Котел-утилізатор

Котел-утилізатор П-подібної форми, до складу якого входить каркас, випарні поверхні нагрівання у вигляді вертикальних трубчатих зигзагоподібних ширм з природною циркуляцією, пароперегрівник, економайзер та повітропідігрівник, що розташовані в опускному газоході, барабан-сепаратор та трубопроводи, який відрізняється тим, що випарні поверхні нагрівання та пароперегрівник виконані у вигляді секцій, кожна з яких включає не менше двох вертикальних зигзагоподібних ширм з природною циркуляцією та огородження стін і стелі, виконаних у вигляді трубчатого екрана, причому труби ширм і огородження кожної секції з'єднані вхідним та вихідним колекторами. Винахід відноситься до технології охолодження димових газів перед газоочисткою з утилізацією тепла і може бути використаний в чорній, кольоровій металургії та інших галузях промисловості. Відомі конвективні водотрубні котлиутилізатори серії КУ [Воинов А.П., Куперман П.И., Сушон С.П. Паровые котлы-утилизаторы на отходящих газах, К., Вища школа, 1983, C.24-35]. Поверхні нагрівання таких котлів-утилізаторів виконані у вигляді змієвикових випарних, пароперегрівних та економайзерних пакетів. Випарні поверхні працюють з багаторазовою примусовою циркуляцією, яка забезпечується спеціальними циркуляційними насосами. Стіни та стеля футеровані вогнетривкими матеріалами. До складу котла-утилізатора входить металевий каркас з встановленим на ньому барабаномсепаратором, який з'єднаний трубопроводами з поверхнями нагрівання та циркуляційними насосами. Недоліком такої конструкції є необхідність примусової циркуляції, що вимагає використання спеціальних циркуляційних насосів зі споживанням електроенергії, та важке вогнетривке обмурування стін і стелі котла-утилізатора. Найбільш близьким до заявленого винаходу за технічною суттю та результатом, який може бути отриманий при його використанні, є котелутилізатор серії ПКК (Воинов А.П., Куперман П.И., Сушон С.П. Паровые котлы-утилизаторы на отходящих газах, К.: Вища школа, 1983, C.70-72). Такий котел-утилізатор має П-подібну форму. У підйомному газоході такого котла встановлені випарні поверхні у вигляді вертикальних зигзагоподібних ширм з природною циркуляцією та пароперегрівник, в опускному газоході розташований економайзер та повітропідігрівник. До складу котла-утилізатора входить каркас, на якому встановлений барабан-сепаратор, з'єднаний трубопроводами з поверхнями нагрівання, а стіни та стеля футеровані вогнетривкими матеріалами. Недоліком такої конструкції є необхідність використання важкого вогнетривкого футерування, а також складність заміни випарних ширм під час проведення ремонтних робіт. В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу створити удосконалений котелутилізатор, який, за рахунок виконання випарних (19) UA (11) 69297 (13) C2 (21) 20031212342 (22) 25.12.2003 (24) 17.04.2006 (46) 17.04.2006, Бюл. № 4, 2006 р. (72) Рижавський Арнольд Зіновійович, Міллер Олександр Давидович, Братова Тетяна Петрівна (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВОТЕХНІЧНИЙ ЦЕНТР З ТЕХНОЛОГІЇ ТА ОБЛАДНАННЯ, ОБРОБКИ МЕТАЛІВ, ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА ВИКОРИСТАННЯ ВТОРИННИХ РЕСУРСІВ ДЛЯ МЕТАЛУРГІЇ ТА МАШИНОБУДУВАННЯ "ЕНЕРГОСТАЛЬ" (56) SU 929961, 23.05.1982 RU 2039318 C1, 09.07.1995 GB 640637 B2, 26.07.1950 JP 60238682, 27.11.1985 JP 57115603, 19.07.1982 JP 58037402, 04.03.1983 3 69297 4 поверхонь нагрівання та пароперегрівника у - фіг.1 - загальний вигляд котла-утилізатора у вигляді секцій, кожна з яких включає не менше розрізі; двох вертикальних зигзагоподібних ширм з при- фіг.2 - котел-утилізатор, вид с торця на родною циркуляцією та огородження стін і стелі, підйомний газохід; виконаних у вигляді трубчатого екрану, з'єднання - фіг.3 - секція випарна або пароперегрівна, труб ширм та огородження кожної секції вхідним вид з боку; та вихідним колекторами, дозволяє забезпечити - фіг.4 - секція випарна або пароперегрівполегшення ремонту і заміни випарних поверхонь на, вид з торця (зовнішня обшивка та ізоляція на нагрівання та пароперегрівника. Крім того, викорикресленні не показані); стання заявленої конструкції котла-утилізатора - фіг.5 - розріз А-А фіг.3; дозволяє відмовитись від важкого вогнетривкого - фіг.6 - розріз Б-Б фіг.3; обмурування підйомного газоходу, що не тільки - фіг.7 - розріз В-В фіг.3. збільшує поверхню теплообміну, а і зменшує вагу Котел-утилізатор П-подібної форми змонтовакотла та його вартість. ний на каркасі 1. У підйомному газоході 2 Поставлена задача вирішується тим, що у розміщені випарні секції 3 та пароперегрівні секції відомому котлі-утилізаторі П-подібної форми, до 4. В опускному газоході 5 розташовані економайскладу якого входить каркас, випарні поверхні зер 6 та повітропідігрівник 7. На каркасі 1 встановнагрівання у вигляді вертикальних зигзагоподібних лений барабан-сепаратор 8, який з'єднаний ширм з природною циркуляцією, пароперегрівник, циркуляційними трубопроводами 9 з випарними економайзер та повітропідігрівник, що розташовані секціями 3, паропроводом 10 з пароперегрівними в опускному газоході, барабан-сепаратор та трусекціями 4 та водоводом 11 з економайзером 6. бопроводи, згідно з винаходом випарні поверхні Кожна випарна секція 3 або пароперегрівна секція нагрівання та пароперегрівник виконані у вигляді 4 складається з труб 12 конвективних поверхонь секцій, кожна з яких включає не менше двох вернагрівання та труб 13, які з зовнішньою обшивкою тикальних зигзагоподібних ширм з природною зі сталевого листа 14 та ізоляцією 15 утворюють циркуляцією та огородження стін і стелі, виконаних стіни та стелю котла-утилізатора. Труби 12 утвоу вигляді трубчатого екрану, причому труби ширм і рюють вертикальні зигзагоподібні ширми, причому огородження кожної секції з'єднані вхідним та кожна секція включає не менше двох таких ширм. вихідним колекторами. Труби 13 утворюють огородження кожної секції. За рахунок виконання огородження стін і стелі Труби 12 ширм та труби 13 огородження кожної котла-утилізатора, що заявляється, у вигляді секції з'єднані вхідним колектором 16 та вихідним трубчатого екрану стає можливим відмовитись від колектором 17. Стіни підйомного газоходу 2, за важкого вогнетривкого обмурування підйомного виключенням стіни, що закрита огородженням газоходу, що дозволяє збільшити поверхню кожної секції, закриті трубчатими екранами 18 з теплообміну, зменшити вагу котла та його зовнішньою обшивкою зі сталевого листа 14 та вартість. ізоляцією 15. При виконанні огороджувальних Виконання випарних поверхонь нагрівання та конструкцій з мембранних труб необхідність в пароперегрівника у вигляді секцій, кожна з яких обшивці зі сталевого листа 14 відпадає. включає не менше двох вертикальних Огороджувальні конструкції опускного газоходу зигзагоподібних ширм з природною циркуляцією та закриті теплоізоляційними газонепроникними щиогородження стін і стелі, виконаних у вигляді трубтами 19. Котел-утилізатор містить вхідний димохід чатого екрану, з'єднання труби ширм і огороджен20, вихідний димохід 21 та паропровід перегрітої ня кожної секції вхідним та вихідним колекторами пари 22. дозволяє полегшити ремонт і заміну випарних поКотел-утилізатор працює таким чином. верхонь нагрівання та пароперегрівника, а також Димові гази температурою 800-1300°С надховідмовитись від важкого вогнетривкого обмурудять в котел-утилізатор через вхідний димохід 20. вання підйомного газоходу, що не тільки збільшує Піднімаючись у підйомному газоході 2, димові гази поверхню теплообміну, а і зменшує вагу котла та віддають тепло трубам 12 випарних секцій 3 та його вартість. пароперегрівних секцій 4, а також трубчатим екраЗ огляду на викладене вище і з урахуванням нам 18. Газощільність огороджувальних розкритого причинно-наслідкового зв'язку між конструкцій підйомного газоходу 2 забезпечується сукупністю ознак винаходу, що заявляється, та обшивкою зі сталевого листа 14, а ізоляція 15 технічним результатом, що отриманий за їх допоперешкоджає втратам тепла. Пароутворення в могою, можна стверджувати, що задача, поставтрубах 12 випарних секцій 3 та трубчатих екранах лена в основу створення удосконаленого котла18 забезпечує природну циркуляцію води. Пароутилізатора, цілком вирішена, бо використання водяна суміш надходить циркуляційними трубовинаходу забезпечує полегшення ремонту і заміни проводами 9 в барабан-сепаратор 8, випарних поверхонь нагрівання та відсепарована пара перегрівається в пароперегрівника. Крім того, використання пароперегрівних секціях 4 та паропроводом 22 заявленої конструкції котла-утилізатора дозволяє направляється споживачу. Вода, що підживлює відмовитись від важкого вогнетривкого обмурукотел-утилізатор, з економайзера 6 водоводом 11 вання підйомного газоходу, що не тільки збільшує надходить в барабан-сепаратор 8. В опускному поверхню теплообміну, а і зменшує вагу котла та газоході димові гази віддають тепло економайзеру його вартість. 6 та повітропідігрівнику 7, в якому гріється повітря Суть винаходу, що заявляється, пояснюється для технологічного агрегату, та, за потребою, для кресленнями, де зображені: топки допалення відхідних газів. Димові гази тем 5 69297 6 пературою 100-250°С вихідним димоходом 21 тора 16 секції та відвідної труби циркуляційного надходять (в залежності від складу) на газоочистку трубопроводу 9 від вихідного колектора 17 секції, або в димову трубу. розрізання ізоляції 15 та обшивки зі сталевого При виконанні ремонтних робіт заміна листа 14 або мембрани (якщо огороджувальні випарної секції 3 або пароперегрівної секції 4 конструкції виконані з мембранних труб) на межі з виконується шляхом від'єднання підвідної труби сусідніми секціями. циркуляційного трубопроводу 9 від вхідного колек Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7 69297 8