Главная страница ->  Технология утилизации 

 

Розробка та дослідження енергоефективних рекуператорів для промислових печей. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.


Качество современных систем отопления и кондиционирования в большой мере зависит от эффективности и надежности циркуляционных насосов. Сегодня более половины циркуляционных насосов, производимых в мире, изготавливает фирма ГРУНДФОС.

 

Наиболее популярными и заслуженно завоевавшими любовь и доверие потребителей являются насосы с мокрым ротором , в которых камера ротора и статора разделены между собой гильзой из нержавеющей стали.

 

В отличие от устоявшегося представления о принципе работы и эмементах обычного насоса системы циркуляции, в этих насосах вода (и ее смеси с незамерзающими жидкостями) выполняет сразу три функции - рабочая среда, смазывание трущихся частей (подшипники) и охлаждение (эл/двигателя).

 

Благодаря отсутствию торцевого уплотнения и масла эти насосы не требуют обслуживания. Насос при этом предельно компактен, имеет малый вес, и, благодаря расположению всасывающего и напорного патрубков в одну линию может быть установлен без фундамента, непосредственно на трубопроводах. Преимуществом этих насосов является еще и то, что они практически бесшумны.

 

Клеммная коробка насоса может быть повернута под любым улом по отношению к валу эл. двигателя и обеспечить наиболее удобное для установки насоса положение.

 

Все насосы с мокрым ротором условно разделены на несколько групп:
Насосы UPS серии 100 - (H<8 метров; Q<12м3/ч) ориентированы на коттеджное строительство

 

Насосы UPS серии 200 - (H<18 метров; Q<120м3/ч) ориентированы на промышленное применение и производятся как в одинарном, так и в сдвоенном исполнении (UPSD).

 

Насосы UPE - насосы со встроенным частотным регулированием, рекомендуемые для систем отопления с переменным расходом.
С целью экономии электроэнергии, а также для большей возможности выбора оптимального типоразмера циркуляционные насосы UPS имеют три скорости вращения.

 

Насосы UPS серии 100 по желанию могут комплектоваться простыми и надежными системами автоматического регулирования (таймер, температурное реле ).
Насосы UPS серии 200 могут дополнительно комплектоваться релейным модулем для защиты электродвигателя, подачи сигнала о работе или о неисправности, автоматического суточного или аварийного переключения насосов (для сдвоенного исполнения).

 

В результате проведения последних конструктивных изменений насосов UPS:

 

потребляемая электроэнергия уменьшена почти на 30% за счет модернизации электродвигателей и деталей проточной части;

 

увеличено количество типоразмеров выпускаемых насосов, в результате чего выбор требуемого насоса стал более оптимален;

 

в насосах серии 100 применена новая, более совершенная конструкция переключателя частот вращения, расположенного на клеммной коробке;

 

в насосах UPS серии 200 блок переключателя скоростей установлен теперь в клеммной коробке, что позволяет его защитить от несанкционированных регулировок, а также от проникновения влаги;

 

применены пружинные контактные зажимы, что позволило упростить подключение к электрической сети, а также уменьшить размеры клеммной коробки, которая теперь может быть подключена как справа, так и слева;

 

электродвигатель защищен от перегрузки встроенным термовыключателем;

 

применен комбинированный фланец PN 06/PN 10, позволяющий состыковываться с любым соединением.Для систем циркуляции с переменным расходом (например, двухтрубная система с терморегулируемыми головками) гораздо большей экономии расходуемого топлива и электроэнергии можно достичь, используя насосы UPE и UPED серии 2000 со встроенным частотным регулятором, позволяющим автоматически бесступенчато регулировать частоту вращения электродвигателя. Как показывает практика, 90% времени отопительный агрегат работает в диапазоне частичной нагрузки. Режим работы насоса с автоматической регулировкой в точности соответствует профилю нагрузки агрегата.
Применение насосов UPE позволяет почти вдвое снизить потребляемую электроэнергию.
Существует три способа регулировки циркуляционных насосов:

 

По постоянному давлению. При переменном расходе напор остается неизменным.

 

По пропорциональному давлению. Перепад давлений в насосе устанавливается в зависимости от подачи. Напор уменьшается пропорционально снижению подачи до тех пор, пока при нулевой подаче не будет достигнуто значение, равное 50% от заданного.

