КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2011 года по МПК F22B33/00 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котельных установках на тепловых электростанциях.

Известен аналог - котельная установка (см. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. - М.: Энергия, 1976. С.344), содержащая дымовую трубу с воздушным каналом между несущим железобетонным стволом и футеровкой, образующей газоотводящий канал, установленные под газоотводящим каналом дымовой трубы калорифер для подогрева воздуха и вентилятор для подачи подогретого в калорифере воздуха в воздушный канал дымовой трубы. Данный аналог принят за прототип.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известной котельной установки, принятой за прототип, относится то, что известная котельная установка обладает пониженной надежностью работы из-за возможной конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах, на внутренней поверхности футеровки дымовой трубы и последующего ее разрушения. Возможность конденсации водяных паров, содержащихся в уходящих газах, значительно повышается на пониженных производительностях котельной установки вследствие снижения расхода уходящих газов через дымовую трубу.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для повышения надежности работы дымовой трубы и тем самым котельной установки необходимо исключить конденсацию водяных паров из дымовых газов на внутренней поверхности футеровки дымовой трубы. Для этого предлагается снизить влагосодержание, а следовательно, точку росы дымовых газов, движущихся в пристенном слое газоотводящего канала, путем подачи в пристенный слой дымовых газов подогретого воздуха из воздушного канала через отверстия, выполненные в футеровке дымовой трубы. При этом отверстия в футеровке дымовой трубы целесообразно выполнить под углом 50÷60° к горизонту для того, чтобы выходящие из них потоки подогретого воздуха двигались вдоль поверхности футеровки в направлении движения дымовых газов, и в шахматном порядке для более равномерной подачи подогретого воздуха из воздушного канала в пристенный слой дымовых газов, движущихся по газоотводящему каналу. Кроме того, отверстия в футеровке дымовой трубы целесообразно выполнить прямоугольными, а их основания расположить горизонтально для того, чтобы выходящие из отверстий потоки подогретого воздуха настилали большую площадь внутренней поверхности футеровки. Причем площади прямоугольных отверстий необходимо выполнить равномерно уменьшающимися по ходу движения подогретого воздуха в воздушном канале для того, чтобы скорости настилающих потоков подогретого воздуха на выходе из отверстий были одинаковы, что позволит осуществить равномерное подмешивание воздуха к дымовым газам, движущимся в пристенном слое.

Известно, что уходящие продукты сгорания природного газа при коэффициентах избытка воздуха 1,25÷1,35 имеют влагосодержание 0,12÷0,111 кг/кг с.г. (точка росы газов t_p.гaзoв=55,3÷54°C), а влагосодержание подогретого атмосферного воздуха, движущегося в воздушном канале дымовой трубы, равно 0,01 кг/кг с.в. Подмешивание 30÷20% по объему воздуха к уходящим газам позволяет снизить их влагосодержание до 0,05÷0,06 кг/кг с.г. и одновременно снизить точку росы до 41÷45°С, а подмешивание 50% по объему воздуха к уходящим газам позволяет снизить их точку росы до 37°С. Снижение точки росы дымовых газов, движущихся в пристенном слое газоотводящего канала, исключает выпадение из них конденсата водяных паров на внутренней поверхности футеровки дымовой трубы, что повышает надежность работы котельной установки.

Технический результат - повышение надежности работы котельной установки путем исключения конденсации водяных паров из дымовых газов на внутренней поверхности футеровки дымовой трубы.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная котельная установка содержит дымовую трубу с воздушным каналом между несущим железобетонным стволом и футеровкой, образующей газоотводящий канал, установленные под газоотводящим каналом дымовой трубы калорифер для подогрева воздуха и вентилятор для подачи подогретого в калорифере воздуха в воздушный канал дымовой трубы. Особенность котельной установки заключается в том, что в футеровке дымовой трубы в шахматном порядке выполнены прямоугольные отверстия под углом 50÷60° к горизонту для подачи подогретого воздуха из воздушного канала в пристенный слой дымовых газов, движущихся по газоотводящему каналу, причем площади прямоугольных отверстий по ходу движения подогретого воздуха в воздушном канале равномерно уменьшаются, а их основания расположены горизонтально.

На чертежах представлено: на фигуре 1 изображена схема котельной установки; на фигуре 2 - сечение А-А на фигуре 1; на фигуре 3 - вид А на фигуре 1.

