Особливості застосування тепло¬ути¬лізаційних технологій для газоспоживальних скловарних печей

Ключові слова: відхідні гази скловарних печей, водо- та повітронагрівальні теплоутилізатори, ефективність теплоутилізації, очищення робочих поверхонь

Анотація

Проаналізовано особливості корисного використання скидної теплоти відхідних газів газоспоживальних скловарних печей, оснащених регенераторами для нагрівання повітря на горіння. Ці особливості зумовлені відносно високою температурою запічних газів (зазвичай 300-650 °С) та наявністю в них технологічного виносу у вигляді пилу та газової фази із шкідливих і хімічно агресивних сполук, таких як окиси вуглецю, сірки та азоту. Такі особливості призводять до ускладнень реалізації теплоутилізаційних технологій для скловарних печей. Викладено результати досліджень щодо ефективності для цих печей розроблених теплоутилізаційних технологій з теплоутилізаційним устаткуванням (теплоутилізаторами) для різних потреб використання утилізованої теплоти. Запропоновано варіанти цих технологій та виконано розрахунки основних характеристик їхнього призначення. В одному з варіантів використано водонагрівальні панельні теплоутилізатори модульного типу (ТВМ), призначені для нагрівання води для забезпечення потреб підприємств та прилеглих об'єктів у тепловій енергії на опалення, гаряче водопостачання та технологічні потреби. Другий варіант слугує попередньому нагріванню повітря на горіння в кінцевому рекуператорі (КР) перед надходженням його до регенераторів печей. В обох варіантах запропонованих технологій передбачена можливість очищення стисненим повітрям робочих поверхонь теплоутилізаційного устаткування від відкладень технологічного пилу. Наведено експериментальні дані щодо високої ефективності цього очищення, які отримані під час проведення пусконалагоджувальних випробувань відповідного устаткування. Виконано зіставлення основних показників ефективності розроблених технологій. У цих технологіях передбачено антикорозійний захист димових труб в умовах охолодження димових газів шляхом застосування методу байпасування частини гарячих запічних газів повз теплоутилізатори. Цей метод сприяє запобіганню конденсатоутворенню в димових трубах та покращенню їхніх режимних характеристик щодо розсіювання в навколишньому середовищі шкідливих речовин. Проаналізовано вплив на економічні показники рекуператора кінцевої температури нагрітого повітря, для визначення її раціонального значення. Показано, що застосування запропонованих технологій утилізації скидної теплоти відхідних газів скловарних печей забезпечує підвищення ефективності використання палива печі на 5-15 % за терміну окупності витрат на їхнє впровадження до одного року.

Біографії авторів

Н. М. Фіалко, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

д-р техн. наук, професор, член-кореспондент НАН України, завідувач відділу теплофізики ефективних теплотехнологій

В. Г. Прокопов, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

д-р техн. наук, професор, головний науковий співробітник, відділ теплофізики ефективних теплотехнологій

Р. О. Навродська, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

канд. техн. наук, пров. наук. співробітник, відділ теплофізики ефективних теплотехнологій

С. І. Шевчук, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, відділ теплофізики ефективних теплотехнологій

Г. О. Пресіч, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, відділ теплофізики ефективних теплотехнологій

Посилання

Abd Alkarem, Y. M. (2018). A new review in glass furnaces energy saving field by pairing between recuperative and regenerative systems. International Journal of Advanced Research and Development, 2(3), 123–129.

Burokova, A. V., & Rachmanov, Y. A. (2014). On the question of gas heat recovery heat treatment furnaces metal products. Scientific Journal NRU ITMO. Series "Economics and Environmental Management", 2(1), 71–78. [In Russian].

DoE, U. S. (2004). Waste Heat Reduction and Recovery for Improving Furnace Efficiency Productivity and Emissions Performance. US Department of Energy: Washington, DC, USA.

Fialko, N. M., Stepanova, A. I., & Navrodskaia, R. A. (2016). Efficiency heat exchanger glass furnaces in dusty conditions of heating surfaces. Energy and Automation, 2(3), 2835. [In Russian].

Fialko, N. M., Prokopov, V. G., Navrodskaia, R. A., Shevchuk, S. I., & Sliusar, A. F. (2021). Research of the composition of exhaust gases of glass-melting furnaces. International scientific journal "Internauka", 3(6), 72–79. https://doi.org/10.25313/2520-2057-2021-6-7297

Gomon, V. I., Ratushniak, A. I., Chernetskiy, V. T., & Khripun, A. F. (1988). Heat recovery of dusty exhaust gases heat of glass furnaces. Glass and Ceramics, 1(4), 35. [In Russian].

Kuznetsov, N. V., Mitor, V. V., & Dubovsky, I. E. (2011). Thermal calculation of boiler units. Normative method. Moscow: Ekolit. [In Russian].

Pioro, L. S. (1981). Fuel savings in glass production. Kyiv: Naukova dumka, 139 p. [In Russian].

Tebenkov, B. P. (1975). Recuperators of industrial furnaces. Moscow: Metallurgiia, 295 p. [In Russian].

Varnashov, V. V., Kiselyov, K. A., & Grebnov, V. S. (2016). A study of operation modes of brick chimneys in operation. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta, 2(1), 56–59. https://doi.org/10.17588/2072-2672.2016.1.018-026

Опубліковано
2021-09-09
Як цитувати
Фіалко, Н. М., Прокопов, В. Г., Навродська, Р. О., Шевчук, С. І., & Пресіч, Г. О. (2021). Особливості застосування тепло¬ути¬лізаційних технологій для газоспоживальних скловарних печей. Науковий вісник НЛТУ України, 31(4), 109-113. https://doi.org/10.36930/40310418
Розділ
Технологія та устаткування