Устройство для увеличения времени воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева котельной установки

Авторы патента:

F28F13/12 - турбулизацией движения, например посредством перемешивания, усиления циркуляции (F28F 13/08 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2421672:

Устименко Юрий Петрович (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике. Задачей изобретения является уменьшение расхода топлива. Задача достигается изменением расположения огнеупорных кирпичей в стенке между экранной и экранно-циркуляционной секциями котла. При этом возникает сильная турбулентность потока продуктов сгорания, что уменьшает его скорость, а значит и увеличивает время воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева. Для достижения поставленной задачи предложено устройство для увеличения времени воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева котельной установки, которое включает частичный разбор передней и задней стенок котла, извлечение огнеупорного кирпича стенки, служащего для равномерного и полного воздействия продуктов сгорания на секции котла. Далее вновь укладывают стенку, но один ряд кирпичей укладывают обычным образом, следующий ряд ставят на ребро. 2 ил.

Изобретение касается устройства для увеличения времени воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева котельной установки.

Этот результат достигается изменением расположения огнеупорных кирпичей в стенке обтекания продуктами сгорания экранной и экранно-циркуляционной секций котла.

В процессе эксплуатации паровых и водогрейных котлов средней и большой мощности наиболее значительными являются потери:

- недожог газообразного и жидкого топлива;

- потери с уходящими газами;

- потери в окружающую среду.

Все эти потери влияют непосредственно на коэффициент полезного действия котельной установки, а следовательно, и на расход газообразного и жидкого топлива.

В данном изобретении рассматривается устройство для уменьшения потерь с уходящими газами.

1. Область техники, к которой относится изобретение:

теплоэнергетика.

2. Уровень техники: аналогов не установлено.

3. Задачей изобретения является уменьшение расхода газообразного и жидкого топлива.

Уменьшения потерь тепловой энергии с уходящими газами и, следовательно, уменьшения расхода газообразного и жидкого топлива можно добиться увеличением времени нахождения продуктов сгорания в топочном объеме, то есть уменьшением скорости выведения продуктов сгорания в дымоход и вытяжную трубу через боров. Уменьшение скорости движения продуктов сгорания увеличивает время воздействия продуктов сгорания на поверхность обогрева (нагрева) и, в конечном итоге, на теплоноситель (воду). Поверхностью обогрева (нагрева) называется поверхность котла, омываемая, с одной стороны, продуктами сгорания жидкого или газообразного топлива, а с другой стороны, теплоносителем (водой). В данном изобретении рассматривается лишь увеличение времени воздействия продуктов сгорания на поверхность обогрева, а уменьшение температуры выходящих газов будет означать, что задача изобретения достигнута.

Технической задачей заявляемого изобретения является разработка устройства для увеличения времени воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева котла.

Поставленная задача по увеличению времени воздействия продуктов сгорания газообразного и жидкого топлива на поверхность нагрева достигается следующим образом: в процессе движения продуктов сгорания в топочном объеме создается сильная турбулентность и частично разбирают переднюю и заднюю стенку котла, извлекают огнеупорный кирпич стенки, служащий для равномерного и полного воздействия продуктов сгорания на секции котла, вновь укладывают стенку, но один ряд кирпичей укладывают обычным образом, следующий ряд ставят на ребро.

Примечание: согласно "Правилам устройства и безопасной эксплуатации водогрейных и паровых котлов" один раз в год необходимо осуществлять внешний и внутренний осмотр котельных установок, что и будет выполняться в процессе решения технической задачи данного изобретения:

а) останавливают работу котла и дают ему остыть в течение 2-3 суток;

б) разбирают часть обмуровки котла на передней части котла (фронте котла) с правой и левой стороны, где расположены экранные и экранно-циркуляционные секции котла;

в) разбирают обмуровку с правой и левой стороны задней части котельной установки, где расположены экранная и экранно-циркуляционные секции котла;

г) разбирают и извлекают из пространства между экранной и экранно-циркуляционной секцией стенку из огнеупорного кирпича, предназначенную для плавного перетекания продуктов сгорания от секции к секции и далее в дымоход. Стенка состоит из кирпичей, уложенных строгими рядами один кирпич на другой по длине до определенной проектом высоты (см. Фиг.1);

д) удаляют поврежденные кирпичи из стенки и из труб котла;

ж) осматривают котел на предмет потеков, слезок, порыжения труб (означающего закипание труб);

з) устанавливают стенку таким образом, что кирпичи в ней располагают таким образом, что ряд кирпичей укладывается обычным порядком (по длине и меньшей толщине), а следующий ряд ставится на ребро (см. Фиг 2);

е) приводят котельную установку в рабочее состояние в обратном порядке.

