Симметричный водогрейный котел
Номер инновационного патента: 29441
Опубликовано: 25.12.2014
Авторы: Орумбаева Шолпан Рахимжановна, Орумбаева Дина Рахимжановна, Орумбаев Рахимжан Кабиевич, Орумбаев Алтынбек Рахимжанович
Формула / Реферат
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к схемам циркуляции водогрейных котлов и способов их соединения, и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий и комплексов.
Для этого симметричный водогрейный котел, состоящий из симметричных фронтового, нижнего, потолочного и боковых экранов образующих симметричную топку и конвективную часть, с перегородками во всех поперечных коллекторах, разделяющих котел на две равные симметричные части, согласно изобретению и схеме циркуляции воды входной П - образный трубопровод с левой и правой задвижками соединен с конвективной частью, а с фронта котла соединен выходной П - образный трубопровод с левой и правой задвижками, причем с конвективной стороны котла к входному П - образному трубопроводу соединяется подающий П-образный трубопровод - левой стороной к середине между двумя симметричными задвижками входного П-образного трубопровода, а правой стороной к правой ветви входного П-образного трубопровода между задвижкой и местом ввода в правую конвективную часть, а с фронта котла ко выходному П - образному трубопроводу соединяется отводящий П - образный трубопровод - правой стороной к середине между двумя задвижками выходного П - образного трубопровода, а левой стороной к левой ветви входного П-образного трубопровода между левой задвижкой и местом ввода левой ветви в левую конвективную часть котла, причем входная общая задвижка соединена к середине подающего П - образного трубопровода между левой и правой задвижками, а выходная общая задвижка соединена к середине отводящего П - образного трубопровода между левой и правой задвижками, причем перегородки во всех поперечных коллекторах разделяют котел на две равные по гидравлическому сопротивлению симметричные половинки.
Размещение входного П - образного трубопровода с задвижками на симметричных сторонах на входе воды в котел с конвективной части и соединенного с подающим П-образным трубопроводом с задвижками на симметричных сторонах, а выходного П - образного трубопровода с задвижками на симметричных сторонах на выходе воды из котла с фронтовой части и соединенного с отводящим П-образным трубопроводом с левой и правой задвижками и собранных с симметричным водогрейным котлом по предложенной схеме циркуляции обеспечивает меньший перепад температуры воды в котле Д1м с удвоенным расходом воды двумя симметричными параллельными потоками через конвективную и топочную часть с выходом с фронта двумя потоками при работе котла в пиковом режиме или ГВС.
В основном режиме работы симметричного водогрейного котла уменьшенный в два раза расход воды пропускается последовательно через симметричные относительно продольной оси котла половинки экранов и обеспечивает больший перепад температуры. При этом схема циркуляции обеспечивает подачу воды к подающему П-образному трубопроводу только с правой стороны соединенного с правой ветвью входного П-образного трубопровода (при закрытых двух левых задвижках) и входом к правой конвективной части. Поток воды проходит по правой половине топки и выходит с правой стороны фронта котла. Перед фронтом и горелкой поток воды перепускается через правую и левую открытые задвижки в левую половину топки прохода левую конвективную половину и выходит через левую ветвь входного П-образного трубопровода и выводится по левой симметричной стороне отводящего П- образного трубопровода через открытую общую задвижку в систему отопления.
Два варианта работы симметричного водогрейного котла по двум схемам циркуляции воды обеспечивают эффективную работу котла с увеличением расхода воды через котел в два и более раза только закрытием 4-х или 2-х задвижек в котельной. Повышается надежное охлаждение стенок труб теплопапряженпых участков котла и в широком диапазоне изменяется нагрузка котла при качественном и количественном регулировании. Упрощается гидравлическая схема внутри котельной и повышается надежность в работе котельной.
