energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTUenergy-139Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGСовременное состояние и анализ эффективности утилизации теплоты в топливных печах с использованием высокотемпературных рекуператоров. Часть 2Modern State and Efficiency Analysis of Heat Recovery in Fuel Furnaces Using High Temperature Recuperators. Part 2СорокаБ. С.SorokaB. S.

Доктор технических наук, профессор

energy@bntu.byЗгурскийВ. А.ZgurskyiV. A.

Кандидат технических наук

energy@bntu.byВоробьевН. В.VorobyovN. V.

Аспирант

energy@bntu.byИнститут газа НАН УкраиныУкраинаGas Institute of the National Academy of Sciences of UkraineUkraine2013090820130447–57Copyright © Сорока Б.С., Згурский В.А., Воробьев Н.В., 20132013Сорока Б.С., Згурский В.А., Воробьев Н.В.Soroka B.S., Zgurskyi V.A., Vorobyov N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/139

Анализируются факторы, влияющие на теплообмен в высокотемпературных рекуператорах: интенсификация теплообмена, увеличение теплообменной поверхности, повышение температурного напора между первичным и вторичным теплоносителями. Проведено сопоставление экспериментальных данных с результатами математического и компьютерного (CFD) моделирования. Рассмотрены новые конструкции высокотемпературных утилизаторов теплоты: трубчатого рекуператора, снабженного вставками – вторичными излучателями внутри труб для печей металлургии и высокоэффективного радиационного двухходового рекуператора (РРД) для печей машиностроения. Оценены преимущества новых рекуператоров перед существующими аналогами: обеспечение дополнительной экономии топлива за счет увеличения температуры подогрева воздуха горения и повышение стойкости конструкции благодаря понижению температуры стенок труб.

The paper analyzes various factors that affect upon heat transfer in high temperature recuperators, namely: heat transfer enhancement, heat exchange surface increase and rise of temperature head between primary and secondary heat transfer fluids. Comparison of experimental data with the results of mathematical and computational fluid dynamics (CFD) modeling has been performed in the paper. The paper considers some new designs of high temperature heat recovery plants: tube recuperator equipped with internal inserts – secondary emitters inside tubes for metallurgical furnaces and high-efficient two-way radiative recuperators for machinery engineering furnaces.  Advantages of new recuperators in comparison with existing analogues have been estimated in the paper. These advantages are:  provision of additional fuel saving due to increase of preheating temperature of the combustion air and improvement of design stability by decrease of tube wall temperature.