До выполнения изменений в стенке под действием разрежения в топке котла, обеспеченным вытяжной трубой, через боров и дымоход 4, продукты сгорания плавно обтекают экранную секцию 2, далее стенку 5, обтекают экранно-циркуляционную секцию 3, поворачивают вниз в дымоход 4 и через боров и вытяжную трубу уходят в атмосферу. Движение продуктов сгорания показано на Фиг.1, оно плавное, ламинарное, и скорость его определяется величиной разрежения в топке котла, зависящем от атмосферного давления, порывов ветра, от динамического сопротивления дымохода и борова.

После выполнения работ по пункту з) движение потока продуктов сгорания становится турбулентным, завихренным, давление в нем увеличивается, скорость потока падает, а значит время воздействия продуктов сгорания на экранные 1 и экранно-циркуляционные секции 2 котла увеличивается, теплоноситель нагревается до более высокой температуры, следовательно, можно уменьшить производительность горелок, следствием чего является уменьшение расхода жидкого, газообразного и твердого топлива.

Изобретение поясняется чертежами Фиг.1 и Фиг.2, на которых под цифрами обозначены:

1 - топочный объем;

2 - экранная секция котла;

3 - экранно-циркуляционная секция котла;

4 - дымоход;

5 - стенка до изменения расположения в ней кирпичей;

6 - стенка после изменения расположения кирпичей;

7 - горелки;

8 - движение продуктов сгорания при штатном расположении кирпичей в стенке;

9 - турбулентное (завихренное) движение продуктов сгорания после установки ряда кирпичей на ребро;

10 - коллекторы секций котла.

Практическое решение заявляемого изобретения по увеличению времени воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева не вызывает затруднений: работы выполняются штатным обслуживающим персоналом в плановом порядке, совершенно не требуют материальных затрат, а результат значительный: температура выходящих газов из вытяжной трубы уменьшается на 25-30°С, температура теплоносителя (воды) увеличивается на 10-12°С в зависимости от колебаний разрежения в топке котла вследствие влияния атмосферных явлений. Расход газообразного топлива уменьшается на 7-10% от среднегодового расхода.

Движение продуктов сгорания газообразного топлива при его обтекании экранной секции 2, стенки 5, экранно-циркуляционной секции 3 рассматривалось с использованием цветных "дымков" через "гляделки" на фронте котельной установки. Замеры температур выходящих газов и теплоносителя осуществлялись штатным образом.

Устройство для увеличения времени воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева котельной установки, отличающееся тем, что в процессе движения продуктов сгорания в топочном объеме создается сильная турбулентность и осуществляется тем, что частично разбирают переднюю и заднюю стенки котла, извлекают огнеупорный кирпич стенки, служащий для равномерного и полного воздействия продуктов сгорания на секции котла, вновь укладывают стенку, но один ряд кирпичей укладывают обычным образом, следующий ряд ставят на ребро.

Изобретение относится к смесительному устройству теплообменника и может быть использовано для химического синтеза, для получения агрохимических веществ и биохимических веществ, в пищевой промышленности.

Теплообменный аппарат // 2402734

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, в которых могут одновременно осуществляться и массообменные процессы, например абсорбция, конденсация, и может быть использовано в энергетике, химической и других отраслях промышленности, например в производстве карбамида.

Турбулизирующее устройство для теплообменной трубы // 2369818

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к конструкции турбулизирующих устройств, и может применяться в различных теплообменных трубах промышленных теплообменников.

Турбулизирующее устройство для теплообменной трубы // 2369817

Способ утилизации низкопотенциального тепла и устройство для его осуществления // 2349854

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет использовать низкопотенциальные источники тепла, в том числе хозяйственно-бытовые стоки и другие тепловые отходы, для предварительного подогрева воды до подачи в водонагревательные устройства и для нагрева других жидкостей, газов или их смесей.

Тепловыделяющая сборка // 2295785

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих устройствах, например в ядерных энергетических установках. .

Вихревой воздухоохладитель с турбулизаторами // 2236657

Трубчатый аппарат для проведения химических реакций // 2168354

Изобретение относится к устройствам для проведения экзотермических и эндотермических жидкофазных химических реакций и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности.

Теплообменник // 2161764

Теплообменная труба // 2147110

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, в частности к трубчатым элементам теплообменников. .

