget melegít, amely közvetítőközeggel víz-víz hőcserélő útján hideg póttápvizet melegítünk elő. Az eló-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
