Газоснабжение рабочего поселка на 8,5 тыс. жителей (стр. 9 из 20)

Рис.5.3

Эти установки утилизируют тепло отходящих топочных газов котлов, работающих на твердом, жидком и газообразном топливе, одновременно позволяет производить подогрев воды из хозпитьевого водопровода (см. промышленные котлы ДЕ, ДКВР, ЭБ-2-94, ЭБ-1-300). Недостатком данных котельных установок является сложность конструкции, высокая стоимость получения тепла.

Рис.4

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является жаротрубный вертикальный водогрейный котел, содержащий топку с горелочным устройством, патрубками прямой и обратной воды, при этом верхняя часть котла выполнена в виде бака, содержащего переливную трубку и воздушную трубку с манометром, установленную на высоте, равной или большей отношения увеличения объема горячей воды в системе отопления и площади сечения в верхней части котла между вертикальным пучком жаровых труб и внешней трубой (см. пат. РФ №2150051, кл. F 24 Н 1/28)[14]. Недостатком данного котла является высокая температура дымовых газов после котла (170°С) и необходимость в связи с этим поддерживать высокое давление в системе отопления (8 атм) с целью исключения закипания воды в верхней части котла. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения сводится к повышению надежности КПД установки и снижению температуры дымовых газов и давления в системе отопления. Технический результат достигается с помощью котельной установки, содержащей котел с патрубками прямой и обратной линией воды, дымовую трубу, расширительный бак, при этом верхняя часть дымовой трубы выполнена в виде вертикального трубчатого кольцеобразного экономайзера, снабженного переливной трубкой с запорным устройством, соединенным с котлом с помощью патрубка прямой линии, при этом верхняя часть экономайзера выполнена в виде бака, последний соединен с воздушным ресивером посредством воздушной трубки.

Котельная установка состоит из котла 1, имеющего патрубок 2 прямой и патрубок 3 обратной линии воды, дымовую трубу 4, верхняя часть которой над котлом 1 выполнена в виде вертикального трубчатого кольцеобразного экономайзера, содержащего переливную трубку 5 с запорным устройством 6, соединенным с котлом 1 через патрубок 2 прямой линии и через патрубок 7 с подающей линией системы отопления (на фиг. не показано), верхняя часть экономайзера выполнена в виде расширительного бака 8, последний соединен с воздушным ресивером 9 посредством воздушной трубки 10, на обратной линии патрубка 3 установлены предохранительный клапан 11 и подпиточное устройство 12.

Котельная установка работает следующим образом.

Система отопления заполняется холодной водой через подпиточное устройство 12 до уровня переливной трубки 5, после запорное устройство 6 и подпиточное устройство 12 закрываются. Котел 1 включается в работу, вода нагревается в котле 1, поднимается вверх и через патрубок 2 прямой линии воды поступает в верхнюю часть дымовой трубы 4, выполненной в виде вертикального трубчатого экономайзера, и продолжает нагреваться отходящими дымовыми газами от котла 1, при этом уровень воды над переливной трубкой 5 поднимается, возникает циркуляционное давление в системе отопления, вода поступает в систему отопления по патрубку 7 и возвращается в котел 1 по патрубку 3 с предохранительным клапаном 11, температура дымовых газов после экономайзера снижается до 100°С. Поднявшаяся вода над переливной трубкой 5 вытесняет воздух из расширительного бака 6 в воздушный ресивер 9 по воздушной трубке 10, что повышает давление в системе на 0,3-0,5 атм и препятствует вскипанию воды в расширительном баке, обеспечивая надежную работу системы отопления и повышая коэффициент полезного действия котельной установки. Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества: повышение коэффициента полезного действия котельной установки на 7-9%; повышение надежности работы системы отопления; удешевление производства теплоэнергии; снижение затрат на нагрев воды; снижение температуры дымовых газов и давления в системе отопления; биологическая чистота окружающей среды.

Формула изобретения:

Котельная установка, содержащая котел с патрубками прямой и обратной воды, дымовую трубу, расширительный бак, отличающаяся тем, что верхняя часть дымовой трубы выполнена в виде вертикального трубчатого кольцеобразного экономайзера, снабженного переливной трубкой с запорным устройством, соединенным с котлом с помощью патрубка прямой линии, при этом верхняя часть экономайзера выполнена в виде расширительного бака, последний соединен с воздушным ресивером посредством воздушной трубки.

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоснабжении. Котел содержит газотрубную и водотрубную части, установленные в одном корпусе. Газотрубная часть имеет топку в виде жаровой трубы и газотрубный одноходовой пучок, а водотрубная часть имеет конвективную камеру с теплообменной поверхностью нагрева. Котел снабжен передней поворотной камерой, расположенной на фронте котла, и имеет со стороны фронта дополнительные поверхности нагрева в виде фронтового экрана и переднего кольцевого канала, одновременно выполняющего функции коллекторов фронтовою экрана и тепловой изоляции корпуса котла. В конвективной камере теплообменная поверхность нагрева выполнена в виде съемного конвективного блока с ходом газов сверху вниз, состоящего из плоских секций, представляющих собой трубчато-мембранные панели, соединенные с коллекторами прямоугольной формы. В конвективной камере предусмотрена дополнительная поверхность нагрева в виде заднего кольцевого канала, одновременно выполняющего функции коллекторов раздачи воды в съемный блок и вод ной объем газотрубной части котла, а также тепловой изоляции корпуса котла. Изобретение обеспечивает надежность, ремонтопригодность, эффективность и удобство эксплуатации котла.

Рис.5

Изобретение относится к области теплоснабжения и может быть использовано в стальных водогрейных котлах.

Известны водогрейные газотрубные котлы, содержащие топку, выполненную в виде жаровой трубы или жарового пространства, одноходовой газотрубный конвективный пучок, а также “водотрубные” (возможны при этом щелевые, кольцевые или коробчатые) элементы, по которым вода движется с существенными скоростями, значительно превышающими скорости в вод ной рубашке жаротрубных котлов. При этом все эти элементы находятся внутри общей цилиндрической или коробчатой камеры (см. а.с. СССР №779756, МПК F 24 Н 1/28, бюл. №42, 15.11.80 г.; а.с. СССР №1744378, МПК F 24 Н 1/38, бюл. №24 от 30.06.92 г.; патент РФ №2160874, МПК F 24 Н 1/00 от 20.12.2000 г.) [18].

Недостатком таких конструкций котлов является сложность выполнения таких “водотрубных” элементов, а также то, что определенный элемент, как правило, осуществляет одну или две из следующих функций: распределение воды, или увеличение поверхности нагрева, или повышение надежности работы, или улучшение условий эксплуатации котла, или снижение потерь в окружающую среду.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является водогрейный котел, содержащий газотрубную и водотрубную часть, причем газотрубная часть имеет топку в виде жаровой трубы и газотрубный одноходовой пучок, а водотрубная часть имеет конвективную камеру с теплообменной поверхностью нагрева, сообщенной с конвективным пучком и топкой, установленными в одном корпусе (см. патент RU №2162574, МПК F 24 Н 1/32, опубл. 27.01.01 г.).[ ]

Недостатками котла-прототипа являются неразборность, плохая доступность к элементам, следовательно, низкая ремонтопригодность конвективной поверхности нагрева, а также высокое аэродинамическое сопротивление и возможность засорения конвективной поверхности нагрева. Задачей создания изобретения является разработка простой, надежной, ремонтопригодной, эффективной и удобной в эксплуатации конструкции котла.

С помощью кольцевых каналов осуществляется сразу несколько функций: увеличение поверхности нагрева котла, распределение воды, повышение надежности и срока службы котла, увеличение КПД, улучшение условий эксплуатации.

Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его примера реализации и прилагаемыми чертежами, где на рис.5 - представлен общий вид котла, продольный разрез по А-А; на рс.6 - поперечный разрез по Б-Б рис.5; на рис.7 - поперечный разрез по В-В рис.5; на рис.8 - разрез Г-Г и вид по “Д”.

Котел содержит топку 1 в виде жаровой трубы, поворотную камеру газов 2 во фронтовой части котла, одноходовой газотрубный конвективный пучок 3, конвективную камеру 4, съемный конвективный блок 5 из плоских секций 6, содержащих трубчато-мембранные панели 7 и коллекторы прямоугольной формы 8, соединительные трубы 9 плоских секций, передний кольцевой канал 10 с разделительными перегородками 11, фронтовой экран 12 с камерой 13 дл горелки и водотрубными элементами 14, задний кольцевой канал 15 с разделительными перегородками 16, перепускной трубопровод 17 из переднего кольцевого канала 10 в задний кольцевой канал 15, перепускные трубопроводы 27 из заднего кольцевого канала 15 в съемный конвективный блок 5, переднюю трубную доску 18, заднюю трубную доску 19 с отверстиями 20 для выхода воды из задней кольцевой камеры в водяной объем 26 газотрубной части котла, выходное окно газов 21, заднюю дверцу котла 22, переднюю дверцу котла 23, собственно корпус котла 28, входной патрубок воды 24, выходной патрубок воды 25. Конвективный блок 5 достается из конвективной камеры котла 4 через заднюю дверцу 22. Передний кольцевой канал 10 соединяется с задним кольцевым каналом 15 перепускным трубопроводом 17.