 

По температуре. Введенное заданное значение (постоянное или пропорциональное давление) линейно регулируется в зависимости от температуры рабочей среды в корпусе насоса.
Управление и контроль насосов UPE ocуществляется четырьмя способами:

 

Вручную непосредственно на клеммной коробке.

 

Посредством бесконтактной связи с помощью пульта дистанционного управления R50 или R100. Это устройство представляет собой компактный дисплей, с помощью которого можно отдавать все команды управления, а также получать информацию о параметрах насоса.

 

С помощью внешних сигналов. Насосы UPE 2000 имеют входы для функций старт/стоп и минимум/максимум.

 

Через систему управления Pump Management System 2000, с помощью которой можно управлять и контролировать работу до 8 насосов. В систему помимо насосов UPE входят блок управления насосами PMU 2000, блок связи PSU 2000, шина связи. Фирма ГРУНДФОС изготавливает и поставляет все упомянутые выше средства управления насосами UPE, а также:

 

модули расширения функций, позволяющие принимать внешние сигналы ВКЛ/ВЫКЛ, переключения на максимальную и минимальную частоту вращения, выхода аварийного сигнала, подключения к шине связи;

 

принтер для контроллера R100.

 

Для всех насосов UPS, UPE дополнительно могут поставляться фланцы и переходники, теплоизоляция, реле времени с суточной и недельной шкалой, универсальное тепловое реле с установкой температуры срабатывания, дифференциальное тепловое реле, защитный автомат электродвигателя.Насосы с мокрым ротором UP фирмы GRUNDFOS прекрасно зарекомендовали себя не только за рубежом. Один такой насос великолепно отработал 18 лет(!) на одном из московском ЦТП и был возвращен в Представительство GRUNDFOS в Москве как символ надежности.

 

 

Сезоненко Б.Д., Скотникова Т.В

 

Інститут газу НАН України

 

Використання теплоти відхідних газів промислових печей для нагрівання в рекуператорах повітря є вагомим резервом економії палива. Для оцінки економії палива нами запропоновано рівняння [1]:

 

,

 

де E – економія палива у частках від одиниці; Jn – теплота нагрітого повітря, віднесена до одиниці палива, кДж/м3; Qнр- нижча теплота згоряння палива, кДж/м3; Jпз – теплота відхідних продуктів згоряння в печі без нагрівання повітря, кДж/м3; – коефіцієнт розподілу температури продуктів згоряння в печі (для камерних печей u = 1, для штовхальних протитокових нагрівальних печей = 1,4 [2]).

 

Традиційні методи розрахунків економії палива при нагрівання повітря [3,4], порівнюючи теплові баланси печей без рекуперації та з нею, не враховують, що за інших рівних умов, температури відхідних продуктів згоряння цих печей різняться. На відміну від традиційних методів у наведеному вище рівнянні завдяки коефіцієнту розподілу температури продуктів згоряння в печі враховується зазначена зміна температури відхідних продуктів згоряння, що спричинена рекуперацією. Тобто, пропонована залежність є точнішою.

 

Різноманітність конструкцій та параметрів роботи газових промислових печей унеможливлює створення єдиної універсальної конструкції рекуператора, що достатньо ефективно працював би на всіх видах печей. Вибір типу рекуператора для конкретної печі залежить з одного боку, від параметрів продуктів згоряння (максимальна температура, коливання температури в часі, наявність пилу), а з другого - від особливостей тієї чи іншої конструкції рекуператора (теплостійкість, газощільність, засмічуваність поверхні, габарити, вартість тощо).

 

Рис.1. Залежність енергетичного коефіцієнта Е від витрат енергії на просування повітря N: – струминний; n – дифузор-конфузр; l– оребрена поверхня; – гладка поверхня

 

Енергоефективність рекуператорів (співвідношення кількості переданої теплоти й витрат потужності на просування продуктів згоряння та повітря) підвищується при інтенсифікації процесу теплопередачі. Підвищення енергоефективності важливо при високих (1200 – 1400 °С) температурах відхідних продуктів згоряння промислових печей. Порівняємо енергоефективність деяких способів теплообміну, а саме: струминного натікання повітря , теплообміну у каналі із періодичними змінами перерізу (канал типу дифузор-конфузор), у каналі з переривчастими ребрами та у каналі із гладкими стінками. Порівняння проведено за методикою, запропонованою В.М.Кирпичевим [5], тобто із обрахуванням енергетичного коефіцієнта Е. Останній являє собою відношення кількості теплоти Q, що її отримало повітря, до витрат енергії N на просування повітря й продуктів згоряння. Порівняння за енергетичним коефіцієнтом дає змогу оцінити ефективність теплообміну при будь-якій формі поверхонь і будь-якому способі обтікання їх теплоносіями. На рис.1 наведено отримані дані у вигляді графіка.

 

Як видно із даних рисунка, при однакових витратах енергії на просування теплоносіїв енергетична ефективність струминного теплообміну в 1,7 – 2 рази більша, ніж у каналі з гладкими стінками та у 1,3 – 1,5 разів більша, ніж у каналі типу дифузор-конфузор.

 

Нами проведені дослідження [6], які дали змогу визначити оптимальні геометричні та режимні характеристики струминних систем і створити новий тип рекуператора - модульний струминний. Такі рекуператори доцільно використовувати у скловарних та інших печах, де до рекуператорів висувають особливі вимоги через високу температуру продуктів згоряння (1200 – 1400 °С), їх значну запиленість та вміст агресивних речовин. Модульні струминні рекуператори завдяки інтенсивному теплообміну на стороні повітря, а також завдяки своїм конструктивним особливостям здатні ефективно та надійно працювати при високих температурах димових газів й у запиленому середовищі.

 

Досвід впровадження таких рекуператорів на скловарних та інших печах підтвердив доцільність їх використання у середовищі високотемпературних засмічених продуктів згоряння. Ці рекуператори дають змогу економити до 30% палива, їх термін експлуатації становить не менше 2 років. Крім того, на їх виготовлення витрачається у 1,5-2 рази менше нержавіючої сталі, ніж для радіаційних щілинних рекуператорів, які традиційно використовуються в цих типах печей [7].

 

У ковальському та пресовому виробництві працює велика кількість камерних нагрівальних та термічних печей. Більшість з них не має обладнання для утилізації теплоти продуктів згоряння. Ці печі мають нижчий рівень температур продуктів згоряння за скловарні печі, а саме 700 – 1200 °С.

 

Аналіз даних промислової експлуатації показує, що за таких температур використання модульних струминних рекуператорів стає менш ефективним.

 

Рис. 2. Залежність відносного приросту тепловіддачі від відносного приросту потужності, що її витрачено на просування повітря у трубах з накаткою: Re=(6...10) 103 ; , D, l – зразки труб із різними параметрами накатки.

 

Теплопередача в димових каналах нагрівальних і термічних печей лімітується відносно низькою тепловіддачею на стороні продуктів згоряння. Остання зумовлена невеликими перерізами димових каналів камерних печей з відповідно малою товщиною газового випромінюючого шару. У таких умовах доцільно розміщувати рекуператор ближче до робочої камери, а саме в тій частині каналу, що розташована у боковій стінці печі. Розміри димового каналу обмежені розмірами цегляної кладки стінок печі. Тобто рекуператор має бути компактним, забезпечувати максимально можливе нагрівання повітря і мінімально можливий опір на стороні продуктів згоряння. Таким вимогам відповідає рекуператор, у якого головним елементом є пучок труб, в якому повітря просувається у трубах, а продукти згоряння - в міжтрубному просторі.

 

В такому рекуператорі тепловіддача до повітря підвищується за рахунок турбулізації пристінного шару, а тепловіддача від продуктів згоряння підвищується за рахунок випромінювання цегляної кладки бокових стінок димового каналу. За рахунок штучної шорсткості поверхні труб можна в 1,5 рази підвищити інтенсивність тепловіддачі в трубах порівняно із гладкою поверхнею. Це виявлено в роботах [8, 9] і підтверджено нашими дослідами [10]. На рис. 2 показано приріст тепловіддачі (числа Нусельта) від при­росту потужності, яку витрачено на просування повітря в трубі.

 

Аналіз наведених даних свідчить, що приріст тепловіддачі в трубах із штучною шорсткістю відносно гладких труб інтенсивніший у перехідній області при Re=(6-10)103. Більше того, для одного із досліджених зразків при Re<9103 приріст тепловіддачі для деяких режимів пре­валює над приростом потужності, що її витрачено на просування повітря. У цього зразка відношення перетиснутого і гладкого діаметрів труби дорівнювало 0,95, а крок виступів - 14,9. Дослідження дали змогу виявити оптимальні для трубчастих рекуператорів параметри штучної шорсткості.

 

Одержані результати використано при проектуванні експериментальних зразків трубчастих рекуператорів. Показники їх роботи досліджено на експериментальному стенді в умовах, максимально наближених до промислових. Під час цих експериментів отримано робочі характеристики всіх досліджених трубчастих моделей. Найкращій варіант накатки враховано під час проектування типового ряду трубчастих рекуператорів для камерних нагрівальних печей.

 

внутрішня труба: o – з гладкою поверхнею;

 

n – з гвинтовим ребром

 

Рис.3 .Трубчасті рекуператори з накаткою

 

Рис.4. Елемент рекупуратора типу «труба в трубі» з гвинтовим ребром

 

Рис.5. Залежність питомого теплового потоку q, засвоєного повітрям у елементі типу труба в трубі , від витрат енергії на просування повітря N: температура у димовому каналі t=800 °C.

 

Для типових камерних нагрівальних печей розроблено три типорозміри трубчастих рекуператорів, які відповідають наведеним умовам. Діапазон номінальних витрат повітря дорівнює Vп = 75, 150 та 300 м3/г. Схема конструкції рекуператора наведена на рис.3. Висота рекуператора вибиралася з урахуванням висоти печей. Кількість труб рекуператора визначалася так, щоби критерій Рейнольдса для повітря, що просувається в трубах, знаходився в діапазоні Re = (6...10)103 при номінальних витратах повітря.

 

Для металургійних печей прокатного виробництва з урахуванням їхніх конструктивних та експлуатаційних особливостей розроблено рекуператори типу “труба в трубі” із закручуванням потоку. У результаті досліджень елемента такого рекуператора (рис. 4) визначено оптимальні геометричні характеристики гвинтового ребра на внутрішній трубі. При застосуванні такого інтенсифікатора спостерігається 20 – 30 %-е збільшення величини засвоєного теплового потоку порівняно із гладкою внутрішньою трубою за однакових витрат енергії (див. рис. 5).

 

Таким чином, використання інтенсифікаторів теплообміну в рекуператорах дає змогу збільшити їхню теплову ефективність і зменшити габарити та металоємність.

 

Література

 

1. Розробка системи автоматизованого проектування рекуперативних теплообмінників для утилізації теплоти газових викидів промислових печей: Звіт про НДР (заключний) / Інститут газу НАН України. - Укр. ІНТЕІ, інв. № 0298U000398. - 1998. - 104 с.

 

2. Szargut J., Koziol J. Influence of the temperature distribution in the furnace chamber on the effects of recuperation / Gas warme international, 1990. - 39. - n4/5. - P. 180-184.

 

3. Лемлех И.М., Гордин В.А. Высокотемпературный нагрев воздуха в черной металлургии. - М.: Металлургиздат, 1963. - 352 с.

 

4. Тебеньков Б.П.Рекупеторы для промышленных печей. - М.: Метапллургия, 1975. - 294 с.

 

5. Кирпичев М.В. О наивыгоднейшей форме поверхности нагрева. - М.: Известия ЭНИН им. Г.М.Кржижановского, 1944 - т.12. - 170 с.

 

6. Скотникова Т.В. Оптимизация характеристик струйных рекуператоров // Химическая технология. - 1989. - №3. - С. 64-67.

 

7. Сезоненко Б.Д., Еринов А.Е., Скотникова Т.В. Внедрение энергосберегающей технологии на ванных печах прямого нагрева // Стекло и керамика. - 1988. - №10. - С. 7-8.

 

8. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Яхро С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. - М.: Машиностроение, 1972. - 220 с.

 

9. Открытие № 242 СССР. Закономерность изменения теплоотдачи на стенах каналов с дискретной турбулизацией потока при вынужденной конвекции / Э.К.Калинин, С.А.Яхро и др. // Бюллетень изобретений. - 1981. - №35.

 

10. Разработать энергосберегающие теплотехнические агрегаты и оборудование: Печи для производства стекла, агрегаты для производства строительных материалов и изделий, высокоэффективные рекуперативные устройства: Отчет о НИР (заключительный) / Институт газа АН УССР; № ГР 0187.00203343. - К., 1990. - 189 с.

 

Вывоз мусора кузова и утилизация отходов

 

В шахту не за углем. 2. Договор энергетической хартии. Модернизация в контексте энергос. Кабмин утвердил порядок установк.

 

Главная страница ->  Технология утилизации 

Экологически чистая мебель:


Сайт об утилизации отходов:
Hosted by uCoz