Печь водогрейная высокотемпературная

(51) 24 1/46 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ расхода топлива на единицу площади обогрева и высокотехнологичности обслуживания, которая достигается за счет того, что теплообменная камера выполнена в виде двух П-образных секций с горизонтальным расположением водонагревательных труб 16, при этом верхняя часть 18 теплообменной камеры выполнена в форме неравностороннего четырехугольника, на большей стороне которого размещен кран 32 для сбора воздуха из системы отопления с предохранительным клапаном. Подобное выполнение печи позволяет максимально использовать энергию продуктов горения,надежность в работе и высокотехнологичность обслуживания при техническом уходе и ремонте системы теплоснабжения.(57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системе автономного теплоснабжения с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива. Технической задачей изобретения является повышение КПД Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах автономного теплоснабжения с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива. Известен водогрейный отопительный котел (см. описание изобретения к патенту РФ 2186302, М. кл 24 Н 1/40, дата публикации 27.07.2002 г.) содержащий камерную топку с колосниковой решеткой,вертикальную камеру догорания,состоящую из двух соосных обечаек с встроенным трубным конвективным пучком,систему охлаждения топки и нагрева в ней теплоносителя и переднюю загрузочную дверцу. Система охлаждения топки выполнена в виде одно или многоходовой трубной решетки, подвешенной с помощью патрубка к камере догорания, при этом котел оборудован дополнительным задним загрузочным устройством, системой рециркуляции дымовых газов со щелевым жесторным отбором,системой топливоподачи низкосортных органических топлив и резервным электроподогревом теплоносителя. Кроме того, известна теплогенерирующая установка (см. описание изобретения к патенту РФ 2306480, М. кл. 22 В 7/08, дата публикации 20.09.2007 г.) содержащая топку, дополнительную камеру и теплообменную камеру, включающую водонаполненную полость. Дожигательная камера размещена в полости теплообменной камеры соосно с ее продольной осью, с зазором по отношению к вертикальным стенкам теплообменной камеры,выполненным в виде водонаполненного кожуха. В зазоре между дожигательной камерой и вертикальными стенками теплообменной камеры размещены, по меньшей мере, в два яруса вертикальные водогрейные трубы, сообщающиеся своими верхними и нижними патрубками с полостями водонаполненных элементов топливообменной камеры, причем верхние патрубки нижележащего яруса вертикальных водогрейных труб расположены выше нижних патрубков вышележащего яруса вертикальных водогрейных труб,а водоприемное отверстие полости водонаполненного кожуха размещено на уровне нижнего яруса вертикальных водогрейных труб. Недостатком известных устройств является накопление несгоревших остатков топлива в виде смолистых материалов на поверхности теплообменника, что влечет за собой снижение теплообмена между теплоносителем и нагретым воздухом, вызывающего повышенный расход топлива для оптимального поддержания высокой температуры теплоносителя в системе отопления. Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и достигаемому положительному эффекту (прототипом) является печь Михеенко (см. описание изобретения к патенту РФ 2243450, М Кл. 24 Н 1/46, дата публикации 27.12.2004 г.) содержащая топку с колосниками,поддувало и водонагревательный узел, включающий водонаполненную полость, поверхность нагрева 2 которого установлена с возможностью взаимодействия с газообразным продуктом сгорания, и дымовую трубу. Печь снабжена камерой дожигания и теплообменной камерой, в полости которой размещена теплообменная секция. Топка,посредством канала для выхода топливных газов,выполненного в верхней части торца топки,сообщена с нижним концом камеры дожигания, а нижний конец теплообменной камеры сообщен дымоходом с трубой, верхняя стенка теплообменной камеры выполнена в виде водонагревательного узла,полость поддувала сообщена с нижним концом камеры дожигания каналом для подвода дополнительного воздуха,снабженного регулируемой заслонкой, вокруг выпускного отверстия канала сформирован газораспределительный колодец, выполненный в виде рядов шамотных кирпичей, попарно размещенных в шахматном порядке друг на друге. Стенки топки и камеры дожигания выполнены из шамотного кирпича. Недостатком известного технического решения является повышенный расход топлива из-за неполного сгорания и,как следствие,недостаточный теплообмен между водонагревательным узлом и теплоносителем,накоплением смолистых материалов на стенках теплообменной камеры теплообменной секции. Технической задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия(КПД) печи, надежности работы, снижение расхода топлива и высокотехнологичным обслуживанием,которая достигается за счет того, что теплообменная секция выполнена П-образной формы с горизонтальным расположением теплообменных труб, при этом для полного сгорания топлива выполнен канал для подвода холодного воздуха,размещенного в нижней части камеры дожигания,что позволяет увеличить приток кислорода,способствующего полному сгоранию остатков топлива без выброса в атмосферу продуктов горения и накоплению остатков на стенках теплообменной камеры и теплообменных труб, в свою очередь,верхняя часть теплообменной камеры, выполнена в форме неравностороннего четырехугольника с размещенным на его верхней части каналом для сбора накопившегося воздуха в системе отопления,что способствует своевременному удалению воздуха, через кран с предохранительным клапаном,из теплообменной системы водонагрева,выполнение теплообменника П-образной формы повышает технологичность сборки и обслуживания в процессе эксплуатации печи. Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 - печь, вид спереди 2 - печь водогрейная высокотемпературная, разрез 1-1 фиг.3- печь, разрез по 2-2 4 - печь по стрелке А вид сзади фиг.5 - схема печи фиг.6 - схема гидравлической части печи. Печь представляет собой сборную конструкцию,состоящую как минимум из двух частей - топочная часть, содержащая спереди дверцу 1 для загрузки топлива, размещенную на подвесках 2 с выполненным окном 3 для установки форсунки и подачи жидкого или газообразного топлива. На передней стенке печи размещены входные каналы 4 для подачи теплоносителя в теплообменники 5 и 6 и канал 7 для приема теплоносителя 5 из системы обогрева (обратка). Здесь же размещены окна 8 и 9 для очистки печи от остатков продуктов горения и окно 10 для подачи воздуха в подколосниковое пространство в процессе горения топлива. Нагревательная часть представляет собой два теплообменника 5 и 6 (ТО-1 и ТО-2) П-образной формы, наружная часть которых покрыта теплоизоляционным материалом, обеспечивающим максимальную сохранность тепла и увеличивающего КПД печи в процессе эксплуатации, а при монтаже образующие в средней части канал 11 для размещения внутренней вертикальной выпускной части 12 топочной камеры 13, представляющую собой металлическую часть емкости для размещения теплоносителя (воды), т.е. образует своеобразную емкость для подогрева воды с возможностью максимального использования тепла, образованного при горении топлива, в нижней части которого размещены колосник 14 с поддувалом 15 для подачи наружного воздуха через переднюю дверцу 10 в момент розжига печи и в процессе горения топлива. Наружная часть топочной камеры 13 выполнена из шамотного кирпича,размещенного на металлических шпильках, на схеме не показано,компенсирующих деформацию нагревательной камеры в процессе горения топлива и изначального нагрева до 1800 С. Теплообменники 5 и 6 выполнены из металлических труб 16 и размещены горизонтально по отношению к движению нагретого воздуха,обеспечивая максимальную передачу тепла теплоносителю. Боковые стенки 17 и верхняя 18 части теплообменника образуют емкость для теплоносителя, во внутреннюю часть которых вварены горизонтальные трубы, обеспечивающие движение теплоносителя и его нагрева. В свою очередь топочная камера 13 выполнена из двух частей - горизонтальной и вертикальной образной формы, представляющей собой емкость с размещенными колосниками 14 и загрузочным окном с дверцей 1 для загрузки топлива и вертикальной частью 12, в нижней части которой выполнен канал 19 для подачи наружного воздуха и дожигатель 20 несгоревших остатков топлива,выполненного из шамотных кирпичей,размещенных в шахматном порядке,обеспечивающего полное сгорание топлива без образования в последующем на стенках теплообменников 5 и 6 отложений в виде сажи и остатков несгоревшего топлива. Сзади печь снабжена дверцей 21 для очистки теплообменников 5 и 6 от остатков продуктов горения и своевременного выполнения ремонтных работ в процессе эксплуатации печи и окном 22 с дверцей, для подачи наружного воздуха по каналу 19 в дожигатель 20 обеспечивающего максимальную тягу в процессе горения топлива. Топочная камера 13 выполнена в виде металлического каркаса 23 с размещенной на нем кладки 24 из шамотного кирпича. Гидравлическая часть печи представляет собой систему водоснабжения и выполнена в виде водонаполненной стенки 17 с системой трубопроводов и размещенных на них регулируемых задвижек 25, 26, 27, 28, 29, 30 обеспечивающих движение теплоносителя в момент запуска печи и подачи нагретой воды насосам 31 в систему отопления. Для сброса воздуха из 7 системы отопления на большей стороне теплообменников 5 и 6 размещены кран 32 с предохранительным клапаном и задвижкой 33 для подпитки системы отопления. Печь работает следующим образом. После загрузки топлива произвести разогревание печи и подачу тепловой энергии из горизонтальной части печи через дожигатель 20 топлива в вертикальную часть 12. Дожигатель 20 топлива обеспечивает полное сгорание топлива под действием свежеподанного воздуха через канал 19 воздуховода, размещенного выше топочной камеры 13 печи, что способствует полному сгоранию топлива и повышению температуры раскаленных газов до 1800 С, которые направляются в вертикальную 12 часть топки и далее в теплообменники 5 и 6 с горизонтальным расположением водонагревательных труб,обеспечивая нагрев теплоносителя в системе отопления. В предлагаемой печи процесс сжигания и забора тепла разделяется. В горизонтальной части топки 13 на колосниковой решетке 14 топливо сжигается без отвода тепловой энергии, что позволяет увеличить температуру в топочной камере 13, происходит процесс разложения топлива и влаги с образованием большого количества горючих газов. Далее газы поступают в вертикальную часть 12 со встроенным устройством настройки пламени - дожигатель 20, а при дополнительном притоке воздуха через канал 19 происходит процесс дожигания с увеличением температуры газов до 1800 С. После чего раскаленные газы поступают в верхнюю часть теплообменников 5 и 6, выполненных с большой площадью конвективной поверхности. Здесь происходит послойная - сверху вниз сепарация тепловой энергии в теплообменной камере,образованной теплообменниками 5 и 6. Раскаленные газы быстро остывают до температуры 60-80 С передав тепло горизонтальным трубам с теплоносителем, и опускаются вниз, где через газоход 34 поступают в газоотводную трубу 35. Гидравлическая часть печи заполняется водой с удалением воздуха через кран 35 с предохранительным клапаном, расположенным в верхней части печи на подающем трубопроводе. При запуске печи закрываются задвижки 25, 27,открыть задвижку 26, поставить печь на циркуляцию, задвижки 28, 29, 30 открыть. Произвести запуск насоса 31. Печь готова к растопке. Произвести растопку печи,контролируя температуру теплоносителя на выходе из печи. При достижении температуры на подающем трубопроводе 70 С произвести прогрев системы отопления, открывая задвижки 25, 27. Задвижкой 27 регулируют температуру в обратном трубопроводе,которая поддерживается в пределах 50 С (обратка). Производя прогрев системы отопления, задвижки 25, 27 открываются полностью, а задвижка 26 закрывается. Регулировка системы отопления производится в процессе эксплуатации. Задвижка 33 служит для подпитки теплосети. Подобное выполнение печи позволяет максимально использовать энергию продуктов горения, обеспечить надежность в работе и высокотехнологичное обслуживание при техническом уходе и ремонте системы теплоснабжения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Печь водогрейная высокотемпературная,содержащая топку с колосниками, поддувало и теплообменную камеру,включающую водонаполненную полость, поверхность которой установлена с возможностью взаимодействия с газообразными продуктами сгорания, дожигатель топлива и дымовую трубу, отличающаяся тем, что печь снабжена воздуховодом подачи холодного воздуха, расположенным над дожигателем, при этом теплообменная камера выполнена в виде двух Побразных секций с горизонтальным расположением водонагревательных труб, а верхняя часть теплообменника выполнена в форме неравностороннего четырехугольника, на большей стороне которого размещен воздухосборник с предохранительным клапаном.