Водогрейный котел
Номер инновационного патента: 28368
Опубликовано: 15.04.2014
Авторы: Абишев Бокен Тельманович, Орумбаева Шолпан Рахимжановна, Орумбаев Алтынбек Рахимжанович, Орумбаев Рахимжан Кабиевич, Ахметов Кайрат Нурсаинович
Формула / Реферат
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным котлам, и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий и комплексов.
Задача изобретения - разработка водогрейного котла для работы на твердом топливе, обеспечивающего высокую тепловую эффективность и снижение уноса твердых мелких фракций за пределы котла при изменениях нагрузки и при регулировках тепловой производительностью в рабочем режиме котла.
Для этого в водогрейном котле, состоящим из параллельно расположенных труб, соединенных с коллекторами, имеющими перегородки и собранных вместе с коллекторами с перегородками в топочный экран, содержащий два боковых экрана с нижним и верхним коллекторами, поворотный, фестонный и тыльный экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективной частью котла с секциями конвективных пакетов труб, а также воздухоподогревателя, согласно изобретению, нижние коллекторы боковых экранов с фронтальной стороны котла соединены перепускным П-образным фронтовым коллектором на высоте не менее 2320мм, при этом поворотный экран собран из 46-ти Г - образных труб, соединенных с его нижним коллектором и его верхним коллектором, расположенным над верхней, средней частью боковых экранов, а правая и левая конвективные секции собраны из семи стояков- коллекторов с первым пакетом из 63-ти U - образных труб, второго пакета, собранного из 63-ти U -образных труб и третьего пакета из 56-ти U - образных труб, причем все U-образные трубы имеют диаметр 33мм, а два боковых, поворотный и фестонный экраны выполнены цельносварными,
Текст
(51) 24 1/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Для этого в водогрейном котле, состоящим из параллельно расположенных труб, соединенных с коллекторами, имеющими перегородки и собранных вместе с коллекторами с перегородками в топочный экран, содержащий два боковых экрана с нижним и верхним коллекторами, поворотный, фестонный и тыльный экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективной частью котла с секциями конвективных пакетов труб, а также воздухоподогревателя,согласно изобретению,нижние коллекторы боковых экранов с фронтальной стороны котла соединены перепускным П-образным фронтовым коллектором на высоте не менее 2320 мм, при этом поворотный экран собран из 46 ти Г - образных труб, соединенных с его нижним коллектором и его верхним коллектором,расположенным над верхней, средней частью боковых экранов, а правая и левая конвективные секции собраны из семи стояков- коллекторов с первым пакетом из 63-ти- образных труб, второго пакета, собранного из 63-ти- образных труб и третьего пакета из 56-ти- образных труб, причем все -образные трубы имеют диаметр 33 мм, а два боковых, поворотный и фестонный экраны выполнены цельносварными.(72) Орумбаев Рахимжан Кабиевич Ахметов Кайрат Нурсаинович Абишев Бокен Тельманович Орумбаева Шолпан Рахимжановна Орумбаев Алтынбек Рахимжанович(57) Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным котлам, и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий и комплексов. Задача изобретения - разработка водогрейного котла для работы на твердом топливе,обеспечивающего высокую тепловую эффективность и снижение уноса твердых мелких фракций за пределы котла при изменениях нагрузки и при регулировках тепловой производительностью в рабочем режиме котла. Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным котлам, и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий и комплексов. Известен водогрейный котел КВ-Р-11,63-150(Каталог Дорогобужкотломаш, том 2, 4-е издание,2007 г. с.46-49.) тепловой производительностью 11,6 МВт (10 Гкал/час). Топка котла содержит параллельно включенные трубы с коллекторами, объединенные в топочную камеру (топочный экран), включающую два боковых экрана с нижними и верхними коллекторами и образующих в поперечном сечении верхней части топки шатровый тип в пределах железнодорожного габарита. В самой топке из тыльной нижней ее части собран наклоненный к фронту поворотный экран. Кроме того, со стороны топки