Устройство для интенсификации теплообмена в каналах различного поперечного сечения // 2432542

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а конкретно к конструктивным элементам теплообменного оборудования различного назначения, и может быть использовано для интенсификации теплообмена, например, в кожухотрубных теплообменных аппаратах при одно- и многофазных течениях

Наращиваемый модульный реактор // 2451891

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в реакторах

Трубчатая печь для крекинга // 2453580

Изобретение относится к трубчатой печи для крекинга, предназначенной, в частности, для получения этилена, включающей конвекционную секцию и (или) двойную радиационную (радиантную) секцию(и), по меньшей мере, с однопроходной радиационной (радиантной) трубой, выполненной, по меньшей мере, с одним элементом, интенсифицирующим передачу тепла

Способ унификации узлов и деталей трубчатого котла-утилизатора (ку) // 2453786

Способ теплосъема с поверхности тепловыделяющих элементов // 2495347

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих устройствах, например в ядерных энергетических установках. В способе теплосъема с поверхности тепловыделяющих элементов, заключающемся в том, что теплоноситель подают на теплоотдающую поверхность теплопередающего устройства и закручивают его, теплоноситель дополнительно закручивают относительно оси, лежащей под углом к продольной оси основного закрученного потока. Технический результат заключается в повышении интенсивности теплосъема за счет взаимодействия вихрей с теплоотдающей поверхностью, что приводит к интенсивному тепломассообмену между ядром потока и пристенным слоем. 1 ил.

Теплообменник с оребренными трубами // 2603508

Настоящее изобретение относится теплообменнику с оребренными трубами, содержащему трубы, через внутреннее пространство которых течет теплоноситель и которые располагаются параллельно на одинаковом расстоянии между ними, так что продукт сгорания может проходить через пространство между трубами; и теплопередающие ребра, которые разнесены относительно друг друга и присоединены к наружной поверхности труб вдоль их продольного направления таким образом, чтобы располагаться параллельно потоку продукта сгорания. Внутри труб установлен первый генерирующий турбулентный поток элемент для создания турбулентности в потоке теплоносителя. Первый генерирующий турбулентный поток элемент содержит плоскую пластинчатую часть, расположенную в продольном направлении труб, для разделения внутреннего пространства труб на два пространства, и первые направляющие элементы и вторые направляющие элементы, которые разнесены относительно друг друга и поочередно выступают под наклоном вдоль продольного направления на обеих сторонах плоской пластинчатой части. Технический результат - повышение эффективности теплообмена путем увеличения турбулентности потока теплоносителя. 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

Система, устройство для регулирования поглощения конденсата и способ подавления избыточного поглощения конденсата // 2630815

Предложены система и способ водяного смесителя с предотвращением пропусков зажигания. Система может содержать двигатель с наддувом, содержащий охладитель наддувочного воздуха ниже по потоку от компрессора и воздушный впускной канал с дросселем между впускным коллектором и охладителем наддувочного воздуха. Система также может содержать магистраль, соединенную параллельно с воздушным впускным каналом между впускным коллектором и охладителем наддувочного воздуха, соединенную с впускным коллектором ниже по потоку от дросселя, содержащую смеситель, установленный под углом в пределах 45 градусов от вертикали. Техническим результатом является предотвращение конденсации воды, а также для предотвращения поглощения воды на скоростях, достаточно высоких, чтобы вызывать пропуски зажигания. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Самоочищающийся кожухотрубный теплообменник // 2631963

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева и охлаждения газов и жидкостей в различных отраслях народного хозяйства. В самоочищающемся кожухотрубном теплообменнике, содержащем кожух, в котором размещен пучок труб, соединенных с трубными решетками, и патрубки ввода и вывода трубной среды, турбулизаторы, размещенные внутри каждой трубы соосно по всей ее длине и представляющие собой металлический прут или проволоку, к которым по всей длине на расстоянии Δ друг от друга прикреплены турбулизирующие элементы, турбулизирующие элементы выполнены в виде лепестков в форме пропеллера или скрутки проволоки, при этом концы прутьев или проволоки прикреплены к опорным стержням, вставленным в пазы между буртиками, прикрепленными к наружной поверхности трубных решеток. Технический результат - интенсификация процесса теплопередачи и снижение скорости образования накипи. 5 ил.

Теплопередающая труба и крекинг-печь с использованием теплопередающей трубы // 2640876

Изобретение относится к теплопередающей трубе и крекинг-печи с использованием теплопередающей трубы. Теплопередающая труба содержит закрученную перегородку, расположенную на внутренней стенке трубы, причем закрученная перегородка простирается спирально вдоль осевого направления теплопередающей трубы. Теплопередающая труба оснащена несквозной выемкой, простирающейся от одного конца до другого конца закрученной перегородки вдоль осевого направления теплопередающей трубы. Теплопередающая труба и крекинг-печь согласно настоящему раскрытию имеют хороший эффект теплопередачи и малую потерю давления. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил.