Науковий вісник НГУ

The environmental reliability of gas-fired boiler units by applying modern heat-recovery technologies

• 
• 

User Rating:  / 0

PoorBest 

Details

Category: Contens №2 2020

Last Updated on 19 May 2020

Published on 10 May 2020

Hits: 3410

Authors:

N. M. Fialko, Corr. Member of the NAS of Ukraine, Dr. Sc. (Tech.), Prof., orcid.org/0000-0003-0116-7673, Institute of Engineering Thermophysics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

R. O. Navrodska, Cand. Sc. (Tech.), Senior Research Fellow, orcid.org/0000-0001-7476-2962, Institute of Engineering Thermophysics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

S. I. Shevchuk, Cand. Sc. (Tech.), orcid.org/0000-0001-8046-0039, Institute of Engineering Thermophysics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

G. O. Gnedash, Cand. Sc. (Tech.), orcid.org/0000-0003-0395-9615, Institute of Engineering Thermophysics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 повний текст / full article

Abstract:

Purpose. Improving the environmental safety of chimneys of heating boiler plants with exhaust-gas heat-recovery systems based on the use of the air method to prevent condensation in the exhaust ducts in combination with the method for drying the gases by heating them.

Methodology. In conducting computational studies, the well-known methods for thermal calculation of boiler plants and chimneys were used, as well as the results of our own experimental studies regarding heat transfer and hydrodynamics during deep cooling of the exhaust-gases of boiler plants. The studies were carried out using single thermal methods in the heat-recovery schemes of boiler plants to prevent condensation in the exhaust ducts (drying flue gases and the air method) and a complex of these methods. At the same time, various options for heat-recovery systems and chimneys were considered in the presence of air heaters in boiler houses and in their absence.

Findings. The thermal and humidity characteristics of the exhaust gases at the mouth of the chimneys were studied at used dry and heated air to reduce the humidity of these gases with a wide temperature change. Under the conditions considered, the main parameters of the chimney anti-corrosion protection systems were determined to prevent condensation in them under normative operating conditions of these chimneys. Based on the values of the obtained parameters, a comparative analysis of the effectiveness of the considered methods for protecting gas exhaust paths for various heat-recovery plants was performed. It is shown that for heating boilers, the use of the air method is most effective in complex-heat recovery systems, characterized by the use of recovered heat to heat the return heat-network water and combustion air

Originality. For the first time, the application of the air method to prevent condensation in the gas exhaust paths of boiler plants with complex heat-recovery systems has been investigated.

Practical value. The use of the proposed complex of thermal methods will significantly increase the reliability of the chimneys of heating boiler units in municipal heat-power engineering.

References.

1. Varnashov, V. V., Kiselyov, K. A., & Grebnov, V. S. (2016). A study on operation modes of brick chimneys in operation. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta, (1), 18-26. https://doi.org/10.17588/2072-2672.2016.1.018-026.

2. Ibragimov, E., & Cherkasov, S. (2018). Improving the efficiency of power boilers by cooling the flue gases to the lowest possible temperature under the conditions of safe operation of reinforced concrete and brick chimneys of power plants. In MATEC Web of Conferences (Vol. 245, p. 07014). EDP Sciences. https://doi.org/10.1051/matecconf/201824507014.

3. Pisarek, Z. (2019). Failure of a steel boiler chimney caused by corrosion of the structural shell plate. In MATEC Web of Conferences (Vol. 284, p. 09007). EDP Sciences. https://doi.org/10.1051/matecconf/201928409007.

4. Efimov, A. V., Goncharenko, A. L., Goncharenko, L. V., & Esi­penko, T. A. (2017). Modern technologies of deep cooling of fuel combustion products in boiler plants, their problems and solutions: monograph. Kharkiv: NTU “KhPI”. Retrieved from http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/32826.

5. Fialko, N. M., Navrodska, R. O., Shevchuk, S. I., Presich, G. A., & Gnedash, G. A. (2017). Heat methods for protecting the gas-escape channels of boiler plants when applying heat-recovery technologies. Naukovyi Visnyk NLTU, 27(6), 125-130. https://doi.org/10.15421/40270625.

6. Stepanova, A. (2016). Analysis of the application combined heat-recovery systems for water heating and blown air of the boiler installation. Industrial Heat Engineering, 38(4), 38-46. https://doi.org/10.31472/ihe.4.2016.06.

7. Shang, S., Li, X., Chen, W., Wang, B., & Shi, W. (2017). A total heat recovery system between the flue gas and oxidizing air of a gas-fired boiler using a non-contact total heat exchanger. Applied Energy, 207, 613-623. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.05.169.

8. Navrodskaya, R., Fialko, N., Gnedash, G., & Sbrodova, G. (2017). Energy-efficient heat recovery system for heating the backward heating system water and blast air of municipal boilers. Thermophysics and Thermal Power Engineering, 39(4), 69-75. https://doi.org/10.31472/ihe.4.2017.10.

9. Ionkin, I. L., Roslyakov, P. V., & Luning, B. (2018). Application of Condensing Heat Utilizers at Heat-Power Engineering Objects. Thermal Engineering, 65(10), 677-690. https://doi.org/10.1134/S0040601518100038.

10. Yarovoi, S. N. (2016). Evaluation of the technical condition of metal chimneys of the Taganrog Metallurgical Plant OJSC after a long service life. Naukovyy Visnyk Budivnytstva, (3), 103-108.

• < Prev
• Next >