Текст
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ и правой задвижками, причем перегородки во всех поперечных коллекторах разделяют котел на две равные по гидравлическому сопротивлению симметричные половинки. Размещение входного П-образного трубопровода с задвижками на симметричных сторонах на входе воды в котел с конвективной части и соединенного с подающим П-образным трубопроводом с задвижками на симметричных сторонах, а выходного П-образного трубопровода с задвижками на симметричных сторонах на выходе воды из котла с фронтовой части и соединенного с отводящим Побразным трубопроводом с левой и правой задвижками и собранных с симметричным водогрейным котлом по предложенной схеме циркуляции обеспечивает меньший перепад температуры воды в котле м с удвоенным расходом воды двумя симметричными параллельными потоками через конвективную и топочную часть с выходом с фронта двумя потоками при работе котла в пиковом режиме или ГВС. В основном режиме работы симметричного водогрейного котла уменьшенный в два раза расход воды пропускается последовательно через симметричные относительно продольной оси котла половинки экранов и обеспечивает больший перепад температуры. При этом схема циркуляции обеспечивает подачу воды к подающему Побразному трубопроводу только с правой стороны соединенного с правой ветвью входного Побразного трубопровода (при закрытых двух левых задвижках) и входом к правой конвективной части. Поток воды проходит по правой половине топки и выходит с правой стороны фронта котла. Перед фронтом и горелкой поток воды перепускается через правую и левую открытые задвижки в левую половину топки проходя левую конвективную половину и выходит через левую ветвь входного Побразного трубопровода и выводится по левой симметричной стороне отводящего П-образного трубопровода через открытую общую задвижку в систему отопления. Два варианта работы симметричного водогрейного котла по двум схемам циркуляции воды обеспечивают эффективную работу котла с увеличением расхода воды через котел в два и более раза только закрытием 4-х или 2-х задвижек в(76) Орумбаев Алтынбек Рахимжанович Орумбаева Шолпан Рахимжановна Орумбаева Дина Рахимжановна Орумбаев Рахимжан Кабиевич(57) Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к схемам циркуляции водогрейных котлов и способов их соединения, и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий и комплексов. Для этого симметричный водогрейный котел,состоящий из симметричных фронтового, нижнего,потолочного и боковых экранов образующих симметричную топку и конвективную часть, с перегородками во всех поперечных коллекторах,разделяющих котел на две равные симметричные части, согласно изобретению и схеме циркуляции воды входной П-образный трубопровод с левой и правой задвижками соединен с конвективной частью, а с фронта котла соединен выходной Побразный трубопровод с левой и правой задвижками, причем с конвективной стороны котла к входному П-образному трубопроводу соединяется подающий П-образный трубопровод - левой стороной к середине между двумя симметричными задвижками входного П-образного трубопровода, а правой стороной к правой ветви входного Побразного трубопровода между задвижкой и местом ввода в правую конвективную часть, а с фронта котла ко выходному П-образному трубопроводу соединяется отводящий П-образный трубопровод правой стороной к середине между двумя задвижками выходного П-образного трубопровода,а левой стороной к левой ветви входного Побразного трубопровода между левой задвижкой и местом ввода левой ветви в левую конвективную часть котла, причем входная общая задвижка соединена к середине подающего П-образного трубопровода между левой и правой задвижками, а выходная общая задвижка соединена к середине отводящего П-образного трубопровода между левой котельной. Повышается надежное охлаждение стенок труб теплонапряженных участков котла и в широком диапазоне изменяется нагрузка котла при качественном и количественном регулировании. Упрощается гидравлическая схема внутри котельной и повышается надежность в работе котельной. Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к симметричным водогрейным котлам,схемам циркуляции в котельных и могут быть использованы в системах централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий и комплексов. Известны водогрейные котлы КВ-ГМ-69,8-150 и КВ-ГМ-139,6-150(///90.,2003 г.) тепловой производительностью от 69,8 МВт (60 Гкал/час) и до 139,6 МВт (120 Гкал/час). Схема циркуляции водогрейного котла содержит собственно водогрейный котел с топкой и конвективной частью. Топка котла содержит горелки на противоположных экранах,параллельно включенные трубы с коллекторами, объединенные в топочную камеру, включающую фронтовой,нижний, потолочный, фестонный и боковые экраны с конвективными пакетами труб. Трубы всех топочных экранов могут располагаться с шагом 3 мм. Конвективная поверхность нагрева котла конвективные пакеты труб расположены непосредственно над топочной камерой и набираются из горизонтально расположенныхобразных согнутых по вертикали труб соединенных с вертикальными конвективными коллекторами и образующими боковые стены конвективной части. Трубопроводами в схемах циркуляции при разных вариантах соединения котла для основного и пикового режимов работы в котельной. В водогрейном котле КВ-ГМ-69,8-150 при двухходовой схеме циркуляции воды предусмотрен удвоенный от номинального подвод воды с двух сторон с помощью четырнадцати питательных труб 83 мм к фронтовому экрану с 64-мя трубами 60 с одной стороны, а с другой стороны с помощью четырнадцати питательных труб 83 к заднему экрану с 64-мя трубами 60 с другой стороны. Далее поочередно проходя по половинкам конвективных частей котла два потока воды поднимаются в два верхних коллектора, где с противоположных сторон перепускаются в верхние правый и левый коллектора левого и правого боковых экранов по половинкам которых два параллельных потока воды опускаются вниз и собираются в отводящих коллекторах котла. В водогрейном котле КВ-ГМ-139,6-150 двухходовая схема циркуляции воды предполагает удвоенный от номинального подвод воды с двух сторон с левого бокового экрана из девяносто девяти труб 60 мм каждая и правого бокового экрана со стенками из девяносто девяти труб 60 мм каждая, в которых два равных потока воды поднимаются до верхних коллекторов, где перепускаются в верхние конвективные коллектора. Из верхних коллекторов одна половина потока опускается по половине конвективных труб и проходит через задний экран, а вторая половина потока проходит через фронтовой экран в каждом из которых размещено по 96 труб 60 мм. Далее два параллельных потока воды опускаются вниз и собираются в отводящих коллекторах и выводятся из котла. По схеме циркуляции воды через котел КВ-ГМ 69,8-150 последовательно с четырьмя ходами подвод номинального расхода воды предусмотрен с помощью четырнадцати питательных труб 83 к заднему экрану с 64-мя трубами 60 мм с одной стороны. Поднимаясь по трубам заднего экрана,один поток воды попадает в половину конвективной части и поднимается вверх до верхних коллекторов. Из верхнего коллектора поток воды разделяется на две половинки и опускается по половинкам левого бокового и правого бокового экранов по 33 - ти трубам 60 мм. В нижних коллекторах левого бокового и правого бокового экранов две половинки потока воды разворачиваются на 180 и поднимаются до верхних коллекторов равных половинок правого и левого боковых экранов. Из половинок верхнего левого и правого коллекторов левого и правого боковых экранов два равных потока воды перепускаются в верхний коллектор второй половины конвективной части и одним потоком с номинальным расходом опускается вниз попадая в фронтовой экран с 64-мя трубами 60 мм по которым продолжает опускаться до нижнего коллектора фронтового экрана и далее через четырнадцать питательных труб 83 мм и отводящий коллектор выводится из котла. Четыре хода воды по схеме циркуляции последовательно через котел КВ-ГМ-139,6-150 обусловлено подачей одного потока воды с номинальным расходом в нижний коллектор фронтового экрана с 96-тью трубами 60 мм. Поток воды поднимается по всем трубам фронтового экрана и далее по половине конвективной части котла и попадает в верхний коллектор, где разделяется на две равные части и перепускается в верхние левый и правый коллектора левого бокового и правого бокового экранов котла. Из-за установленных по одной перегородке по середине каждого верхнего левого бокового и верхнего правого боковых коллекторов, одна половина потока воды опускается вниз по левой боковой стенке с 33-мя трубами 60 мм и по половине левой боковой стенки с 16-ю трубами 60 мм, а вторая половина потока воды опускается вниз по правой боковой стенке с 33-мя трубами 60 мм и по половине правой боковой стенке с 16-ю трубами 60 мм. Далее два потока воды разворачиваются на 180 в нижнем левом боковом и нижнем правом боковом коллекторах левого и правого боковых экранов котла. Обратно два равных потока поднимаются по левой боковой стенке с 33-мя трубами 60 мм и по половине левой боковой стенки с 16-ю трубами 60 мм, а вторая половина потока воды поднимается вверх по правой боковой стенке с 33-мя трубами 60 мм и по половине правой боковой стенки с 16-ю трубами 60 мм. Далее два потока воды перепускаются в верхний коллектор второй конвективной части и одним потоком опускается по половине конвективных труб и далее опускается через 96 труб 60 мм заднего экрана и через нижние коллектора выводится из котла. 