Pressurized Recuperator for Heat Recovery in Industrial High Temperature Processes

• Autorzy: Gil S. , Góral J. , Horňak P. , Ochman J. , Wiśniewski T.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0315

Warianty tytułu

PL

Ciśnieniowy rekuperator do odzysku ciepła z przemysłowych procesów wysokotemperaturowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Recuperators and regenerators are important devices for heat recovery systems in technological lines of industrial processes and should have high air preheating temperature, low flow resistance and a long service life. The use of heat recovery systems is particularly important in high-temperature industrial processes (especially in metallurgy) where large amounts of thermal energy are lost to the environment. The article presents the process design for a high efficiency recuperator intended to work at high operating parameters: air pressure up to 1.2 MPa and temperature of heating up to 900°C. The results of thermal and gas-dynamic calculations were based on an algorithm developed for determination of the recuperation process parameters. The proposed technical solution of the recuperator and determined recuperation parameters ensure its operation under maximum temperature conditions.

PL

Rekuperatory i regeneratory są ważnymi urządzeniami systemów odzysku ciepła w ciągach technologicznych procesów przemysłowych i powinny charakteryzować się wysoką temperaturą podgrzewania powietrza, niewielkimi oporami przepływu, a także długim czasem eksploatacji. Stosowanie układów do odzysku ciepła ma szczególne znaczenie w wysokotemperaturowych procesach przemysłowych (zwłaszcza w hutnictwie), gdzie tracone są do otoczenia duże ilości energii cieplej. W artykule zaprezentowano projekt procesowy wysokosprawnego rekuperatora przeznaczonego do działania przy wysokich parametrach roboczych: ciśnienia powietrza do 1.2 MPa i temperatury podgrzania do 900°C. Wyniki obliczeń cieplnych i gazodynamicznych uzyskano w oparciu o opracowany algorytm do wyznaczania parametrów procesowych rekuperacji. Zaproponowane rozwiązanie techniczne rekuperatora i wyznaczone parametry rekuperacji umożliwiają jego działanie w maksymalnych warunkach termicznych.

Słowa kluczowe

EN

recuperator; heat transfer; flow; high temperature processes

PL

rekuperator; odzyskiwanie ciepła; przepływ; procesy wysokotemperaturowe

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3A
• Strony: 1847--1850
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., schem., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Gil S.

• Silesian University of Technology, Institute of Metals Technology, 8 Krasinskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

autor

Góral J.

• Silesian University of Technology, Institute of Metals Technology, 8 Krasinskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

autor

Horňak P.

• Technical University in Kosice, Department of Materials Science, Kosice, Slovakia

autor

Ochman J.

• Silesian University of Technology, Institute of Metals Technology, 8 Krasinskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

autor

Wiśniewski T.

• Silesian University of Technology, Institute of Metals Technology, 8 Krasinskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] L. Kolbeinsen, T. Lindstad, H. Tveit, H. Bruno, L. Nygaard, Energy recovery in the Norwegian Ferro Alloy Industry. The Norwegian Ferroalloy Research Organization, SINTEF, Trondheim 165–177 (1995).
• [2] J. Tomeczek, W. Bialik, J. Góral, P. Mocek, J. Ochman, T. Wiśniewski, Energooszczędny piec do produkcji wysokoprocentowych stopów krzemu i krzemu metalicznego metodą karbotermicznej redukcji węglem. Sprawozdanie Końcowe z Projektu Rozwojowego NR 070005 06/2009 Politechnika Śląska (2012).
• [3] J. Tomeczek, T. Wiśniewski, W. Bialik, Możliwości wykorzystania energii spalin z pieców wysokotemperaturowych do produkcji energii elektrycznej. Hutnik 79, 3, 144-151 (2012).
• [4] H. Hausen, Warmeubertragung im Gegenstrom, Gleichstrom und Kreuzstrom. Springer Verlag Berlin (1976).
• [5] J. Madejski, Teoria wymiany ciepła. Wyd. Politechniki Szczecińskiej (1998).
• [6] J. P. Holman, Heat Transfer. Seventh Edition, McGraw-Hill, London (1992).
• [7] F. P. Incropera, D. P. De Witt, T. L. Bergman, A. S. Lavine, Introduction to Heat Transfer. John Wiley & Sons, New York (2007).
• [8] W. M. Kays, A. L. London, Compact Heat Exchangers. 3rd ed., Mc Graw-Hill, USA, (1984).
• [9] S. Ochęduszko, Termodynamika stosowana. WNT (1974).
• [10] J. Tomeczek, T. Wiśniewski, Radiation characteristics of high temperature tubular heat recuperators. Gaswarme International 44, 10, 487-492 (1995).
• [11] T. Wiśniewski, Obliczenia rekuperatorów rurowych typu - U. Hutnik 2, 87–97 (1981).
• [12] T. Wiśniewski, Wymiana ciepła w rekuperatorach rurowych typu - U. Hutnik 4, 114-125 (1987).
• [13] T. Wiśniewski, Wpływ stanu powierzchni rur rekuperatorów pieców grzewczych na gazodynamikę i przepływ ciepła. Hutnik 1, 16-22 (2006).
• [14] T. Wiśniewski, Teoretyczne charakterystyki termiczne krzyżowo - prądowych rekuperatorów hutniczych. Hutnik 12, 506-514 (2006).
• [15] J. Tomeczek, T. Wiśniewski, Pressure Loss in Tubular Heat Recuperators. Gaswärme International 49, 4/5, 240-244 (2000).
• [16] B. Oleksiak, J. Łabaj, J. Wieczorek, A. Blacha-Grzechnik, R. Burdzik, Surface tension of Cu-Bi alloys and wettability in a liquid alloy - refractory material - gaseous phase system. Archives of Metallurgy and Materials 59, 1, 281-285 (2014).
• [17] J. Willner, A. Fornalczyk, Electronic scraps as a source of precious metals. Przemysl Chemiczny 9, 4, 517-522 (2012).
• [18] A. Fornalczyk, S. Golak, R. Przyłucki, J. Willner, A Study of the Impact of Power Supply Parameters on Metal Flow Velocity in the Channel of a D evice for Washing out Precious Metals from of the Automotive Catalytic Converters. Archives of Metallurgy and Materials 59, 2, 779-783 (2014).
• [19] T. Wiśniewski, Wpływ chropowatości ścianki wewnętrznej rur na charakterystykę rekuperatorów. Hutnik 3, 102-107 (2006).