Способ работы котельной установки

Авторы патента:

F22B33/18 - комбинации паровых котлов с другими устройствами

Владельцы патента RU 2777998:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе. Способ работы котельной установки, по которому в котел подают питательную воду, органическое топливо и воздух, в котле сжигают органическое топливо и вырабатывают водяной пар, отводят из котла продувочную воду, водяной пар и продукты сгорания, которые охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе и конденсационном поверхностном теплообменнике, отводимую из котла продувочную воду направляют в расширитель непрерывной продувки, образующийся в расширителе непрерывной продувки из продувочной воды вторичный водяной пар по паропроводу направляют в поток уходящих продуктов сгорания посредством парораспределительного устройства, выполненного в форме перфорированного коллектора и установленного в газоходе перед конденсационным поверхностным теплообменником по ходу продуктов сгорания, осуществляют конденсацию вторичного водяного пара на наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника, охлажденные в конденсационном поверхностном теплообменнике ниже точки росы уходящие продукты сгорания подогревают в рекуперативном теплообменнике отводимым из расширителя непрерывной продувки концентратом - неиспарившейся продувочной водой и отводят в атмосферу. Технический результат - повышение экономичности котельной установки. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе.

Известен аналог - способ работы котельной установки (см. патент РФ №2185568, БИ №20, 2002), по которому в котел подают питательную воду, органическое топливо и воздух, в котле сжигают органическое топливо и вырабатывают водяной пар, отводят из котла продувочную воду, водяной пар и продукты сгорания, которые охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе и конденсационном поверхностном теплообменнике, охлажденные ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике уходящие продукты сгорания подогревают в рекуперативном теплообменнике и отводят в атмосферу. Данный аналог принят за прототип.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что при реализации известного способа котельная установка обладает пониженной экономичностью, так как подогрев охлажденных ниже точки росы уходящих продуктов сгорания в рекуперативном теплообменнике осуществляется высокопотенциальным теплоносителем - продувочной водой, подаваемой из барабана котла. В котельной установке отсутствует расширитель непрерывной продувки и не указывается способ использования вторичного водяного пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки, и концентрата продувки (неиспарившейся продувочной воды). Кроме того, не предусматривается интенсификация теплообмена на наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника, что снижает его тепло-производительность и экономичность котельной установки.

Сущность изобретения заключается в следующем. С целью повышения экономичности котельной установки предлагается использовать расширитель непрерывной продувки и дополнительно установить в газоходе перед конденсационным поверхностным теплообменником по ходу продуктов сгорания парораспределительное устройство, выполненное в форме перфорированного коллектора, и соединить его паропроводом с расширителем непрерывной продувки. Посредством парораспределительного устройства необходимо осуществлять подачу потока вторичного водяного пара из расширителя непрерывной продувки в поток уходящих продуктов сгорания и его равномерное распределение по сечению газохода. В процессе работы котельной установки будет осуществляться конденсация вторичного водяного пара, подаваемого из расширителя непрерывной продувки, на наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника, что дополнительно интенсифицирует процесс теплоотдачи, повышает теплопроизводительность конденсационного поверхностного теплообменника и экономичность котельной установки. Кроме того, подогрев уходящих продуктов сгорания в рекуперативном теплообменнике необходимо производить не высокопотенциальным теплоносителем - продувочной водой, а концентратом продувки (неиспарившейся продувочной водой), образующимся в расширителе непрерывной продувки после испарения части продувочной воды.

Технический результат - повышение экономичности котельной установки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе работы котельной установки, по которому в котел подают питательную воду, органическое топливо и воздух, в котле сжигают органическое топливо и вырабатывают водяной пар, отводят из котла продувочную воду, водяной пар и продукты сгорания, которые охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе и конденсационном поверхностном теплообменнике, охлажденные ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике уходящие продукты сгорания подогревают в рекуперативном теплообменнике и отводят в атмосферу, особенность способа работы котельной установки заключается в том, что отводимую из котла продувочную воду направляют в расширитель непрерывной продувки, образующийся в расширителе непрерывной продувки из продувочной воды вторичный водяной пар по паропроводу направляют в поток уходящих продуктов сгорания посредством парораспределительного устройства, выполненного в форме перфорированного коллектора и установленного в газоходе перед конденсационным поверхностным теплообменником по ходу продуктов сгорания, осуществляют конденсацию вторичного водяного пара на наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника, охлажденные в конденсационном поверхностном теплообменнике ниже точки росы уходящие продукты сгорания подогревают в рекуперативном теплообменнике отводимым из расширителя непрерывной продувки концентратом (неиспарившейся продувочной водой).

На чертеже представлена схема котельной установки, поясняющая предлагаемый способ.

Котельная установка содержит топку котла 1 с барабаном 2, пароперегреватель 3, водяной экономайзер 4, воздухоподогреватель 5, конденсационный поверхностный теплообменник 6, установленный в газоходе 7, рекуперативный теплообменник 8, расширитель непрерывной продувки 9, трубопровод 10 непрерывного отвода продувочной воды из барабана 2 котла 1, парораспределительное устройство 11, выполненное в форме перфорированного коллектора, паропровод 12, дымосос 13, бак-резервуар 14 сбора конденсата водяных паров, выделяющегося из продуктов сгорания при их охлаждении ниже точки росы. В газоходе 7 дополнительно установлены сборник 15 конденсата водяных паров из продуктов сгорания с гидравлическим затвором 16 и сепарационное устройство-каплеуловитель 17.

Способ работы котельной установки осуществляется следующим образом.

В топку котла 1 подают органическое топливо (природный газ) и воздух, питательную воду подогревают в водяном экономайзере 4 и направляют в барабан 2. В топке котла 1 в процессе сжигания природного газа образуются продукты сгорания и вырабатывается водяной пар, который выделяется в барабане 2, водяной пар направляют в пароперегреватель 3, где его перегревают до заданной температуры и отводят потребителю (на чертеже не показан). Из барабана 2 котла 1 по трубопроводу 10 отводят продувочную воду в расширитель непрерывной продувки 9.

В расширителе непрерывной продувки 9 часть продувочной воды вскипает, образуются вторичный водяной пар и концентрат продувки (неиспарившаяся продувочная вода). Вторичный водяной пар по паропроводу 12 отводят в парораспределительное устройство 11, выполненное в форме перфорированного коллектора. Посредством парораспределительного устройства 11 производят подачу потока вторичного водяного пара в поток уходящих продуктов сгорания перед конденсационным поверхностным теплообменником 6 по ходу продуктов сгорания. При этом осуществляют равномерное распределение потока вторичного водяного пара по сечению газохода 7. На наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника 6 в процессе тепломассообмена осуществляется конденсация вторичного водяного пара, что дополнительно интенсифицирует процесс теплоотдачи, повышает теплопроизводительность конденсационного поверхностного теплообменника 6 и экономичность котельной установки. Конденсат вторичного водяного пара непрерывно отводят в сборник 15.

Оставшуюся неиспарившуюся продувочную воду (концентрат продувки) из расширителя непрерывной продувки 9 направляют в рекуперативный теплообменник 8, где осуществляют подогрев уходящих продуктов сгорания.

Продукты сгорания природного газа из топки котла 1 последовательно проходят пароперегреватель 3, водяной экономайзер 4, воздухоподогреватель 5 и конденсационный поверхностный теплообменник 6. В конденсационном поверхностном теплообменнике 6 в процессе теплообмена уходящих продуктов сгорания и воды продукты сгорания охлаждают ниже точки росы, а воду подогревают и направляют на водоподготовительную установку (на чертеже не показана). При этом происходит конденсация части содержащихся в уходящих продуктах сгорания водяных паров и полезно используются как физическая теплота уходящих продуктов сгорания, так и скрытая теплота конденсации части содержащихся в них водяных паров, что снижает потери теплоты с уходящими продуктами сгорания и повышает экономичность котельной установки. Охлажденные ниже точки росы продукты сгорания проходят сепарационное устройство-каплеуловитель 17, где от продуктов сгорания отделяется капельная влага, и направляются в рекуперативный теплообменник 8, в котором подогреваются концентратом продувки, отводимым из расширителя непрерывной продувки 9, что повышает надежность работы наружных газоходов и дымовой трубы (на чертеже не показана). Подогретые продукты сгорания дымососом 13 через дымовую трубу отводят в атмосферу.

Конденсат водяных паров, выделяющийся из уходящих продуктов сгорания в процессе их охлаждения ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике 6, совместно с конденсатом вторичного водяного пара направляют в сборник 15. Суммарный поток конденсата через гидравлический затвор 16 непрерывно отводят в бак-резервуар 14 сбора конденсата водяных паров (обессоленной воды).

Таким образом, подача потока вторичного водяного пара из расширителя непрерывной продувки в поток уходящих продуктов сгорания на входе в конденсационный поверхностный теплообменник и использование концентрата продувки для подогрева охлажденных ниже точки росы уходящих продуктов сгорания позволяют повысить теплопроизводительность и экономичность котельной установки.

Способ работы котельной установки, по которому в котел подают питательную воду, органическое топливо и воздух, в котле сжигают органическое топливо и вырабатывают водяной пар, отводят из котла продувочную воду, водяной пар и продукты сгорания, которые охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе и конденсационном поверхностном теплообменнике, охлажденные ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике уходящие продукты сгорания подогревают в рекуперативном теплообменнике и отводят в атмосферу, отличающийся тем, что отводимую из котла продувочную воду направляют в расширитель непрерывной продувки, образующийся в расширителе непрерывной продувки из продувочной воды вторичный водяной пар по паропроводу направляют в поток уходящих продуктов сгорания посредством парораспределительного устройства, выполненного в форме перфорированного коллектора и установленного в газоходе перед конденсационным поверхностным теплообменником по ходу продуктов сгорания, осуществляют конденсацию вторичного водяного пара на наружной поверхности конденсационного поверхностного теплообменника, охлажденные в конденсационном поверхностном теплообменнике ниже точки росы уходящие продукты сгорания подогревают в рекуперативном теплообменнике отводимым из расширителя непрерывной продувки концентратом - неиспарившейся продувочной водой.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе. Предлагается способ работы котельной установки, по которому основной поток вырабатываемого в котле водяного пара направляют в кожухотрубный теплообменник для подогрева сетевой воды до температуры 110-120°С, нагретую в кожухотрубном теплообменнике сетевую воду направляют в подающий трубопровод системы теплоснабжения, а образующийся в кожухотрубном теплообменнике конденсат водяного пара отводят в сборный конденсатный бак, часть вырабатываемого в котле водяного пара подают в деаэратор для дегазации добавочной воды и конденсата, продукты сгорания после котла охлаждают в водяном экономайзере до температуры 140-160°С и по основному газоходу направляют в конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор теплоты продуктов сгорания, где осуществляют их глубокое охлаждение до температуры 35-40°С с конденсацией части содержащихся в уходящих продуктах сгорания водяных паров, охлажденные до температуры 35-40°С в конденсационном поверхностном теплообменнике-утилизаторе уходящие продукты сгорания подогревают до температуры 65-70°С сетевой водой из подающего трубопровода системы теплоснабжения в поверхностном теплообменнике, установленном в основном газоходе после конденсационного поверхностного теплообменника-утилизатора теплоты продуктов сгорания на всасывающей стороне дымососа, и через дымовую трубу отводят в атмосферу, при этом для исключения конденсации в дымовой трубе водяных паров, оставшихся в уходящих продуктах сгорания после их глубокого охлаждения до температуры 35-40°С, путем поддержания температуры уходящих продуктов сгорания перед дымовой трубой 65-70°С осуществляют непрерывный контроль и поддерживают на заданном уровне, в соответствии с режимом работы котельной установки, расход исходной сырой воды, подаваемой в конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор, посредством регулятора расхода исходной сырой воды, связанного с датчиком температуры уходящих продуктов сгорания, охлажденных в конденсационном поверхностном теплообменнике-утилизаторе до температуры 35-40°С, и регулирующим органом, установленным на трубопроводе подачи исходной сырой воды в конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор, и расход сетевой воды, подаваемой из подающего трубопровода системы теплоснабжения в поверхностный теплообменник, посредством регулятора расхода сетевой воды, связанного с датчиком температуры уходящих продуктов сгорания, подогретых в поверхностном теплообменнике до температуры 65-70°С, и регулирующим органом, установленным на трубопроводе подачи сетевой воды в поверхностный теплообменник.

Система регазификации сжиженного природного газа (спг) котельной // 2772676

Изобретение относится к регазификации сжиженного природного газа (СПГ), где используются циклы Ренкина для регазификации СПГ. Система включает емкость с СПГ, криогенный насос для перекачки СПГ через теплообменники, расположенные в газоходах и получающие тепло от уходящих из котла дымовых газов, турбодетандер с электрогенератором на одном валу.

