Утилизации теплоты. ТИУЗ и ТИУР

Дымовые газы уносят из печи от 50% до 85% физической теплоты с температурой от 700оС до 1500 оС, что ставит задачу о необходимости системы утилизации этой теплоты, которая называется ВЭР – вторичные энергетические  ресурсы

Различают теплоиспользующие устройства замкнутого типа (ТИУЗ)  теплоиспользующие устройства разомкнутого типа (ТИУР).

В ТИУЗ  тепло отходящих дымовых газов частично вновь возвращается в рабочее пространство печи, что приводит к существенной экономии расхода топлива на печь. К таким устройствам в печных агрегатах относятся рекуперативные и регенеративные теплообменники. В рекуператоре тепло от остывающего теплоносителя (дымовых газов) непрерывно передается греющемуся воздуху (возможно и газу) через разделяющую стенку. Простейшим рекуператором является труба в трубе, где по внутренней трубе подается воздух, а по наружной - остывающий дым, а тепло передается через стенку. Рекуператоры бывают металлические, керамические и металлокерамические. В регенеративном теплообменнике имеются две насадки (с разных сторон печи). В начале через первую насадку пропускается отходящий из печи дымовой газ, которые ее разогревает до максимальной температуры. Затем через эту разогретую насадку пропускается воздух, который нагревается и подается в горелку печи. В то время как через первую насадку подается воздух для нагрева, вторая насадка разогревается за счет дымовых газов. Примером такой печи является мартеновская печь с двумя насадками.

В печах большой тепловой мощности (мартеновских, методических и т.д.) после теплоиспользующих устройств замкнутого типа (ТИУЗ) дымовым газом уноситься еще значительное количество тепловой энергии. Для ее использования применяют теплоиспользующие устройства разомкнутого типа (ТИУР). И они отлично делают свое дело, поскольку теплота дымовых газов в них расходуется на получение горячей воды и пара технологических (0,8-1,2МПа) и энергетических (4,2-4,3МПа) параметров.

В этом случае имеет место использование физической теплоты дымовых газов не для снижения расхода топлива на печь, а для получения пара и горячей воды за счет бросового тепла, что важно для экономики цеха и завода. К таким устройствам относятся котлы-утилизаторы и водяные экономайзеры. Эти устройства теплоизолированы снаружи, оборудованы внутри значительным количеством металлических труб, внутри которых течет холодная очищенная вода. Между металлическими трубами движутся охлаждаемые дымовые газы, т.е. тепло дымовых газов через стенки трубок передаются нагреваемой воде. Это так называемый водяной экономайзер для получения горячей воды.

Охлажденный в теплоиспользующих устройствах дымовой газ  (до 160-220С) по дымовому борову движется к основанию дымовой трубы, где из условий геометрического давления достигается максимальное разряжение, которое называется еще тягой дымовой трубы – отвод и рассеивание дымовых газов в окружающем пространстве. Высота дымовой трубы ограничивается из условия: тяга дымовой трубы должна быть равна суммарной потери энергии при движении дымовых газов из рабочего пространства до основания дымовой трубы. Если эти потери энергии слишком велики, например,  за счет установки котла-утилизатора, то у основания дымовой трубы дополнительно устанавливается эксгаузер – отсасывающий вентилятор.

Для регулирования давления в рабочем пространстве печи и исключения как выбивания дымовых газов из неплотностей печи, так и подсоса холодного воздуха в печь, в дымовом борове устанавливается дымовой шибер.

Представленная схема работы печной установки является обобщенной и не исключает наличия различных вариаций. Например, не всегда целесообразно устанавливать котел-утилизатор или экономайзер, или газовый рекуператор. В других случаях устанавливают котел-утилизатор на несколько печей, а то и на отделение.