Котел водогрейный
Заявляемое решение относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным водотрубным котлам, работающим на газе, мазуте или дизельном топливе, предназначенным для теплоснабжения промышленных и жилых помещений. Результатом использования заявляемого котла является повышение эффективности теплосъема, достигнутое за счет дополнительно установленного подового и фронтального экранов, и наличия одного экрана двойного облучения с вертикально расположенными трубами перед тыльным экраном, а также за счет установки глухой перегородки между потолочным экраном и экраном двойного облучения. Экран двойного облучения с вертикально расположенными трубами находится в зоне максимально высокой температуры топочной камеры. Благодаря наличию этих экранов создается дополнительная поверхность, участвующая в радиационном, лучистом и конвективном теплообмене.
Заявляемое решение относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным водотрубным котлам, работающим на газе, мазуте или дизельном топливе, предназначенным для теплоснабжения промышленных и жилых помещений.
Известен котел водогрейный, содержащий топочную камеру с пятью топочными экранами, два из которых боковые, а три других - двойного облучения, с вертикально расположенными трубами, делящими камеру на четыре отсека, потолочный экран, конвективный блок, размещенный в газоходе и отделенный от топочной камеры перегородкой (см. кн. Ю.Л.Гусев. Основы проектирования котельных установок. - М.: Издательство литературы по строительству, 1973, с.48-51).
Недостатком данного котла является его недостаточно высокая эффективность теплосъема.
Наиболее близким к заявляемому котлу является котел водогрейный, описанный в патенте РФ (19) RU (11) 2238479 (13) С1, (51) 7 F24H 1/00, F24H 1/12. Данный котел водогрейный содержит топочную камеру с пятью топочными экранами, два из которых боковые, а три других - двойного облучения с вертикально расположенными трубами, делящими камеру на четыре отсека. Также имеется потолочный экран, конвективный блок, размещенный в газоходе и отделенный от топочной камеры перегородкой. Эта перегородка выполнена в виде экрана, который имеет правый и левый вертикальные коллекторы, соединенные между собой горизонтальными трубами, при этом верхняя часть левого вертикального коллектора герметично соединена с верхним коллектором потолочного экрана, а его нижняя часть - с верхним коллектором левого бокового экрана, а правый вертикальный коллектор заглушен с торцов.
Недостатком данного котла также является его недостаточно высокая эффективность теплосъема.
Техническим результатом от использования данного котла является повышение эффективности теплосъема, достигнутое за счет дополнительно установленного подового и фронтального экранов, и наличия одного экрана двойного облучения с вертикально расположенными трубами перед тыльным экраном, а также за счет установки глухой перегородки между потолочным экраном и экраном двойного облучения.
Экран двойного облучения с вертикально расположенными трубами находится в зоне максимально высокой температуры топочной камеры.
Благодаря наличию этих экранов создается дополнительная поверхность, участвующая в радиационном, лучистом и конвективном теплообмене.
Описание заявляемого технического решения
Заявляемый котел выполнен в виде конструкции из двух камер - топочной и конвективной, и включает в себя одиннадцать экранов, которые в свою очередь, состоят из стальных круглых труб, соединенных между собой перепускными патрубками. При этом в котле имеется входная и выходная трубы, через которые в котел входит холодная вода, соответственно, выходит горячая вода.
Топочная камера содержит семь экранов - тыльный экран, экран двойного облучения с вертикально расположенными трубами, подовый экран, фронтальный экран с горелочным окном и потолочный - в котором расположен взрывной клапан.
Все экраны котла соединены между собой перепускными патрубками. Также перепускные патрубки соединяют экранные трубы в каждом экране. Торцы труб, расположенных в топочной и конвективной камерах, заглушены. Трубы всех экранов, кроме экрана двойного облучения, соединены между собой металлическими перегородками.
Для повышения аэродинамической эффективности конструкции данного котла между экраном двойного облучения и потолочным экраном установлена глухая перегородка, перекрывающая нежелательный доступ дымовых газов в пространство между экранами двойного облучения и потолочным.
Конвективная камера состоит из четырех экранов - так называемых экономайзеров, по трубам которых проходит сетевая вода, поступающая из входного коллектора.
На Фиг.1 изображен котел в разрезе (вид сбоку); на Фиг.2 - вид котла сверху; на Фиг.3 - движение воды по трубам в экранах котла, где;
1 - горелка;
2 - топочная камера;
3 - экран подовый;
4 - экран фронтальный;
5 - экран потолочный;
6 - экран двойного облучения;
7 - экран тыльный;
8 - экономайзер 1;
9 - экономайзер 2;
10 - экономайзер 3;
11 - экономайзер 4;
12 - взрывной клапан;
13 - выход дымовых газов;
14 - входной коллектор;
15 - выходной коллектор.
Котел работает следующим образом: вода поступает через входной коллектор 14 (Фиг.1 - Фиг.3). Через экономайзеры 11-8, соединенные последовательно, эта вода достигает тыльного экрана 7. Такое соединение экранов выполнено для того, чтобы вода, в необходимом количестве равномерно нагревалась в котле, и не вскипала в его трубах. Нагретая вода выводится из котла через выходной коллектор 15, пройдя через трубы тыльного экрана 7 и экрана двойного облучения 6. Наличие экранов топочной камеры 2: потолочного 5, фронтального 4 и подового 3 обеспечивает наибольшее улавливание тепловой энергии, выделяемой в топочной камере 2 при сжигании топлива.
В топочной камере происходит движение топочных газов прямо по направлению к экрану двойного облучения и тыльному экрану параллельно пламени горелки.
Далее из топочной камеры газы поступают в канал между тыльным экраном и первым экраном экономайзера и движутся сверху-вниз.
В конвективной камере дымовые газы проходят вдоль экранов внутри котла, меняя пять раз направление движения от одного прохода к другому. Сначала газы поступают в канал между первым экраном экономайзера и вторым экраном экономайзера и движутся снизу-вверх. Далее газы поступают в канал между вторым и третьим экранами экономайзера и движутся сверху-вниз. В итоге - газы поступают в канал между третьим и четвертым экранами экономайзера и движутся снизу-вверх. За это время газы максимально отдают свое тепло, нагревая трубы с проходящей по ним водой, и уходят в систему газоудаления.
Котел мощностью 0,3 МВт имеет размеры: 2000×1050×1900 мм3.
Котел мощностью 2,5 МВт имеет размеры: 5085×2200×3140 мм3.
Температура уходящих газов - около 170°С, температура воды в выходном коллекторе - около 115°С.
КПД котлов - не менее 92%.
1. Котел водогрейный, имеющий в своем составе топочную и конвективную камеры, в которых установлены экраны из труб, при этом между топочной и конвективной камерами установлен экран двойного облучения, при этом в котле имеется потолочный и два боковых экрана, при этом в котле имеется входная и выходная трубы, через которые в котел поступает холодная вода и соответственно выходит горячая вода, отличающийся тем, что экраны выполнены из заглушенных труб, соединенных между собой перепускными патрубками, между экранами соединение выполнено перепускными патрубками, в топочной камере дополнительно установлены подовый и фронтальный экраны, конвективная камера выполнена из четырех экономайзеров; в конвективной камере имеется тыльный экран, выполненный из горизонтально расположенных труб, перед которым установлен один экран двойного облучения, выполненный также из горизонтально расположенных труб; также имеется глухая перегородка, которая установлена между потолочным экраном и экраном двойного облучения; трубы экранов, кроме экрана двойного облучения, имеют между собой перегородки, обеспечивающие необходимую преграду нагретым газам.
2. Котел водогрейный по п.1, отличающийся тем, что во фронтальном экране имеется горелочное окно.
3. Котел водогрейный по п.1, отличающийся тем, что в потолочном экране расположен взрывной клапан.
4. Котел водогрейный по п.1, отличающийся тем, что экраны изготовлены из стальных круглых труб.