Способ получения пара и устройство для его осуществления // 2759460

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к способам нагрева жидкости и получения пара для промышленного применения в нефтедобывающей и газодобывающих отраслях. В способе получения пара, включающем подачу жидкости в рабочую полость парогенератора, формирование скоростного потока вращающейся жидкости, нагрев жидкости в рабочей полости парогенератора за счет механической кавитации, создание двухфазной пароводяной среды в рабочей полости парогенератора и отбор пара, согласно изобретению в рабочую полость кавитационного парогенератора подают предварительно нагретую омагниченную жидкость, причем жидкость подают непрерывно в автоматическом режиме через жиклеры системы адаптивной подачи намагниченной жидкости (САПНЖ), отслеживая разницу в перепаде давления «вход-выход» парогенератора, корректируя производительность пара по номинальному току электродвигателя, регулируя давление на входе парогенератора, снижая подачу жидкости при давлении в рабочей полости парогенератора, превышающем величину избыточного давления, и увеличивая подачу жидкости при снижении давления в рабочей полости парогенератора, поддерживая его на величине, большей чем заданный режим подачи пара на выходе.

Способ работы котельной установки // 2743865

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе. Для повышения экономичности котельной установки, работающей на природном газе, общий поток уходящих продуктов сгорания котельной установки разделяют на три потока, один из которых направляют в существующий основной газоход, а два других потока подают в дополнительные газоходы, которые располагают параллельно существующему основному газоходу, при этом в каждом дополнительном газоходе для охлаждения продуктов сгорания ниже точки росы водяных паров до температуры 38-42°С располагают по одному конденсационному поверхностному теплообменнику.

Котельная на сжиженном природном газе // 2727542

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для выработки тепловой энергии на котельных с использованием сжиженного природного газа (СПГ) в качестве экологически чистого топлива. Достигаемый технический результат - повышение эффективности газификации сжиженного природного газа и подогрева испарившегося сжиженного природного газа, снижение массогабаритных характеристик теплообменных аппаратов, а также повышение безопасности и надежности эксплуатации котельной со сжиженным природным газом в качестве топлива.

Котельная военного объекта, работающая на сжиженном природном газе // 2726960

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для выработки тепловой энергии на котельных с использованием сжиженного природного газа (СПГ). Котельная военного объекта включает котельную установку и криостат СПГ, соединенный с системой испарения СПГ и подогрева газа перед его подачей в топку котельной установки.

Способ работы водогрейной котельной // 2716202

Изобретение относится к области тепловой энергетики. Способ работы водогрейной котельной заключается в том, что поток горячей воды на выходе из водогрейного котла разделяется на две части: одна часть теплоносителя направляется в подающую линию тепловой сети в количестве, необходимом для покрытия тепловой нагрузки потребителя, а другая часть направляется через элементы контура подпитки теплосети и смешивается с сетевой водой после сетевого насоса.

Газогенераторная установка для автономного энергообеспечения // 2709244

Изобретение относится к стационарным газогенераторным установкам для автономного энергообеспечения. Газогенераторная установка содержит автоматическое загрузочное устройство, газификатор с бункером и устройством всасывания атмосферного воздуха, камеру горения, водяной котел и приводной газопоршневой двигатель электрогенератора.

Способ работы котельной установки // 2701285

Изобретение относится к области теплоэнергетики. В способе работы котельной установки, по которому в котел подают питательную воду, топливо и воздух, в котле в процессе сжигания топлива образуются продукты сгорания и вырабатывается перегретый водяной пар, образовавшиеся продукты сгорания последовательно охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе, осуществляют предварительный подогрев до температуры 20-30°С воздуха перед подачей его в воздухоподогреватель котла частью уходящих продуктов сгорания с их охлаждением ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике, суммарный поток уходящих продуктов сгорания по основному газоходу дымососом отводят в атмосферу, в качестве топлива используют природный газ, осуществляют подогрев до температуры 35-40°С воздуха перед подачей его в котельный цех на отопление суммарным потоком уходящих продуктов сгорания с их охлаждением до температуры 75-80°С, превышающей точку росы 55-56°С на 20-24°С, в рекуперативном теплообменнике, установленном в байпасном газоходе на всасывающей стороне дымососа.

Котельная установка // 2698382

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Котельная установка снабжена регулятором расхода воздуха, подаваемого для предварительного подогрева в конденсационный поверхностный теплообменник, связанным с датчиком расхода природного газа на котел и регулирующим органом, установленным на трубопроводе подвода воздуха в конденсационный поверхностный теплообменник, и регулятором расхода уходящих продуктов сгорания, подаваемых по байпасному газоходу в конденсационный поверхностный теплообменник, связанным с датчиком температуры подогретого в конденсационном поверхностном теплообменнике воздуха и регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед конденсационным поверхностным теплообменником.