ReferencesСорока, Б. С. Современное состояние и анализ эффективности утилизации теплоты в топливных печах с использованием высокотемпературных рекуператоров. Часть 1. Cовременные утилизаторы теплоты в процессах использования и производства газового топлива / Б. С. Сорока, Н. В. Воробьев, В. А. Згурский / Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2013. – № 3. – С. 60–68.Сорока, Б. С. Современное состояние и анализ эффективности утилизации теплоты в топливных печах с использованием высокотемпературных рекуператоров. Часть 1. Cовременные утилизаторы теплоты в процессах использования и производства газового топлива / Б. С. Сорока, Н. В. Воробьев, В. А. Згурский / Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2013. – № 3. – С. 60–68.Oyelami, A. T. Performance Evaluation of Recuperative Heat Exchanger in Rotary Furnace / A. T. Oyelami, S. B. Adejuyigbe, M. A. Waheed // Proceedings of the World Congress on Engi-neering 2012 WCE 2012, July 4–6, 2012, London, U.K. – 7 p.Oyelami, A. T. Performance Evaluation of Recuperative Heat Exchanger in Rotary Furnace / A. T. Oyelami, S. B. Adejuyigbe, M. A. Waheed // Proceedings of the World Congress on Engi-neering 2012 WCE 2012, July 4–6, 2012, London, U.K. – 7 p.Industrial Application of Submerged Combustion Melters / L. S. Pioro [et al.]. Kyiv: Fact Publ, 2006. – 240 p. (USA copyright).Industrial Application of Submerged Combustion Melters / L. S. Pioro [et al.]. Kyiv: Fact Publ, 2006. – 240 p. (USA copyright).Wendt, P. Modernization and efficiency of thermal processing plants / P. Wendt, F. Kühn // Heat Processing (9). – 2011. – Issue 1. – P. 21–28.Wendt, P. Modernization and efficiency of thermal processing plants / P. Wendt, F. Kühn // Heat Processing (9). – 2011. – Issue 1. – P. 21–28.Способ отжига рулонов в колпаковой печи: пат. РФ 215104 МПК8 С21D9/663 1999 / М. П. Мишин, А. Ф. Сарычев, С. А. Лебедев [и др.]; заявитель и собственник ООО «Магнитогор. металлург. комб.» – № 97116621/02; заявл. 07.10.1997; опубл. 20.01.1999.Способ отжига рулонов в колпаковой печи: пат. РФ 215104 МПК8 С21D9/663 1999 / М. П. Мишин, А. Ф. Сарычев, С. А. Лебедев [и др.]; заявитель и собственник ООО «Магнитогор. металлург. комб.» – № 97116621/02; заявл. 07.10.1997; опубл. 20.01.1999.Technical data bulletins: Bell type annealing furnaces. – EM EM ENGINEERS. – Режим доступа: http://www.mmfurnaces.com/rod01.htm.Technical data bulletins: Bell type annealing furnaces. – EM EM ENGINEERS. – Режим доступа: http://www.mmfurnaces.com/rod01.htm.Радиационный рекуператор: заявка на изобрет., Украина, № а 201208213: МПК (2012) F28D 7/00, 7/10 / Б. С. Сорока, П. Шандор, Н. В. Воробьев; заявитель и собственник патента Ин-т газа НАН Украины; заявл. 05.07.2012. – 5 с.Радиационный рекуператор: заявка на изобрет., Украина, № а 201208213: МПК (2012) F28D 7/00, 7/10 / Б. С. Сорока, П. Шандор, Н. В. Воробьев; заявитель и собственник патента Ин-т газа НАН Украины; заявл. 05.07.2012. – 5 с.Теплотехнические расчеты при автоматизированном проектировании нагревательных и термических печей: справ. изд-е // Науч. труды ОАО «Институт стальпроект» / В. Л. Гусовский [и др.]; под ред. А. Б. Усачева. – М.: Черметинформация, 1999. – 185 с.Теплотехнические расчеты при автоматизированном проектировании нагревательных и термических печей: справ. изд-е // Науч. труды ОАО «Институт стальпроект» / В. Л. Гусовский [и др.]; под ред. А. Б. Усачева. – М.: Черметинформация, 1999. – 185 с.Сорока, Б. С. Расчет основных характеристик высокотемпературного трубчатого рекуператора при интенсификации теплообмена внутри труб / Б. С. Сорока, Н. В. Воробьев, Р. С. Карабчиевская // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2011. – № 5. – С. 47–54.Сорока, Б. С. Расчет основных характеристик высокотемпературного трубчатого рекуператора при интенсификации теплообмена внутри труб / Б. С. Сорока, Н. В. Воробьев, Р. С. Карабчиевская // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2011. – № 5. – С. 47–54.Тепловой расчет котлов (нормативный метод). ВТИ та ЦКТИ – НПО ЦКТИ. – СПб., 1998. – 256 с.Тепловой расчет котлов (нормативный метод). ВТИ та ЦКТИ – НПО ЦКТИ. – СПб., 1998. – 256 с.Комплексный анализ рабочего процесса в высокотемпературном рекуператоре // Б. С. Сорока [и др.] // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2012. – № 4. – С. 71–80.Комплексный анализ рабочего процесса в высокотемпературном рекуператоре // Б. С. Сорока [и др.] // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2012. – № 4. – С. 71–80.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.