3 Существенным недостатком таких схем циркуляции водогрейных котлов при работе на природном газе, мазуте и твердом топливе является то, что такие схемы циркуляции применить и реализовать на водогрейных котлах с тепловой производительностью ниже 58 МВт и горизонтальной компоновкой не представляется возможным и не существует. Наличие в водогрейных котлах с тепловой мощностью меньше 116 МВт последовательных схем циркуляции воды по фронтовому,потолочному,нижнему,поворотному экранам с последовательно собранными конвективными пакетами труб и ограждающими их экранами существенно усложняет реализацию новых схем циркуляции с удвоенными расходами воды. Задача изобретения - разработка симметричных водогрейных котлов и схем циркуляции с симметричной компоновкой для надежной работы на природном газе, мазуте и твердом топливе, как для основного отопительного режима с номинальным расходом воды, так и для пикового режима или эквивалентного режима горячего водоснабжения с удвоенным расходом воды при изменении их нагрузки в широком диапазоне для котлов менее 116 МВт. Для этого в схеме с симметричным водогрейным котлом, состоящем из собранных фронтового,нижнего, потолочного, поворотного, тыльного и боковых экранов образующих симметричную топку и конвективную часть по схеме циркуляции воды,согласно изобретению парные задвижки симметричные, а поперечные коллектора топки и конвективной части имеют по одной перегородке разделяющих котел на две равные симметричные половинки. Причем для обеспечения меньшего перепада по температуре воды мвых- вх в котле подача воды осуществляется с удвоенным расходом двумя симметричными потоками с температурой по ГОСТ 21563 вх 70 С к тыльной конвективной части и выводится двумя симметричными потоками с температуройвых 110 С из фронта топочной части котла. Для обеспечения большего перепада по температуре воды болвых - вх в котле подача воды осуществляется одним потоком с температуройвх 70 С в правую симметричную половину тыльной конвективной части и проходит через правую половину топочной части, где далее выходит из котла и перепускается перед фронтом котла в левую симметричную половину топки и поступает в левую симметричную половину тыльной конвективной части и выводится из левой симметричной половины с температурой вых 150 С одним, но меньшим в два раза расходом воды, чем по первой схеме. Для обеспечения работоспособности двух схем циркуляции воды в котле по двум приведенным вариантам схема обвязки водогрейного котла выполнена соединением входного П-образного трубопровода на входе воды в котел с конвективной части, а с фронтовой части выходным П-образным трубопроводом, причем входной, выходной,подающий и отводящий П-образные трубопроводы 4 имеют по две симметричные задвижки с двух сторон - симметричных ветвей. При этом с тыльной конвективной стороны к входному П-образному трубопроводу соединяется подводящий П-образный трубопровод - одной стороной соединяется к середине между двумя задвижками входного Побразного трубопровода, а второй стороной к правой ветви входного П-образного трубопровода между задвижкой и непосредственно местом входа воды в симметричный котел. С фронтовой стороны симметричного котла к выходному П - образному трубопроводу соединяется отводящий П - образный трубопровод - одной стороной по середине между двумя задвижками выходного П - образного трубопровода, а второй стороной к левой ветви входного П-образного трубопровода между задвижкой и непосредственно местом входа воды в симметричный водогрейный котел. Общий вход воды в симметричный водогрейный котел размещен к середине подающего П-образного трубопровода, а выход воды из симметричного водогрейного котла размещен в середине отводящего П - образного трубопровода между его симметричными задвижками. Размещение входного П - образного трубопровода на входе воды в котел с конвективной части, а выходного П-образного трубопровода на выходе воды из котла с симметричной фронтовой части обеспечивает меньший перепад температуры воды на выходе из котла и входе воды в котел мвых - вх, в этом случае подача воды в котел осуществляется с удвоенным расходом воды двумя симметричными потоками с входной температурой вх 70 С к тыльной конвективной части. Два симметричных потока с удвоенным расходом воды от 120 м 3/час для котла КВ-ГМ-7 и до 2140 м 3/час для котла КВГМ-100 проходит конвективную часть и топочные экраны котла и выводится из фронтовой части двумя симметричными параллельными потоками с температурой вых 110 С. Такой вариант работы котлов с удвоенным расходом воды от 120 м 3/час и до 2140 м 3/час осуществляется при работе в пиковом режиме или для малых котлов с горячим водоснабжением в летний период, режим - лето. В основном режиме теплоснабжения уменьшенный в два раза расход воды от 60 м 3/час для котла КВ-ГМ-7 и до 1250 м 3/час для котла КВГМ-100 пропускается последовательно через симметричные половинки экранов котла и обеспечивает больший перепад температуры и включается в работу по трубопроводу общей подачи воды к подающему П-образному трубопроводу с включенной только одной правой ветвью. Правая ветвь подающего П-образного трубопровода соединена с правой ветвью входного П-образного трубопровода (две левые задвижки у них закрыты) между задвижкой и непосредственно местом входа воды в правую конвективную половину котла. Далее из правой конвективной половины котла поток воды проходит по правой половине топки котла и выходит из правой стороны с фронта в правую ветвь выходного П-образного трубопровода у которого левая и правая задвижки находятся в открытом положении. Из правой ветви выходного П-образного трубопровода уменьшенный в два раза поток воды (от 60 м 3/ч до 1250 м 3/час) перепускается в левую ветвь выходного Побразного трубопровода (вид на котел и задвижки принят всегда с фронта) и далее поступает в левую фронтовую часть топки симметричного котла. Из левой симметричной половины топки котла поток воды поступает в левую конвективную половину и выходит через левую ветвь входного П-образного трубопровода. Далее до закрытой левой задвижки входного П-образного трубопровода поток воды выводится по левой стороне отводящего Побразного трубопровода, левая задвижка которого открыта и позволяет потоку воды поступать через середину отводящего П-образного трубопровода в систему отопления. По мере возрастания температуры воды возрастает и температура стенок труб,симметричных частей всех экранов топки и симметричных половинок конвективных пакетов труб, без неравномерных температурных перекосов и напряжений симметричных поверхностей нагрева котла при движении удвоенного потока воды от 120 м 3/час для КВ-ГМ-7 и до 2140 м 3/час для КВГМ-100 по первой схеме. При движении уменьшенного в два раза потока воды по второй схеме теплоснабжения в основном режиме обеспечивается только восходящее движение воды в самых теплонапряженных частях топки и стенки труб экранов надежно охлаждаются обеспечивая равномерное нагревание воды в симметричных поверхностях нагрева котла. В серийных водогрейных котлах в принципе отсутствует первая схема циркуляции воды двумя параллельными потоками с восходящим движением. На практике в прототипах реализована поочередная восходящая и нисходящая схемы движения воды по частям экранов, как приведено в серийных прототипах и что часто приводит к закипанию воды в трубах с нисходящим движением. Новая схема движения воды в котлах предусматривает везде восходящее движение в теплонапряженных частях котла и рекомендуется в котлах не только при сжигании природного газа, но и мазута и твердого топлива с различным качеством. Новая схема циркуляции для симметричных водогрейных котлов позволяет работать в условиях эксплуатации и в пиковом режиме горячего водоснабжения без существенного увеличения температуры воды на выходе из котла, так и в основном режиме теплоснабжения с уменьшенным в два раза расходом воды через котел и с более высокой температурой воды на выходе из котла. При этом сохраняется возможность регулировки тепловой нагрузки котла в более широком диапазоне в отличие от существующих серийных водогрейных котлов, только закрытием двух или четырех задвижек. На фиг.1 представлен симметричный водогрейный котел с противоточной схемой циркуляции в пиковом режиме и в основном режиме. Симметричный водогрейный котел с разными схемами циркуляции содержит входную общую задвижку 1 из системы, левую 2 и правую задвижку 3 подающего П-образного трубопровода, левую задвижку 4 и правую задвижку 5 входного Побразного трубопровода,верхний тыльный коллектор 6, симметричную конвективную часть 7,симметричную топку 8 котла, верхний фронтовой коллектор 9, левую задвижку 10 и правую задвижку 11 входного П-образного трубопровода, правую задвижку 12 и левую задвижку 13 отводящего Побразного трубопровода,выходную общую задвижку 14 в систему, перегородки 15 верхнего тыльного 6, верхнего фронтового 9 