Котельная установка содержит дымовую трубу 1 с воздушным каналом 2 между несущим железобетонным стволом 3 и футеровкой 4, образующей газоотводящий канал 5, установленные под газоотводящим каналом 5 дымовой трубы 1 калорифер 6 для подогрева воздуха и вентилятор 7 для подачи подогретого в калорифере 6 воздуха в воздушный канал 2, при этом в футеровке 4 дымовой трубы 1 в шахматном порядке выполнены прямоугольные отверстия 8 под углом 50÷60° к горизонту для подачи подогретого воздуха из воздушного канала 2 в пристенный слой дымовых газов, движущихся по газоотводящему каналу 5, причем площади прямоугольных отверстий 8 по ходу движения подогретого воздуха в воздушном канале 2 равномерно уменьшаются, а их основания расположены горизонтально.

Работа котельной установки осуществляется следующим образом.

Атмосферный воздух подогревается в калорифере 6 и вентилятором 7 подается в воздушный канал 2 дымовой трубы 1. В воздушном канале 2 по всей его высоте вентилятором 7 создается статическое давление, превышающее давление в газоотводящем канале 5. Во избежание растрескивания футеровки 4 подаваемый в воздушный канал 2 воздух подогревается в калорифере 6 до требуемой температуры, которая принимается из условия получения допустимого перепада температур в конструкции футеровки 4.

Подогретый воздух из воздушного канала 2 через выполненные в футеровке 4 в шахматном порядке прямоугольные отверстия 8 под углом 50÷60° к горизонту подается в пристенный слой дымовых газов, движущихся по газоотводящему каналу 5. Выходящие из прямоугольных отверстий 8 потоки подогретого воздуха движутся в направлении движения дымовых газов и настилают всю внутреннюю поверхность футеровки 4.

Подмешивание воздуха к движущимся в пристенном слое дымовым газам уменьшает их влагосодержание, а следовательно, точку росы, что предотвращает конденсацию водяных паров из дымовых газов на внутренней поверхности футеровки 4 дымовой трубы 1.

Движущиеся по газоотводящему каналу 5 дымовые газы отводятся в атмосферу.

Таким образом, выполнение в футеровке дымовой трубы в шахматном порядке прямоугольных отверстий под углом 50÷60° к горизонту для подачи подогретого воздуха из воздушного канала в пристенный слой дымовых газов позволяет исключить конденсацию водяных паров, содержащихся в дымовых газах, на внутренней поверхности футеровки дымовой трубы и, тем самым, повысить надежность работы котельной установки.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котельных установках на тепловых электростанциях. Технический результат - повышение надежности работы котельной установки путем исключения конденсации водяных паров из дымовых газов на внутренней поверхности футеровки дымовой трубы. Предлагается котельная установка, содержащая дымовую трубу с воздушным каналом между несущим железобетонным стволом и футеровкой, образующей газоотводящий канал, установленные под газоотводящим каналом дымовой трубы калорифер для подогрева воздуха и вентилятор для подачи подогретого в калорифере воздуха в воздушный канал дымовой трубы, при этом в футеровке дымовой трубы в шахматном порядке выполнены прямоугольные отверстия под углом 50÷60° к горизонту для подачи подогретого воздуха из воздушного канала в пристенный слой дымовых газов, движущихся по газоотводящему каналу, причем площади прямоугольных отверстий по ходу движения подогретого воздуха в воздушном канале равномерно уменьшаются, а их основания расположены горизонтально. 3 ил.

Котельная установка, содержащая дымовую трубу с воздушным каналом между несущим железобетонным стволом и футеровкой, образующей газоотводящий канал, установленные под газоотводящим каналом дымовой трубы калорифер для подогрева воздуха и вентилятор для подачи подогретого в калорифере воздуха в воздушный канал дымовой трубы, отличающаяся тем, что в футеровке дымовой трубы в шахматном порядке выполнены прямоугольные отверстия под углом 50÷60° к горизонту для подачи подогретого воздуха из воздушного канала в пристенный слой дымовых газов, движущихся по газоотводящему каналу, причем площади прямоугольных отверстий по ходу движения подогретого воздуха в воздушном канале равномерно уменьшаются, а их основания расположены горизонтально.