Підігрівач мазуту

1 Підігрівам мазуту в складі парового кожуха і центрального паропроводу, нагрівального каналу мазуту, колекторів введення і виведення пари і мазуту, який відрізняється тим, що нагрівальний канал мазуту має форму кільцевої щілини, утворе ної паровим кожухом і центральним паропроводом 2 Підігрівам мазуту за п 1, який відрізняється тим, що кільцева щілина нагрівального каналу мазуту має ширину 5/D = 0,02-0,5 і довжину I/D = 10 — 50 (D-внутрішній діаметр парового кожуха) 3 Підігрівам мазуту за п 1, 2, який відрізняється тим, що в колекторі виведення пари установлений дозатор витрати пари, приєднаний до труби конденсату 4 Підігрівам мазуту за п 1, 2, 3, який відрізняється тим, що має більш ніж один нагрівальний канал мазуту в формі кільцевої щілини Винахід відноситься до теплоенергетики і може бути використаний в устаткуванні підготовки мазуту до спалювання Відомий підігрівай мазуту, в якому мазут подають по трубному пучку, а пар в міжтрубному просторі ([1], с 49) Недоліком відомого підігрівача мазуту є малий коефіцієнт теплопередачі 100Вт/(м2 * К) Гідравлічний опір 0,21МПа при перепаді температур 26К (підігрівам 720 - 16, с 52 Завдання винаходу - підвищити ефективність підігрівача мазуту за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі та зменшення витрати пари Поставлене завдання вирішується тим, що в підігрівачі мазуту в складі парового кожуха і центрального паропроводу, нагрівального каналу мазуту, колекторів вводу і виводу пари і мазуту, нагрівальний канал мазуту має форму кільцевої щілини, утвореної паровим кожухом і центральним паропроводом Кільцева щілина має ширину 5 / D = 0,02 - 0,5 і довжину І / D = 10 - 50, де 5 - ширина кільцевої щілини, D - внутрішній діаметр кожуху, І довжина нагрівального каналу Це завдання вирішується також тим, що в колекторі виводу пари установлений дозатор витрати пари, приєднаний до труби конденсату Підігрівам може мати більш чим один нагрівальний канал мазуту в формі кільцевої щілини Причинно - наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак винаходу, який заявляється і технічним результатом, якого можна досягнути, полягає в наступному Двостороннє нагрівання мазуту в кільцевому щілинному каналі між паровим кожухом і центральним паропроводом забезпечує прогрівання на всю ширину щілини Ширина щілини 5 / D = 0,02 0,5 вибирається за умови, що вона відповідає товщині 2 - 4мм прогріваємого шару мазуту При 5 / [1]) Відомий підігрівам мазуту (с 225 - 226, [2]) в складі парового кожуха і центрального паропроводу, нагрівального каналу мазуту, колекторів вводу і виводу пари і мазуту, в якому пар з колектора подається по центральному відкритому паропроводу, а виводиться по паровому кожуху Нагрівальним каналом для мазуту є міжтрубний простір підігрівача Суттєві ознаки заявленого винаходу, які співпадають з прототипом - паровий кожух і центральний паропровід, нагрівальний канал мазуту, колектори вводу і виводу пари і мазуту Недоліком підігрівача мазуту ВІДПОВІДНО ДО прототипу, як і аналога, є малий коефіцієнт теплопередачі, обумовлений недостатнім прогріванням мазуту в міжтрубному просторі, оскільки внаслідок високої в'язкості та малої швидкості мазут не перемішується СО Ю 51311 D 0,5 зменшується площа поверхні нагрівального каналу і прогрівання мазуту в підігрівачі При довжині щілини І / D 50 зменшується коефіцієнт теплопередачі Застосування дозатора витрати пари забезпечує стабільне нагрівання мазуту і використання тепла конденсації при температурі стінки 150°С, яка є максимально допустимою При температурах більших 150°С виникає нагар на нагріваємих стінках внаслідок розпаду сульфідів з появою твердих домішок в мазуті Підігрівам може мати в своєму складі більш чим один нагрівальний канал мазуту в формі кільцевої щілини, що дозволяє підвищити теплову потужність підігрівача за рахунок збільшення площі поверхні нагрівальних каналів Винахід пояснюється