коллекторов,верхнего конвективного коллектора 17, горелку 16. Входная общая задвижка 1 размещена горизонтально, левая 2 и правая задвижка 3 подающего П-образного трубопровода размещены горизонтально, левая задвижка 4 и правая задвижка 5 размещены горизонтально, верхний коллектор 6 размещен горизонтально,симметричная конвективная часть 7 размещена вертикально,симметричная топка 8 размещена горизонтально,верхний фронтовой коллектор 9 размещен горизонтально, левая задвижка 10 и правая задвижка 11 выходного П-образного трубопровода размещены горизонтально, правая задвижка 12 и левая задвижка 13 отводящего П-образного трубопровода размещены горизонтально, выходная общая задвижка 14 размещена горизонтально,перегородки 15 размещены в коллекторах вертикально и делят их на две равные симметричные части, верхний конвективный коллектор 17 размещен горизонтально, горелка 16 размещена горизонтально. Расположение общей входной задвижки 1 и ее соединение с серединой подающего П-образного трубопровода из системы,параллельно расположенные задвижка 2 левой стороны и задвижка 3 правой стороны подающего П-образного трубопровода, соединение левой стороны после задвижки 2 с серединой входного П-образного трубопровода, а правой стороны подающего Побразного трубопровода после задвижки 3 к правой ветви входного П-образного трубопровода между задвижкой 5 и местом соединения с верхним коллектором 6, а левой и правой ветви после задвижек 4 и 5 входного П-образного трубопровода соединенных с верхним коллектором 6 тыльного экрана конвективной части 7, собранной совместно с топкой 8 симметричного котла и верхним коллектором 9 фронтового экрана, соединенного с левой задвижкой 10 и правой задвижкой 11 выходного П-образного трубопровода, середина которого соединена с правой 12 задвижкой правой стороны отводящего П-образного трубопровода, а левой стороной соединенного с левой задвижкой 13,которая присоединена к левой ветви входного Побразного трубопровода между задвижкой 4 и местом соединения с верхним коллектором 6 тыльного экрана конвективной части 7 котла, а середина отводящего П-образного трубопровода собрана с выходной общей задвижкой 14 и 5 соединена с общей системой, а в верхнем коллекторе 6 тыльного экрана и в верхнем фронтовом коллекторе 9 топки 8 расположение перегородок 15 размещенных по середине и по схеме циркуляции разделяют по продольной осевой вертикальной плоскости весь симметричный котел пополам на две равные части и обуславливает работу симметричного котла с удвоенным расходом воды от номинальной и с меньшим перепадом температуры воды при работе в пиковом режиме или на горячее водоснабжение лето с открытыми задвижками 1, 2, 4, 5, 10, 11, 12 и 14, когда задвижки 3 и 13 закрыты, а для работы в основном режиме теплоснабжения с большим перепадом температуры воды - когда схема циркуляции с симметричным водогрейным котлом работает с вдвое меньшим расходом воды и с последовательным движением потока - сначала через правую половину симметричного котла, а после перепуска воды перед горелкой 16 и фронтом котла через задвижки 11 и 10 - через левую половину симметричного котла, когда открыты задвижки 1,3, 10, 11, 13 и 14, а задвижки 2, 4, 5 и 12 закрыты. Симметричный водогрейный котел по фиг.1 обеспечивает в основном отопительном режиме работы с расходом воды от 60 м 3/час для котла КВГМ-7 и до 1250 м 3/час для котла КВ- ГМ-100, при этом максимальный перепад температуры по воде составит болвых - вх 150 - 7080 С по ГОСТ 21563, при этом циркуляция производится последовательно через каждую половину симметричного водогрейного котла, при открытых задвижках 1, 3, 10, 11, 13 и 14, и при закрытых задвижках 2, 4, 5 и 12. При пиковом режиме работы или при работе в режиме на горячее водоснабжение(ГВС) лето удвоенный расход воды через симметричный водогрейный котел составляет от 120 м 3/час для котла КВ-ГМ-7 и до 2140 м 3/час для котла КВ-ГМ-100, в этом случае перепад температуры по воде составляет менвых - вх 110- 7040 С, при этом схема циркуляции позволяет производить встречное параллельное противоточное движение воды одним потоком по половинкам симметричного водогрейного котла, с открытыми 1,2, 4, 5, 10, 11, 12 и 14, и закрытыми задвижками 3 и 13. Увеличенный расход воды до 120 м 3/ч для котла КВ-ГМ-7 и до 2140 м 3/час для котла КВ-ГМ-100 при пиковом режиме работы или в режиме горячего водоснабжения (ГВС) лето снижает температуру стенок труб в наиболее теплонапряженных участках экранов топки, а также первых верхних рядов труб конвективного пакета. Расположение по одной поперечной перегородке 15 в верхнем коллекторе 