содержится фестонный экран, по двум боковым сторонам - рядом стоящие стойки конвективных труб, а с тыльной стороны котла тыльный экран. Трубы всех экранов расположены с зазором 4 мм и не проварены между собой. Конвективная поверхность нагрева - один конвективный пучок труб расположен непосредственно в конвективной вертикальной шахте и набран из горизонтально расположенных- образных труб диаметром 28 мм, соединенных с боковыми вертикальными коллекторами - слева пять, а справа шесть, которые закрывают собой боковые стены конвективной шахты. Известный водогрейный котел сконструирован таким образом, что движение воды одним потоком последовательно проходит сначала по боковым экранам и поворотному экрану в топке котла. Перепуская поток воды из топки в фестонный экран,далее выполняется последовательное движение воды вокруг конвективной части, сначала правой, а затем левой. Такой водогрейный котел на твердом топливе со слоевой механической топкой работает по общей прямоточной схеме движения потока воды. Последовательное движение потока воды приводит к разным температурным уровням нагрева конвективных пакетов из труб диаметром 28 мм и экранов, так как поток воды по ходу последовательного движения увеличивает свою температуру,соответственно увеличивая температуру стенок труб. В зависимости от схемы циркуляции воды в узкой конвективной части, левая или правая сторона нагревается неравномерно. При значительной тепловой нагрузке котла и,соответственно,увеличении объемов газов возможно резкое увеличение количества несгоревших мелких частиц угля, что снижает КПД котла. Недостатки при работе таких котлов на угле являются следствием того, что конвективные пакеты собраны из труб диаметром 28 мм. Коэффициент теплоотдачи а при поперечном обтекании труб диаметром 28 мм всего на 5 больше чем у труб диаметром 32 или 33 мм, при одинаковых относительных поперечном 1 шаге (отношение 2 расстояния между ближайшими трубами к диаметру труб) и относительном продольном 2 шаге(отношение расстояния между соседними рядами труб к диаметру труб) расположения в конвективном шахматном пучке. При этом поверхность нагрева у труб диаметром 33 мм на 1417 больше, чем у труб диаметром 28 мм. При реализации оптимального относительного поперечного 1 и относительного продольного 2 шага расположения труб диаметром 33 мм можно увеличить эффективность конвективной части водогрейного котла за счет снижения температуры уходящих газов и, соответственно, увеличить КПД и тепловую эффективность котла в целом. Задача изобретения - разработка водогрейного котла для работы на твердом топливе,обеспечивающего высокую тепловую эффективность и снижение уноса твердых мелких фракций за пределы котла при изменениях нагрузки и при регулировках тепловой производительностью в рабочем режиме котла. Для этого в водогрейном котле, состоящим из параллельно расположенных труб, соединенных с коллекторами, имеющими перегородки и собранных вместе с коллекторами с перегородками в топочный экран, содержащим два боковых экрана с нижним и верхним коллекторами, поворотный, фестонный и тыльный экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективной частью котла с секциями конвективных пакетов труб, а также воздухоподогреватель,согласно изобретению,нижние коллекторы боковых экранов с фронтальной стороны котла соединены перепускным П - образным фронтовым коллектором на высоте не менее 2320 мм, при этом поворотный экран собран из 46-ти Г - образных труб, соединенных с его нижним коллектором и его верхним коллектором,расположенным над верхней, средней частью боковых экранов, а правая и левая конвективные секции собраны из семи стояков - коллекторов с первым пакетом из 63-ти- образных труб, второго пакета, собранного из 63-ти- образных труб и третьего пакета из 56-ти- образных труб, причем все- образные трубы имеют диаметр 33 мм, а два боковых, поворотный и фестонный экраны выполнены цельносварными. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид водогрейного котла на фиг.2- схема циркуляции воды. Водогрейный котел содержит параллельно расположенные трубы экранов 1, собранные воедино в левый боковой экран 2, боковой левый нижний коллектор 3, боковой левый верхний коллектор 4, перепускной П - образный фронтовой коллектор 5, боковой правый экран 6, боковой правый верхний коллектор 7, боковой правый нижний коллектор 8, поворотный экран 9, нижний коллектор 10 поворотного экрана 9, выполненный из Г - образных труб, верхний коллектор 11 поворотного экрана 9, перепускной патрубок 12,фестонный экран 13, нижний коллектор 14 фестонного экрана 13, верхний коллектор 15 фестонного экрана 13, верхний коллекторный перепуск 16, верхний правый коллектор 17 правой конвективной секции 18, правые конвективные стойки - коллекторы 19, правый первый конвективный пакет из 63-ти- образных труб 20,перегородки 21 правых конвективных стоекколлекторов 19, второй правый конвективный пакет из 63-х- образных труб 22, третий правый конвективный пакет труб из 56-х- образных труб 23, нижний правый коллектор 24 правой конвективной секции,правый нижний коллекторный перепуск 25, нижний коллектор 26 тыльного экрана 27, тыльный экран 27, люк-лаз 28,шесть окошек 29 для генератора ударных волн,верхний коллектор 30 тыльного экрана 27, левый верхний коллекторный перепуск 31, левый верхний конвективный коллектор 32, левые конвективные стойки - коллекторы 33, первый левый конвективный пакет из 63-х -образных труб 34,перегородки 35 левых конвективных стоек коллекторов 33, второй левый конвективный пакет из 63-х- образных труб 36, третий левый конвективный пакет из 56-х- образных труб 37,нижний левый коллектор 38 левой конвективной секции,коллекторные перегородки 39,коллекторные заглушки 40, входной патрубок 41 и выходной патрубок 42, бункер возврата уноса 43,линия возврата уноса 44, люк возврата уноса 45,верхний короб газохода 46,трубчатый воздухоподогреватель 47, нижний выходной короб газохода 48 и узлы подачи угля в топку 49. Топка котла содержит собранные воедино левый боковой экран 2, боковой левый нижний коллектор 3, боковой левый верхний коллектор 4, перепускной П - образный фронтовой коллектор 5, боковой правый экран 6, с верхним 7 и нижним 8 коллекторами, поворотный экран 9 с нижним коллектором 10 и верхним коллектором 11,коллекторными перегородками 38 и перегородками 39, входной патрубок 41. Конвективная часть котла содержит перепускной патрубок 12, фестонный экран 13 с нижним 14 и с верхним 15 коллектором, верхний коллекторный перепуск 16, верхний правый коллектор 17, правую конвективную секцию 18, правые конвективные стойки коллектора 19, первый правый конвективный пакет 20, перегородки 21, второй правый конвективный пакет 22,третий правый конвективный пакет 23, нижний правый коллектор 24, правый нижний коллекторный перепуск 25,нижний коллектор 26, тыльный экран 27, люк - лаз 28, шесть окошек 29 для ГУВ (генератора ударных волн), верхний коллектор 30 тыльного экрана 27,верхний левый коллекторный перепуск 31, верхний левый коллектор конвективный 32, левые конвективные стойки коллектора 33, первый левый конвективный пакет 34, перегородки 35 левых конвективных стоек коллекторов 33, второй левый конвективный пакет 36, третий левый конвективный пакет 37,нижний левый коллектор 38,коллекторные перегородки 39, заглушки 40,выходной патрубок 42. Порядок расположения левого бокового экрана 2 и правого бокового экрана 6 с параллельными трубами 1, сваренными между собой мембранами и шагом расположения труб 78 мм, бокового левого нижнего коллектора 3, бокового левого верхнего коллектора 4, перепускного П - образного фронтового коллектора 5, бокового правого экрана 6, верхнего 7 и нижнего 8 коллекторов, поворотного экрана 9 с Г-образными трубами, нижнего коллектора 10 и верхнего коллектора 11,коллекторных перегородок 38 и заглушек 39,входного патрубка 41 образует новую топку котла с объемом 53 м 3, который в 1,37 раза больше, а радиационная поверхность нагрева нового котла 71 м в 1,27 раза больше, чем у известного твердотопливного водогрейного котла. Порядок расположения конвективной части нового водогрейного котла,включающей перепускной патрубок 12, фестонный экран 13 с шагом параллельных труб 76 мм с нижним 14 и с верхним 15 коллекторами, верхний коллекторный перепуск 16, верхний правый коллектор 17, правую конвективную секцию 18, правые конвективные стойки - коллекторы 19 с шагом расположения 148 мм, первый правый конвективный пакет 20,перегородки 21, второй правый конвективный пакет 22, третий правый конвективный