ГАЗОПОДОГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК F23D14/66 F24H1/00 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к конструкции газоподогревателя, используемого для подогрева газа, поступающего на горелочное устройство.

Известен рекуперативный трубчатый воздухоподогреватель котельной установки (Л.Н. Сидельковский, В.Н. Юренев. Котельные установки промышленных предприятий, 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1988 г., с. 408 - 410). Воздухоподогреватель расположен в конвективной части котельной установки ниже экономайзера, состоит из вертикальных проточных труб, соединенных в трубные доски и расположенных в конвективной части за котлом. Для обеспечения свободного перемещения трубной системы вследствие нагрева при сохранении плотности между газоходами и внешней средой, а также между воздушной и газовой средами устанавливаются уплотнительные компенсаторы. Воздухоподогреватель содержит также воздуховоды в виде коробов, по которым движется воздух от дутьевого вентилятора через воздухоподогреватель на горелочное устройство котельной установки. Рекуперативный воздухоподогреватель изготавливается из стальных труб с наружным диаметром 30 - 40 мм при толщине стенки 1,2 -1,5 мм. Трубы, приваренные к трубным доскам, располагаются в шахматном порядке. Продукты сгорания топлива - дымовые газы проходят через трубы, расположенные вертикально, а воздух с помощью дутьевого вентилятора омывает эти трубы снаружи поперечным потоком и, нагреваясь, по воздуховодам направляется на горелочное устройство котельной установки.

Недостатками известного устройства является большая металлоемкость, неплотности, что недопустимо при нагреве природного газа, используемого в качестве топлива котельных установок.

Наиболее близким аналогом является змеевиковый конвективный пароперегреватель (Л.Н. Сидельковский, В.Н. Юренев. Котельные установки промышленных предприятий, 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 389 - 390), который обычно выполнен из трубы с внутренним диаметром 20 - 30 мм, образующих змеевики, приваренные к круглым коллекторам. В газоходе змеевики пароперегревателя располагают вертикально, при этом паровую среду можно рассматривать как газ. Пароперегреватель доводит температуру пара порядка 450^oC и работает в высокотемпературных условиях, причем коллекторы пароперегревателя вынесены из газохода и являются необогреваемыми.

К недостаткам пароперегревателя следует отнести сложность его крепления, малую поверхность нагрева, необогреваемые коллекторы, повышенную металлоемкость и большую толщину стенки змеевиковой трубы.

Технической задачей изобретения является увеличение объема и температуры газа, поступающего на горелку, улучшение смешения газа с воздухом и более интенсивное его сгорание в топочной камере, что приводит к экономии газообразного топлива и увеличению КПД теплопотребляющей установки.

Поставленная задача достигается тем, что газоподогреватель, содержащий трубы и трубные доски, выполнен в виде двух металлических труб, вставленных одна в другую и соединенных по торцам трубными досками, имеющими поверхность тора и соединенными трубами малого диаметра.

Кроме того, задача достигается тем, что трубы выполнены антикоррозионными и изогнутыми в виде многорядного змеевика и расположены вертикально, горизонтально или наклонно.

Также тем, что газоподогреватель снабжен двумя коллекторами, соединенными гнутыми змеевиковыми трубами, расположенными многорядно в вертикальной плоскости.

Задача решается также тем, что в газоподогревателе, содержащем трубы, последние выполнены в виде навитой пружины, один конец которой служит входом газа, а другой - выходом подогретого газа.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 - общий вид емкостного газоподогревателя; на фиг. 2 представлен вариант выполнения газоподогревателя в виде двух труб; на фиг. 3 - вариант многорядного газоподогревателя в виде змеевика; на фиг. 4 - вариант выполнения газоподогревателя с коллекторами; на фиг. 5 - вариант выполнения газоподогревателя в виде пружины.

Газоподогреватель емкостный содержит внешнюю трубу 1 и внутреннюю трубу 2, проходящую внутри трубы 1, обе трубы сварены по концам поверхностями тора, являющимися трубными досками 3 для труб 4, таким образом, вся поверхность газоподогревателя является поверхностью нагрева.

Патрубок 5 предназначен для входа газа, а патрубок 6 - для выхода газа, с нижней образующей внешней трубы устанавливается продувочный патрубок 7, для установки газоподогревателя имеются опоры 8.

Трубы в газоподогревателе выполняются из антикоррозионного материала либо с антикоррозионным покрытием.

Газоподогреватель выполняется в виде многорядного змеевика и может располагаться вертикально, горизонтально или наклонно.

Работает газоподогреватель следующим образом.

Газоподогреватель устанавливается в канале газохода после экономайзера, газ поступает в патрубок 5 газоподогревателя и, двигаясь противотоком по отношению к движению продуктов сгорания, омывает внутренние поверхности газоподогревателя, внешнюю и внутреннюю трубу 1, 2, трубные доски 3 и трубы 4. Снаружи все поверхности газоподогревателя омываются нагретыми продуктами сгорания, в результате теплопередачи через металлоконструкцию газоподогревателя.

Подогретый газ выходит в патрубок 6 и поступает на горелочное устройство. Температура газа замеряется термометром, установленным перед горелочным устройством.

Эксплуатация газоподогревателя эффективна только при совместной работе с воздухоподогревателем, при этом температура воздуха, подаваемого на горелку, должна быть выше температуры газа, поступающего на горелку.

Газоподогреватель предназначен для увеличения объема газообразного топлива, улучшающего работу горелочных устройств, за счет увеличения интенсивности сгорания газовоздушной среды. Трубы газоподогревателя соединены по торцам трубными доками торообразной формы. Трубы могут иметь форму многорядного змеевика, расположенного либо вертикально, либо горизонтально, либо наклонно. Кроме того, трубы могут быть выполнены в виде навитой пружины. 4 с.п. ф-лы, 5 ил.

1. Газоподогреватель, содержащий трубы и трубные доски, отличающийся тем, что он выполнен в виде двух металлических труб, соединенных по торцам трубными досками, имеющими поверхность тора и соединенные трубами малого диаметра. 2. Газоподогреватель, содержащий трубы, отличающийся тем, что трубы выполнены антикоррозионными и изогнутыми в виде многорядного змеевика и расположены вертикально, или горизонтально, или наклонно. 3. Газоподогреватель, содержащий трубы, отличающийся тем, что он снабжен двумя коллекторами, соединенными гнутыми змеевиковыми трубами, расположенными многорядно в вертикальной плоскости. 4. Газоподогреватель, содержащий трубы, отличающийся тем, что трубы выполнены в виде навитой пружины, один конец которой служит входом газа, а другой - выходом подогретого газа.