6 тыльного экрана конвективной части, в верхнем коллекторе 9 фронтового экрана, в верхнем коллекторе 17 промежуточного экрана и других поперечных коллекторах котла обеспечивает два параллельных движения с удвоенным расходом воды по правой и по левой симметричным конвективным частям и симметричным половинкам топки к фронту котла и далее через открытые 6 задвижки 10, 11, 12 и открытую задвижку 14 в систему. При этом расположение в открытом состоянии задвижек 1, 2, 4, 5, 10, 11, 12 и 14 с закрытыми задвижками 3 и 13 по новой схеме циркуляции с симметричным котлом обусловливает более эффективную противоточную схему движения потока воды относительно газообразных продуктов сгорания в конвективной части и более высокий КПД котла. При этом снижается температура металла стенок труб топки и конвективных пакетов симметричного водогрейного котла на 40 С. Причем общее гидравлическое сопротивление котла по воде в контуре уменьшается относительно базового основного режима, из-за уменьшения количества параллельных ходов. Схема циркуляции с водогрейным котлом по такой конфигурации расположения симметричных задвижек более эффективна и удобна для персонала котельной в условиях эксплуатации, как в зимнее время, так и летом из-за удобства в обслуживании непосредственно работающего в постоянном режиме котла. Только два раза в год производится переключение режима работы котла. А при проведении ремонтных работ не требуют больших затрат и мощных подъемных механизмов для ремонта симметрично размещенных задвижек. Водогрейный котел работает следующим образом. В основном режиме отопления вода, например с расходом от 60 м 3/час для КВ-ГМ-7 и до 1250 м 3/час для КВ-ГМ-100 поступает в котел одним потоком через открытую задвижку 1, далее через правую задвижку 3 подающего П-образного трубопровода поступает в правую половину верхнего коллектора 6 тыльного экрана конвективной части 7 котла по правой ветви входного П-образного трубопровода после закрытой правой задвижкой 5, далее из правой симметричной конвективной части 7 поток воды перепускается в правую симметричную половину топки 8 котла и попадает в правую симметричную половину верхнего коллектора 9 фронтового экрана, из правой симметричной половины верхнего коллектора 9 фронтового экрана поток воды поступает в правую ветвь через открытую правую задвижку 11 выходного Побразного трубопровода и перепускается через открытую левую задвижку 10 левой ветви и поступает в левую половину верхнего фронтового коллектора 9. Из левой половины верхнего фронтового коллектора 9 поток воды поступает в симметричную левую половину топки 8 и далее в левую конвективную половину 7 и к левой половине верхнего коллектора 6 тыльного экрана. Из верхнего коллектора 6 тыльного экрана поток воды поступает в левую ветвь до левой задвижки 4 входного П-образного трубопровода и через открытую левую задвижку 13 левой стороны отводящего П-образного трубопровода и далее через открытую выходную общую задвижку 14 попадает в систему отопления. Причем задвижки 2,4,5 и 12 закрыты для обеспечения циркуляции в основном режиме работы котла. В пиковом режиме или в режиме горячего водоснабжения лето удвоенный поток воды с расходом от 120 м 3/час для котла КВ-ГМ-7 и до 2140 м 3/час для котла КВ-ГМ-100 поступает в котел одним потоком через открытые задвижки 1, 2, 4 и 5,левой и правой ветвями к левой и правой половинам верхнего коллектора 6 и после тыльного экрана через левую и правую симметричные половины конвективной части 7 котла параллельный поток поступает в левую и правую симметричные половины топки 8. Из двух равных частей топки 8 параллельный удвоенный поток воды попадает в левую и правую половины верхнего фронтового коллектора 9, далее параллельный удвоенный поток воды выводится из котла по двум параллельным левой и правой ветвями через открытые левую задвижку 10, правую задвижку 11 выходного Побразного трубопровода и правую задвижку 12 отводящего П-образного трубопровода и выходную общую задвижку 14 поступает в систему. В этом режиме задвижки 3 и 13 закрыты. Изобретение подтверждается гидравлическими и тепловыми расчетами, подтверждающими наиболее эффективный нагрев воды при симметрично включенных по противоточной схеме циркуляции при двух кратном и более увеличения расхода воды от 120 м 3/час для КВ-ГМ-7 и до 2140 м 3/час для котла КВ-ГМ-100 по предлагаемой схеме циркуляции воды в симметричном водогрейном котле. Тепловыми и гидравлическими расчетами показано, что увеличение температуры воды на выходе из котла до 150 С, при входной температуре воды в котел 70 С можно обеспечить последовательной подачей воды сначала в правую конвективную часть и правую половину топки, а после перепуска перед фронтовой частью в левую половину топки и далее в левую конвективную часть с расходом воды от 60 м 3/час до 1250 м 3/час и реализацией основного режима работы симметричного водогрейного котла и основной схемы циркуляции воды. При этом гидравлическое сопротивление симметричного водогрейного котла КВ-ГМ-7 и до КВ-ГМ- 100 составит до 2,5 кгс/см 2(25000 кг/м 2). Увеличение расхода воды через симметричный водогрейный котел в пиковом режиме в два и более раза может широко применяться на практике, что позволит повысить надежную работу котла при меньших температурных перекосах и соответственно при меньших тепловых и механических напряжениях трубных экранов. В пределах топочного объема симметричного водогрейного котла по приведенной схеме циркуляции снимается большее количество тепла. Температура газового потока после конвективных пакетов труб снижается на 20 С 40 С и поэтому повышается КПД котла на 1-2. Подача воды с температурой 70 С в правый и левый симметричные половины конвективных пакетов по схеме противотока выходящим высокотемпературным газам из топки симметричного водогрейного котла обеспечивает наиболее экономически выгодный температурный перепад между водой и продуктами сгорания. Предлагаемая схема циркуляции воды увеличивает тепловую эффективность работы симметричного водогрейного котла. Для повышения тепловой эффективности и увеличения температуры воды на выходе включенных по общепринятым схемам циркуляции в традиционных серийных котлах пришлось бы увеличить поверхность нагрева в котлах на 20. Это приводит к увеличению веса водогрейных котлов и снижению маневренности в работе котельных. Простое увеличение расхода воды в серийных котлах с традиционными схемами циркуляции приводит к росту гидравлического сопротивления по котельной в целом. В реальных условиях эксплуатации в котельных это приводит к увеличению дополнительного расхода электроэнергии для подачи насосами увеличенного расхода воды в отличие от работы новой схемы циркуляции. В симметричном водогрейном котле рассмотренные схемы циркуляции обеспечивают эффективную работу котла и позволяют увеличить расход воды через котел в два и более раза относительно основного режима работ, изменяется диапазон по нагрузке и качественному и количественному регулированию. Равномерно и симметрично нагреваются стенки смежных труб правой и левой стороны топки и конвективных пакетов. Упрощается гидравлическая схема внутри котельной и повышается надежность в работе котельной при количественных и качественных изменениях режимов работы с симметричными водогрейными котлами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Симметричный водогрейный котел, состоящий из симметричной топки, содержащего фронтовой,нижний, поворотный, потолочный экраны и боковые экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективной частью, включенный по схеме циркуляции воды, отличающийся тем,что перегородки во всех поперечных коллекторах симметричной топки,тыльного экрана и симметричной конвективной части разделяют котел на две равные по гидравлическому сопротивлению части,причем подводящий П-образный трубопровод с левой задвижкой соединен к середине между двумя симметричными задвижками входного П-образного трубопровода, а с правой задвижкой соединен к правой стороне входного Побразного трубопровода между правой задвижкой и местом ввода в правую симметричную конвективную часть котла,а с фронта симметричного котла к выходному П-образному трубопроводу соединяется отводящий П-образный трубопровод-правой стороной к середине между двумя задвижками выходного П-образного трубопровода, а левой стороной к левой ветви входного П-образного трубопровода между левой задвижкой входного П-образного трубопровода и местом ввода левой ветви в левую конвективную 7 часть симметричного котла, причем входная общая задвижка соединена к середине подающего Побразного трубопровода симметрично между левой и правой задвижками, а выходная общая задвижка соединена к середине отводящего П-образного трубопровода симметрично между левой и правой задвижками.
МПК / Метки
МПК: F24H 1/00
Метки: водогрейный, котел, симметричный
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/8-ip29441-simmetrichnyjj-vodogrejjnyjj-kotel.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Симметричный водогрейный котел</a>
Предыдущий патент: Магнитный гидравлический амортизатор
Следующий патент: Установка для ориентации на солнце преобразователей солнечной энергии
Случайный патент: Газовая горелка