пакет 23 с поперечным шагом расположения труб 176 мм и с продольным шагом расположения 240 мм,нижний правый коллектор 24, правый нижний коллекторный перепуск 25, нижний коллектор 26,тыльный экран 27 с шагом расположения труб 61 мм, люк - лаз 28, шесть окошек 29 для генератора ударных волн, верхний коллектор 30 тыльного экрана 27, верхний левый коллекторный перепуск 31, верхний левый коллектор конвективный 32,левые конвективные стойки - коллекторы 33 с шагом расположения 148 мм, первый левый конвективный пакет 34, перегородки 35 левых конвективных стоек - коллекторов 33, второй левый конвективный пакет 36, третий левый конвективный пакет 37 с поперечным шагом расположения труб 174 мм и с продольным шагом расположения 280 мм, нижний левый коллектор 38,коллекторные перегородки 39, заглушки 40,выходной патрубок 42 позволяет увеличить конвективную поверхность нагрева на 12,поперечное сечение газохода увеличить в 1,36 раза,а скорость газового потока уменьшить в 1,21 раза. Уменьшение скорости газов за топкой приведет к увеличению осаждающихся мелких твердых фракций несгоревшего топлива и концентрации в бункере возврата уноса, а система возврата уноса позволит периодически возвращать несгоревшие частички на колосниковую решетку и дожигать в слое. Расчеты количества возвращенного несгоревшего твердого топлива и дожигание мелких фракций на колосниковой решетке подтверждают возможность увеличения КПД котла на 3-5. Расположение коллекторных перегородок 39 - по три перегородки в нижних боковых коллекторах левого 2 и правого 6 боковых экранов, по две коллекторных перегородки 39 в верхних 3 коллекторах боковых экранов 2, 6, одной коллекторной перегородки 39 в верхнем и двух перегородок 39 в нижнем коллекторе поворотного экрана 9, по одной коллекторной перегородке 39 в нижних и верхних коллекторах фестонного 13 и тыльного 27 экранов, а также по три перегородки 21 в семи правых конвективных стойках- коллекторах 19, по три перегородки 35 в семи левых конвективных стойках- коллекторах обеспечивает последовательное движение потока воды с расходом 160 м 3/час сначала по левому боковому экрану 2,далее по правому боковому экрану 6, поворотному экрану 9 с последующим перепуском в фестонный экран 13, далее по правой конвективной части с перепуском в тыльный экран 27 и далее по левой конвективной части с применением труб диаметром 33 мм. При этом общее гидравлическое сопротивление котла по воде остается на прежнем уровне, как и у известного водогрейного котла из-за сохранения количества ходов. Водогрейный котел работает по водяному контуру следующим образом. Вода с расходом, например, 160 м 3/час поступает в котел через входной патрубок 41 в нижний левый боковой коллектор 3 и делает первый восходящий ход по двенадцати параллельным трубам 1 со скоростью, например, 1,98 м/с левого бокового экрана 2. Далее поток воды попадает в левый боковой верхний коллектор 4 и до верхней коллекторной перегородки 39 по следующим двенадцати трубам опускается с такой же скоростью до нижнего левого бокового коллектора 3- второй ход. В нижнем левом боковом коллекторе 3 поток воды разворачивается на 180 между коллекторными перегородками 39 и поднимается по двенадцати параллельным трубам 1 вверх до левого бокового верхнего коллектора 4, делая третий ход. В левом боковом верхнем коллекторе поток воды разворачивается между коллекторными перегородками 39 и направляется к левому боковому нижнему коллектору 3 по 12-ти трубам,выполняя четвертый ход. В левом боковом нижнем коллекторе 3 поток воды разворачивается между коллекторными перегородками 39 и поднимается по 12-ти трубам 1 к левому боковому верхнему коллектору 4, выполняя пятый ход. В левом боковом верхнем коллекторе 4 между коллекторной перегородкой 39 и коллекторной заглушкой 40 поток воды разворачивается и направляется вниз к левому боковому нижнему коллектору 3 между коллекторной заглушкой 39 и левой фронтовой частью (шестой ход) и попадает в перепускной П - образный фронтовой коллектор 5, по которому перепускается в правый боковой нижний коллектор 8 правого бокового экрана 6. В правом боковом нижнем коллекторе 8 поток воды разворачивается между коллекторной перегородкой 39 и фронтовой коллекторной заглушкой 40 и по 12-ти параллельным трубам 1 