кресленнями На фіг 1 поздовжній розріз підігрівача, фіг 2 - переріз А - А на фіг 1, фіг 3 - дозатор витрати пари Колектор 1 вводу пари, паровий кожух 2 і центральний паропровід 3 приєднані до колектору 4 виводу пари Колектор 5 вводу мазуту з'єднаний нагрівальним каналом 6 в формі кільцевої щілини (фіг 2) між паровим кожухом і центральним паропроводом з колектором 7 виводу мазуту В колекторі 4 установлений дозатор 8 витрати пари, приєднаний до труби 9 конденсату Дозатор 8 витрати пари (фіг 3) має в своєму складі фільтр 10, завихрювач 11, сопло 12 розміщені в корпусі 13 з нарізкою для приєднання до колектора 4 виводу пари і труби 9 конденсату Пар з колектору 1 подається в паровий кожух 2 і центральний паропровід 3, нагріває мазут і конденсується Конденсат через дозатор 8 витрати пари виводиться в трубу 9 конденсату Мазут з колектору 5 подається в нагрівальний канал 6, де підігрівається парою, після чого виводиться через колектор 7 Дозатор витрати пари функціонує так Конденсат через фільтр 10 поступає в завихрювач 11 і витікає в сопло 12 Витрата пари через дозатор після включення підігрівача менша необхідної для нагрівання мазуту Тому пар переохолоджується на стінках нагрівального каналу і конденсується Витрата конденсату через дозатор суттєво більша чим пари Тому витрата пари в підігрівам зростає до настання рівноваги Витрата конденсату через дозатор визначається тиском в колекторі 4 виводу пари і відповідає необхідній для нагрівання мазуту Пропуск мазуту по кільцевій ЩІЛИНІ забезпечує двостороннє нагрівання На виході з нагрівального каналу мазут буде мати однакову температуру по товщині потоку Цим підігрівам вигідно відрізняється від трубчатих нагрівачів, в яких мазут нагріва ється тільки коло стінок на товщину до Змм, а центральна частина залишається холодною Ефективність підігрівача ВІДПОВІДНО ДО винаходу в порівнянні з нагріванням мазуту в трубі оцінимо при однакових довжині нагрівального каналу, параметрах пари, витратах мазуту і теплофізичних властивостях мазуту теплопровідності, густині, теплоємності Оскільки визначальною для теплообміну є тепловіддача від стінки до мазуту, то температура стінок буде практично рівною температурі пари Тоді перепад температури в щілинному нагрівальному каналі (фіг 2) 40,67 AT 8/D де v, VT - кінематична вязкість мазуту в щілинному каналі і трубі, 5 - ширина щілини, dj - діаметр трубопроводу, ДТ, ДТт - перепад температур в щілинному каналі і трубі При однакових діаметрах D = dj і відношенні ДТ ^ = 0,075, = 9 D ДТТ Дослідний зразок підігрівача ВІДПОВІДНО вина ходу З — = 0,075, — = 25, D = 0,04м, площею повеD D рхні теплообміну 0,232м , при температурі пари 150°С має такі характеристики нагрівання нафтового палива з в'язкістю 205сСт при температурі 90°С витрата палива 1200кг/год, температура на вході 90°С, виході 101 °С, коефіцієнт теплопередачі 617Вт/(м2 * К), гідравлічний опір 0,17МПа, витрата пари 13,4кг/год, теплова потужність 7,8кВт, питома витрата пари 4,77 * 104кг/кВт Мазутні підігрівачі 720 - 16, які застосовуються на електростанціях, мають такі показники при витраті мазуту 240т/год, обігріваємій поверхні 520м2, температура мазуту до підігрівача 77°С, після підігрівача 103°С, тиск пари 0,8МПа, коефіцієнт теплопередачі 98,8Вт/(м2 * К), гідравлічний опір 0,21МПа(с52, [1]) Теплове навантаження одиниці поверхні підігрівача 720 - 16 ОДТ 240000*26 кг/год*К 520 - ^ = 1 2 0 0 0 ^ ° ^ а дослідного зразка О.ДТ 12000*11 = 56808 кг / год * К q= S 0 23236 м Дослідний зразок забезпечує теплове навантаження більше підігрівача 720 -16 в 4,7 рази Таким чином, завдяки удосконаленню підігрівача мазуту досягається підвищення його ефективності 1 Сжигание высокосернистого мазута на электростанциях/ Н И Верховский и др М Энергия, 1970 -551с 2 А И Карабин Сжигание жидкого топлива в промышленных установках, М Металлургиздат, 1957 -260с 51311 Фіг З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71