УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА СЕТЕВОЙ ВОДЫ ТЕПЛОМ УХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ КОТЛА Российский патент 2002 года по МПК F22B1/18 F24H1/00 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам, реализующим энергосберегающую технологию: утилизацию бросового тепла уходящих дымовых газов котлов, сжигающих природный газ, и может быть использовано на тепловых электрических станциях, в автономных котельных.

Известно (УДК 621.182.187. Мейкляр М.В. Паровые котлы электростанций. М. : Энергия, 1974, с. 221-225), что в паровых котлах тепловых электростанций с целью утилизации тепла уходящих дымовых газов применяются воздухоподогреватели различных типов для нагрева воздуха, подаваемого в топку котла в процессе горения.

Недостатком этой системы является ее невысокая экономичность, т.к. утилизация тепла уходящих дымовых газов котлов происходит далеко не полная, и температура уходящих газов достаточно высока, порядка 140^oС.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению из известных является устройство (подписной индекс 42815. . Энергосбережение и водоподготовка. 2, 1997, с. 38-39), частично ликвидирующее этот недостаток. Оно состоит из газохода уходящих газов, воздухоподогревателя, подогревателя сетевой воды (теплоутилизатора), установленного перед дымососом, а также байпаса, пропускающего часть уходящих газов помимо теплоутилизатора. На байпасе смонтирован регулирующий шибер. Такое байпасирование необходимо для увеличения разности между температурой газов, поступающих по газоходу после теплоутилизатора к дымососу, и "точкой росы". С увеличением такой разности температур повышается защищенность от коррозии газоходов, дымососа и дымовой трубы.

Недостатком этого устройства является коррозия поверхностей нагрева такого подогревателя сетевой воды, интенсивно протекающая при конденсации водяных паров, содержащихся в уходящих газах, на наружной поверхности трубок подогревателя, когда температура этих труб меньше "точки росы". Изготовление же подогревателя из нержавеющей стали слишком дорогостоящее и экономически невыгодное мероприятие.

Целью предлагаемого изобретения является предотвращение коррозии наружной поверхности труб подогревателя сетевой воды.

Поставленная цель в устройстве, включающем газоход, воздухоподогреватель, подогреватель сетевой воды, установленный перед дымососом, байпас с регулирующим шибером для пропуска части уходящих дымовых газов помимо подогревателя сетевой воды, достигается следующим образом. В тепловой схеме подогревателя сетевой воды устанавливаются контуры рециркуляции, через которые с помощью насоса часть нагретой воды с промежуточной ступени подогревателя или с выхода подогревателя подается на его вход. При этом имеется возможность отрегулировать температуру воды на входе подогревателя сетевой воды, а следовательно, и температуру металла подогревателя, соприкасающегося с дымовыми газами, выше "точки росы", т.е. выше температуры насыщения водяных паров, содержащихся в дымовых газах. В результате прекращается конденсация водяных паров на наружной поверхности труб подогревателя и прекращается их интенсивная коррозия. Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемого технического результата.

Предлагаемое устройство для нагрева сетевой воды теплом уходящих дымовых газов котла схематично изображено на чертеже.

На газоходе уходящих газов 1 котла установлен воздухоподогреватель 2, после которого по ходу газов установлен подогреватель сетевой воды 3 перед дымососом 4. В тепловой схеме этого подогревателя установлен контур рециркуляции 5 сетевой воды с промежуточной ступени подогревателя на его вход, а также контур рециркуляции 6 сетевой воды с выхода подогревателя на его вход. На общей части обоих контуров рециркуляции установлен насос рециркуляции 7. Часть газохода, в которой установлен подогреватель сетевой воды, шунтируется байпасом 8 с регулирующим шибером 9.

Устройство работает следующим образом. Уходящие дымовые газы в хвостовой части котла по газоходу 1 поступают в воздухоподогреватель 2, в котором отдают часть тепла, нагревая воздух, подаваемый в топку котла для процесса горения. Далее уходящие дымовые газы проходят через подогреватель сетевой воды 3, расположенный по ходу дымовых газов перед дымососом 4. В этом подогревателе происходит значительная утилизация тепла уходящих газов за счет нагрева сетевой воды. С промежуточной ступени подогревателя сетевой воды часть нагретой воды подается через контур рециркуляции 5 с помощью насоса 7 на вход подогревателя. В зависимости от режима работы котла можно подавать часть нагретой сетевой воды с выхода подогревателя с помощью того же насоса 7 на вход подогревателя. В обоих вариантах имеется возможность выбрать такое соотношение между нагретой водой и обратной сетевой водой, чтобы температура воды на входе подогревателя, а следовательно, и температура металла подогревателя была выше "точки росы", т.е. выше температуры насыщенных водяных паров, содержащихся в дымовых газах. Поэтому прекращается конденсация водяных паров на наружной поверхности труб подогревателя сетевой воды и прекращается их интенсивная коррозия.

Таким образом реализуется основная цель предлагаемого изобретения. От коррозии, связанной с конденсацией влаги, необходимо защитить не только сам подогреватель, но и внутренние поверхности дымососа, боровов, дымовой трубы. Для такой защиты необходимо часть горячих дымовых газов пропустить через байпас 8 с регулирующим шибером 9 помимо подогревателя сетевой воды 3. При этом температура дымовых газов, проходящих через дымосос 4 и дымовую трубу, повышается, что препятствует конденсации влаги на внутренней поверхности этого оборудования, а следовательно, и препятствует коррозии. Поскольку на выходе из подогревателя сетевой воды 3 требуется получать воду заданной температуры, то количество воды, подаваемой на подогреватель, должно быть пропорционально количеству дымовых газов, т.е. пропорционально нагрузке котла.

Следует указать, что работа предлагаемого устройства возможна лишь при сжигании в котле природного газа. При сжигании мазута такой подогреватель сетевой воды должен быть отключен.

Изобретение предназначено для нагрева сетевой воды и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Устройство включает газоход, воздухоподогреватель, подогреватель сетевой воды, установленный перед дымососом, байпас с регулирующим шибером для пропуска части уходящих газов помимо подогревателя сетевой воды. В тепловой схеме подогревателя сетевой воды установлены контуры рециркуляции части нагретой воды с промежуточной ступени подогревателя и с выхода на его вход. Изобретение позволяет предотвратить коррозию наружной поверхности труб. 1 ил.

Устройство для нагрева сетевой воды теплом уходящих дымовых газов котла, включающее газоход, воздухоподогреватель, подогреватель сетевой воды, установленный перед дымососом, байпас с регулирующим шибером для пропуска части уходящих газов помимо подогревателя сетевой воды, отличающееся тем, что в тепловой схеме подогревателя сетевой воды установлены контуры рециркуляции части нагретой воды с промежуточной ступени подогревателя и с выхода подогревателя на его вход.