поднимается вверх с той же скоростью и попадает в правый боковой верхний коллектор 7, делая седьмой ход. В правом боковом верхнем коллекторе 7 поток воды разворачивается и 4 опускается восьмым ходом по двенадцати трубам к правому боковому нижнему коллектору 8. В правом боковом нижнем коллекторе 8 поток воды разворачивается и поднимается девятым ходом по двенадцати трубам к правому боковому верхнему коллектору 7, из которого разворачиваясь опускается вниз десятым ходом по двенадцати трубам к правому боковому нижнему коллектору 8,из которого разворачиваясь поднимается вверх одиннадцатым ходом по двенадцати трубам к правому боковому верхнему коллектору 7. Двенадцатым ходом поток воды опускается по двенадцати трубам к правому боковому нижнему коллектору 8 из которого перепускается в нижний коллектор 10 поворотного экрана 9, выполненного из 46-ти Г - образных труб. В поворотном экране 9 поток воды поднимается по двенадцати трубам до верхнего коллектора 11 (тринадцатый ход) и,разворачиваясь между правой коллекторной заглушкой 40 и коллекторной перегородкой 39,опускается по одиннадцати трубам с увеличенной скоростью четырнадцатым ходом к нижнему коллектору 10, где между двумя коллекторными перегородками 39 разворачивается и поднимается по 12-ти трубам вверх до верхнего коллектора 11,выполняя пятнадцатый ход. В верхнем коллекторе 11 поток воды разворачивается между коллекторной перегородкой 39 и левой коллекторной заглушкой 40, опускается по одиннадцати трубам к нижнему коллектору 10, выполняя шестнадцатый ход из которого по перепускному патрубку 12 перепускается в нижний коллектор 14 фестонного экрана 13. Из нижнего коллектора 14 фестонного экрана 13 поток воды поднимается по тринадцати трубам вверх до верхнего коллектора 15, выполняя семнадцатый ход, где разворачивается между левой коллекторной заглушкой 40 и коллекторной перегородкой 39 и опускается по тринадцати трубам к нижнему коллектору 14, выполняя восемнадцатый ход. В нижнем коллекторе 14 поток воды разворачивается между коллекторной перегородкой 39 и правой коллекторной заглушкой 40,поднимается вверх по тринадцати трубам с уменьшенной скоростью к верхнему коллектору 15,из верхнего коллектора 15 верхним коллекторным перепуском 16 поток воды перепускается в верхний правый коллектор 17 правой конвективной секции 18. Из верхнего правого коллектора 17 поток воды распределяется по семи правым конвективным стойкам - коллекторам 19, из которых поток воды распределяется далее по 63-м- образным трубам 20 с одной перегородкой 21 в каждой из семи правых конвективных стоек-коллекторов 19 первого конвективного пакета. После первого конвективного пакета поток воды из семи правых конвективных стоек-коллекторов 19 распределяется по следующим 63- м- образным трубам 22 с одной перегородкой 21 в каждой из семи правых конвективных стоекколлекторов 19 второго конвективного пакета. После второго конвективного пакета поток воды из семи правых конвективных стоек- коллекторов 19 распределяется по следующим 56 - ти- образным трубам 23 с одной перегородкой 21 в каждой из семи правых конвективных стоек- коллекторов 19 третьего конвективного пакета. Далее поток воды опускаясь по семи правым конвективным стойкам коллекторам 19 опускается вниз к нижнему правому коллектору 24 правой конвективной секции 18,делая двадцатый ход. Из нижнего правого коллектора 24 поток воды правым нижним коллекторным перепуском 25 перепускается в нижний коллектор 26 тыльного экрана 27 и по шестнадцати трубам поднимается вверх с ещ уменьшенной скоростью до верхнего коллектора 30,совершая двадцать первый ход, при этом обтекая люк-лаз 28 и шесть окошек 29, служащих для очистки конвективного пучка труб. В верхнем коллекторе 30 поток воды разворачивается между правой коллекторной заглушкой 40 и коллекторной перегородкой 39 и опускается по шестнадцати трубам с уменьшенной скоростью, делая двадцать второй ход. В нижнем коллекторе 26 поток воды разворачивается между коллекторной перегородкой 39 и левой коллекторной заглушкой 40 и поднимается по шестнадцати трубам до верхнего коллектора 30 делая двадцать третий ход. Из верхнего коллектора 30 поток воды перепускается левым верхним коллекторным перепуском 31 в левый верхний конвективный коллектор 32, из которого распределяется по семи левым конвективным стойкам коллекторам 33. Из семи левых конвективных стоек-коллекторов 33 поток воды распределяется в первом конвективном пакете по 63-м- образным трубам 34 с одной перегородкой 35 в каждой из семи левых конвективных стоек-коллекторов 33. Из первого конвективного пакета поток воды, вернувшись в семь левых конвективных стоек коллекторов 33,снова распределяется, уже во втором конвективном пакете по 63 - м-образным трубам 36 с одной перегородкой 35 в каждом из семи левых конвективных стоек-коллекторов 33. После второго конвективного пакета поток воды распределяется в третьем конвективном пакете по 56-ти- образным трубам 37 с одной перегородкой 35 в каждом из семи левых конвективных стоек коллекторов 33, из которых поток воды опускается в нижний левый коллектор 38, делая последний двадцать четвертый ход и далее выводится из котла выходным патрубком 42. По топливному газовому тракту водогрейный котел работает следующим образом. Топливо-грохоченный и сеяный уголь двумя пневматическим и механическим забросом,расположенными под перепускным П - образным фронтовым коллектором 5, с фронтовой части топки подается равномерно на колосниковую решетку обратного хода (на фиг. не показано) до нижнего коллектора 10 поворотного экрана 9, при этом уголь не должен попадать за верхний коллектор 11 поворотного экрана 9. Дутьевой предварительно нагретый в воздухоподогревателе воздух подается с нижней части колосниковой решетки и ускоряет сгорание угля, лежащего на движущейся к фронту колосниковой решетке. В результате активного горения угля в слое, над колосниковой решеткой образуется большое количество продуктов сгорания(светящийся факел над решеткой) обтекают снизу вверх верхний коллектор 11 поворотного экрана 9,направляются к нижней части фестонного экрана 13 и попадают в конвективную часть котла,предварительно отдав боковому левому экрану 2,боковому правому экрану 6, поворотному экрану 9 и с топочной стороны фестонному экрану 13 излучением порядка 40 выделенного тепла сгоревшим на колосниковой решетке углем. Остальные 45 тепла газы путем конвективного теплообмена отдают при прохождении конвективной части котла конвективной части поверхности фестонного экрана 13, правым конвективным стойкам- коллекторам 19, и наиболее эффективно передается тепло первому правому конвективному пакету труб 20, второму правому конвективному пакету труб 22, третьему правому конвективному пакету труб 23, первому левому конвективному пакету труб 34, второму левому конвективному пакету труб 36, третьему левому конвективному пакету труб 37, и далее тыльному экрану 27 и левым конвективным стойкам коллекторам 33. После конвективной части котла оставшиеся порядка 15 тепла уходящих газов передаются холодному воздуху в трубчатом воздухоподогревателе 47 и направляемому под колосниковую решетку для существенного улучшения сгорания угля на слоевой решетке. Изобретение подтверждается тепловыми и гидравлическими расчетами, основанными на технических результатах первого образца водогрейного котла с новой гидравлической схемой включения поверхностей нагрева котла, первого одноходового, второго одноходового и третьего одноходового конвективных пакетов с трубами диаметром 33 мм и подтверждает более высокий нагрев воды с расходом 160 м 3/ч и снижение механического недожога за счет снижения скорости газов в поперечном сечении конвективного газохода и увеличения улавливания недогоревших частиц угля осажденных в более широкой по сечению конвективной части. Результаты тепло технических испытаний котла показали, что температура воды на выходе из котла составила 150 С, на входе воды в котел температура 70 С,расход воды 160 м 3/час (44,44 кг/сек), тепловая производительность котла составила 15 МВт(13 Гкал/час). При этом гидравлическое сопротивление котла тепловой производительностью 15 МВт составило 2,5 кгс/см 2(25000 кг/м 2) при расходе воды через котел 160 м 3/час(44,44 кг/с). Увеличение расхода воды в водогрейных котлах на твердом топливе больше 160 м 3/час, не желательно применять из-за снижения температуры стенки металла труб в конвективных пакетах котла и увеличения отложений частиц золы и механического недожога и соответственно,увеличения температуры уходящих газов, что может привести к снижению КПД котла. В топочном пространстве нового котла снимается большее количество тепла за счет увеличения поверхности 5 нагрева боковых экранов и поверхности нагрева поворотного экрана, а температура газового потока перед конвективными пакетами труб снижается. При этом уменьшается объем газов и снижается скорость газового потока, этот факт приводит к большему оседанию недогоревших частиц угля в бункер возврата уноса. Этому способствует увеличение сечения конвективного газохода на 27 из-за применения конвективных труб диаметром 33 мм с поперечным шагом труб 174 мм вместо 290 мм. Разделение конвективных пакетов левых и правых из труб диаметром 33 мм на первый одноходовой пакет с 63 - мя трубами, второй одноходовой пакет с 63-мя трубами и третий одноходовой пакет с 56-ю за счет трех перегородок во всех четырнадцати конвективных стойках коллекторах с включением движения воды по противоточной эффективной схеме относительно газов обеспечивает высокий температурный напор между газами и водой. Уменьшение температуры газов на выходе из топки и снижение скорости газов обеспечивает надежное улавливание недогоревших частиц угля перед конвективными пакетами с трубами диаметром 33 мм. Поэтому в новом котле поперечное сечение конвективной шахты увеличено на 27, а поверхность нагрева экранов топки увеличена на 10. В известном водогрейном котле этого не достигается без увеличения габаритов топки и конвективной части котла. Кроме того, выполнение двух боковых,поворотного и фасонного экранов цельносварными позволяют увеличить газоплотность котла. В предлагаемом изобретении водогрейном котле выдерживается температурный напор между газом и водой, при этом прирост температуры воды в каждом из двух боковых и поворотного экранов достигается путем равномерного распределения потока воды по двенадцати трубам и увеличения радиационной поверхности нагрева на 10. Увеличение теплосъема в новом конвективном пучке труб обусловлено общей противоточной схемой циркуляции воды и дополнительным увеличением поверхности нагрева на 14-17 за счет применения труб диаметром 33 мм. Гидравлическое сопротивление котла не увеличивается за счет сохранения скорости воды по всему циркуляционному контуру котла и увеличением количества труб в конвективной части с дифференциацией каждого из трех конвективных пакетов труб. Это позволяет увеличить тепловую производительность котла с 11,63 МВт (10 Гкал/час) до 15 МВт(13 Гкал/час) без увеличения гидравлического сопротивления котла. Котлы такой конструкции удобны для персонала котельной в условиях эксплуатации, а при проведении ремонтных работ не требуют больших затрат и подъемных механизмов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Водогрейный котел, состоящий из параллельно расположенных труб, соединенных с коллекторами,имеющими перегородки и собранных вместе с коллекторами с перегородками в топочный экран,содержащий два боковых экрана с нижним и верхним коллекторами, поворотный, фестонный и тыльный экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективной частью котла с секциями конвективных пакетов труб, а также воздухоподогревателя, отличающийся тем, что нижние коллекторы боковых экранов с фронтальной стороны котла соединены перепускным П - образным фронтовым коллектором на высоте не менее 2320 мм, при этом поворотный экран собран из 46-ти Г - образных труб, соединенных с его нижним коллектором и его верхним коллектором,расположенным над верхней, средней частью боковых экранов, а правая и левая конвективные секции собраны из семи стояков- коллекторов с первым пакетом из 63-ти- образных труб, второго пакета, собранного из 63-ти- образных труб и третьего пакета из 56-ти- образных труб, причем все- образные трубы имеют диаметр 33 мм, а два боковых, поворотный и фестонный экраны выполнены цельносварными.
МПК / Метки
МПК: F24H 1/00
Метки: котел, водогрейный
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/7-ip28368-vodogrejjnyjj-kotel.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Водогрейный котел</a>
Предыдущий патент: Устройство теплоотвода для энергоэффективных осветительных приборов с применением углеродных материалов
Следующий патент: Солнечный коллектор
Случайный патент: Противогофрирующее устройство